基于多时相Sentinel-2卫星影像的冬小麦面积提取

及时准确地提取冬小麦种植信息,对开展冬小麦农情遥感监测具有重要的意义.以杭州市余杭区冬小麦越冬期(2021-12-04)、扬花期(2022-04-08)和乳熟期(2022-05-03)Sentinel-2遥感影像为数据源,分别采用最大似然法、支持向量机、归一化差值植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)相加和相减合成运算提取冬小麦种植面积.结合冬小麦地面调查数据与实测种植面积,对不同方法的提取结果进行精度评价.结果显示,利用越冬期影像NDVI阈值将常绿植被区(茶园、林地)掩膜处理,对非常绿植被区(建筑、水体、冬小麦)扬花期与乳熟期影像NDVI值进行和值运算,是提取余杭区冬小麦种植面积的最佳方法,面积精度为91.96%,说明基于多时相遥感影像结合植被物候特征与典型地物类型,能够实现冬小麦种植面积的高精度提取.

土壤As含量光谱指数反演方法评估

为探究基于光谱指数反演土壤砷(As)含量的有效性和适用性,选取河北省保定市某农田为研究区,利用PSR-3500便携式地物光谱仪和电感耦合等离子发射光谱法测定42个土壤样品实验室及野外原位光谱信号和As含量;基于实验室光谱、野外原位光谱及野外原位-直接标准化校正(DS)光谱,计算叶绿素指数(CI)、差值指数(DI)、和值指数(SI)、比值指数(RI)和简化归一化指数(NDI和NPDI),采用相关性分析提取强相关光谱指数参与土壤As含量随机森林回归建模。在此基础上,通过与相同光谱环境全波段建模方法的精度对比评估光谱指数的有效性;对比不同光谱环境中各类光谱指数建模精度的稳定性以评估其适用性;结合典型土壤组分的吸收特征波段尝试解析光谱指数提升土壤As含量反演性能的内在机制。结果表明:(1)相较于全波段建模,光谱指数法在“实验室光谱、野外原位光谱、野外原位-DS光谱”三种光谱环境中均能有效提升土壤As含量反演建模精度,R_(p)^(2)和RPD分别从0.243和1.2提升至0.730和2.009、0.264和1.213提升至0.669和1.809、0.334和1.279提升至0.678和1.841;(2)三种光谱环境中,DI、RI、NDI在野外原位光谱、SI和NPDI在野外原位-DS光谱环境中的适用性较差,CI综合适用性最强,R_(p)^(2)>0.66,RPD>1.8;(3)指数特征波段表现出与铁氧化物、粘土矿物和有机物吸收特征的相关性,但部分指数特征波段缺乏可解释性,无法揭示指数计算通过组合波段放大有效信息和消除噪声的统一规律。该研究可为后续发展基于光谱指数的土壤重金属遥感反演应用甚至卫星有效载荷研制中的波段设计提供科学依据。

基于遥感技术的黑龙江上中游河道特征研究

以2000年Landsat-7 ETM+影像、地形图、数字高程数据等为数据源,从河道平面形态及河流纵剖面形态对黑龙江上中游河道特征进行分析。从河流动力特征、流域自然环境条件及人类活动方面探讨其对河道形态特征形成的影响。研究发现:黑龙江上中游河道曲折系数均值为1.20,属于微弯顺直型河道,整体相对稳定,但局部河段河道形态复杂,河流纵剖面形态为下凹型曲线;河流形态的形成遵循一定的河流动力学规律,是水流和河床在自然因素与人类活动影响下相互作用结果。

基于RS的城市绿地及其固碳能力演变研究——以重庆市主城区为例

利用重庆市LandsatTM数据,采用归一化植被指数(NDVI)、归一化建筑指数(NDBI),提取重庆主城区绿地、建设用地等地类信息,结合区位商理论和citygreen储碳模型计算了重庆主城各区2000,2003和2007年绿地率区位商、绿地年固碳量和固碳率.结果分析表明:2000年到2007年重庆主城区绿地面积、建筑用地面积、绿地年固碳量均有不同程度增长,年均增长率分别为3.7%,13.2%和7.6%;绿地大体呈现以渝中区为极低中心,周边组团城区为较高起伏边缘的盆状空间格局;绿地固碳能力基本与绿地格局一致,且固碳能力增幅大于绿地面积增幅.研究认为,城市建设等人类活动影响城市绿地的增减,而绿地面积和绿地结构组成是影响绿地固碳能力的主要因素.

基于偏振光谱的叶片尺度下玉米与杂草识别研究（英文）

自然界中不同种物质拥有不同的偏振特性,这些特征信号能用于检测不同的目标地物。为了探索偏振光谱技术用于精确识别作物和杂草的可行性,此研究利用配置偏振片的成像光谱仪FISS-P在室内采集玉米与5种杂草的偏振光谱影像。通过比较和分析0°、60°、120°和无偏4种状态下玉米与各种杂草的光谱响应规律、光谱特征和决策识别模型精度,结果显示4种偏振状态下玉米和杂草的光谱变化趋势较一致,无偏状态下玉米和杂草的光谱强度最大;不同偏振状态下玉米和杂草的敏感波段既存在共性又表现出一定的差异性;4种偏振状态下玉米杂草识别模型的总体精度和Kappa系数均达到90%以上,其中,0°偏振状态下玉米和杂草识别模型的整体精度最高,接近100%。综上,偏振光谱能够在叶片尺度较好地识别玉米和杂草,这为田间尺度进一步应用提供了扎实的数据积累。

基于近红外光谱技术的脐橙快速无损检测

以信丰脐橙为对象,研究基于近红外光谱技术的脐橙品质无损检测方法。利用近红外光谱技术采集脐橙的光谱信息,将采集到的光谱信息通过加权平均值的方差处理获得测量结果,然后运用偏最小二乘法建立脐橙内部有机物成分与特征光谱信息之间的耦合关系实现糖度检测。实验结果表明,近红外透射光谱技术可以作为一种准确、可靠、无损的检测方法,用于检测信丰脐橙内部的糖度指标。

基于RF和连续小波变换的露天煤矿土壤锌含量高光谱遥感反演

露天煤矿周边存在潜在重金属污染隐患,快速获取土壤重金属空间分布是土壤污染评价、土地复垦与修复的前提。传统调查方法费时费力且易造成对环境的二次污染,高光谱遥感为土壤重金属反演提供了新的视角。该研究以某露天煤矿土壤锌(Zn)含量为研究对象,采集了111个原位表层(0~20 cm)土壤样品及反射光谱;对样品反射光谱进行Savitsky-Golay(SG)平滑、连续统去除(Continuum Removal,CR)和连续小波变换(Continuous Wavelet Transform,CWT)以降噪和增强;利用Boruta算法确定特征波段;采用偏最小二乘回归(Partial Least Squares Regression,PLSR)和随机森林(Random Forest,RF)构建土壤Zn含量反演模型,使用留一交叉验证评估反演模型精度以确定最优反演模型;基于最优反演模型,利用空间插值方法绘制土壤Zn含量空间分布图。结果表明:1)CWT可有效降低光谱噪声,增强光谱响应。2)Boruta算法能消除光谱信息冗余,并能有效提取特征波段;特征波段的数目随CWT分解尺度和光谱测量条件变化。3)RF估算土壤Zn含量性能优于PLSR,且RF结合CWT具有较好的土壤Zn反演能力;最优野外原位光谱反演模型精度(建模集R^(2)=0.92,验证集R^(2)=0.54)低于实验室光谱反演模型(建模集R^(2)=0.95,验证集R^(2)=0.72)。4)土壤Zn空间分布表现出显著的异质性,呈现高值集中于研究区西南部和东北部的特征。研究结果可为利用高光谱遥感开展露天矿区土壤重金属反演提供借鉴,为其他类似区域土壤污染评价、土地复垦与整治、土壤修复提供前提与依据。

MNF和SVM在遥感影像计算机分类中的应用

由于黄土高原地形复杂,单纯采用监督分离变换MNF(Minimum Noise Fraction)变换得到的4个去除噪声波段、归一化植督分类方法很难获得理想的精度,以延安市区为实验区,以TM遥感图像的最小噪声被指数NDVI和该地域的DEM作为数据源,采用支持向量机SVM(Support Vector Machine)的方法对研究区土地利用与覆盖状况进行分类,获得了较理想的分类结果。

风云二号静止气象卫星数据估算土壤表面水分方法研究

考虑到土壤水分会影响地表温度随太阳辐射变化的幅度,本文提出利用多时相热红外波段和可见光波段数据反演地表水分的算法,并利用第一代静止气象卫星——风云二号数据估算了2010年9月30日和10月20日西北地区范围的土壤表面水分,并与先进机械辐射扫描计(advanced mechanically scanned radiometer:AMSR)土壤水分产品进行比较验证。结果表明:该算法估算的土壤表面水分与AMSR土壤水分产品相关性为0.52,两者的均方根误差在0.025 g.cm 3以内,最大误差不超过0.07 g.cm 3。同时,利用该算法生成西北地区土壤表面水分空间分布图,与同期降水资料相比较,两者空间分布较为一致。此外,该算法可获得5 km×5 km空间尺度的土壤表面水分,提高了土壤水分遥感估算的空间分辨率。

飞行器载荷射频综合一体机研究

在复杂电子环境下,飞行器多元作战模式对载荷系统提出了更高的要求。本文依据飞行器综合射频系统载荷的功能需求和应用模式,设计了射频综合一体机,既满足了飞行器对载荷轻量化和低成本的要求,又保证一套硬件平台能够集成所有射频功能。射频综合一体机采用软件化、标准化和模块化设计理念,满足综合射频系统“侦、干、探、通”功能重构和模式切换要求,并且,为了提高产品应用性和降低后勤压力,定义了标准结构、接口和通信协议。对比射频综合一体机和传统射频综合产品,进行效能评估,射频综合一体机在体积、重量、功耗和成本上具有显著优势。

融合DMSP-OLS和Landsat影像的城区边界提取

研究了融合DMSP-OLS夜间遥感数据和Landsat 7地表覆盖遥感影像以改善城区边界提取可靠性的方法.首先利用DMSP-OLS数据和Landsat 7数据分别提取城市建成区边界,然后通过加权融合法对两种数据获取的边界进行融合,以获取可靠性更高的城区边界.实验验证了该方法的有效性.

利用遥感数据解译蓬莱地区的主要线性构造

遥感图像上的直线、弧线、折线(状)的成因与地质作用有关,其间接反映了地下断层的存在。在研究利用遥感图像提取地质线性构造的基础上,系统总结了线性构造遥感解译的原理、图像增强处理技术以及解译标志。以1990年蓬莱地区Landsat5TM图像为例,通过直方图均衡化、主成分分析、方向滤波、与DEM数据的复合等处理,最终解译出蓬莱地区NNE向主要断裂5条,其他次级断裂23条。

无人机协同体系结构分析

针对无人机任务协同规划,提出一种无人机协同体系结构框架,可实现多架无人机有效协同。该体系结构为多无人机编队任务实施功能模块提供统一框架,利于功能模块间协同和运作。该体系结构可简化传统的协同体系结构,并通过功能模块分享多无人机间信息资源。该体系结构的设计可为无人机目标打击技术提供有效的技术支撑。

阻抗孔特性对水电站水力干扰过渡过程的影响研究

采用水电站过渡过程通用程序,分析研究了某大型水电站阻抗孔特性对水力干扰过渡过程的影响,结果表明:无论是并入理想大电网还是并入有限电网,当阻抗孔尺寸或流量系数发生改变时,对受扰机组的出力摆动结果都有明显影响。同一工况下,阻抗孔直径或流量系数越大,受扰机组出力摆动越大;并入理想大电网的出力摆动均大于对应情况下并入有限电网的出力摆动;适当减小阻抗孔面积,有利于保证过渡过程中机组工作的稳定性,并可节省工程费用。

微分进化算法在雷达网抗干扰优化中的应用研究

建立了区域雷达网优化布站数学模型,分析了雷达网在干扰前后威力区的变化,采用新的雷达网威力区计算方法,新算法将可布站区域划分为若干小格,以雷达探测区覆盖层数标记每一小格,通过统计不同覆盖层数的小格数,计算雷达网威力区面积。给出了微分进化算法在该优化问题中的求解过程,并将迭代过程与遗传算法进行比较,仿真结果表明微分进化算法在收敛速度上具有明显优势。最后,针对雷达网受干扰后威力区收缩,提出了重新部署网内雷达或增加网内雷达数量两种解决方案,仿真结果证明所提方案是有效可行的。

对抗空战仿真数学建模

介绍了对抗空战仿真的数学模型,包括飞机运动状态方程、对抗空战条件下攻击瞄准控制律、飞机逃逸控制律(含水平和垂直控制误差算式)、几种典型的逃逸机动参数确定及对抗空战仿真中目标和攻击机飞行航迹计算方程和姿态角计算等。

基于AR模型估计的抗冲击干扰算法

高频雷达探测目标时,随机出现的冲击干扰会遮盖目标谱线,从而导致目标丢失。由于时域海面回波一般情况下绝对占优,因此基于时域的抗干扰算法不能有效地解决该问题。本文提出的算法利用海杂波距离谱分布结构上的特点,通过AR模型参数估计,重构并对消海杂波,反变换到时域的信号中突发冲击干扰能够占优,进而利用野值判别与剔除方法将幅度较突出的冲击干扰予以剔除,达到抑制突发冲击干扰的目的,使雷达在突发干扰情况下也能有效地发现和跟踪目标。

一种低信噪比条件下的码元速率估计算法

针对非协作通信中的码元速率估计问题,提出了基于经验模态分解的码元速率估计算法。算法通过对信号的瞬时幅度做低阶的经验模态分解(EMD),找到包含码元速率信息的本征模态分量;再通过谱线检测得到码元速率的估计。该算法可以通过频率的分离有效降低干扰对估计性能的影响,提高估计精确度。仿真结果表明,该算法可在低信噪比条件下,直接从频带信号中获得对码元速率的估计。

机载雷达抗异步干扰脉冲的研究

为了减弱异步干扰脉冲对机载雷达的影响,提高机载雷达的抗干扰能力,首先使用自回归模型进行地杂波抑制处理,然后利用自回归模型的系数和杂波抑制剩余信号进行干扰脉冲的检测和判断。仿真结果表明,该算法可行且有效。

基于信息衰减的无源干扰作战效能研究

针对箔条干扰云团的作战效能问题,从信息衰减的角度出发,建立了基于雷达最大作用距离的衰减模型和基于发现概率的效费比模型,通过仿真实例验证了箔条走廊密度对雷达最大作用距离的定量关系,提出了箔条走廊干扰取得最佳效费比的方法,结果表明,合理设计箔条走廊密度和抛撒箔条数量,可以取得最佳的效费比,对箔条的实际应用有很强的实用价值。