基于RS、GIS的天目山自然保护区植被空间分布规律研究

以RS、GIS技术为工具 ,将天目山自然保护区的TM遥感影像进行处理与分类得到该区的植被分布图。利用GIS空间分析功能 ,研究了天目山自然保护区内各植被类型空间分布规律 ,重点研究了其中的一种植被类型。研究结果定量描述了自然保护区内各植被类型的高程、坡向、坡度分布 ,给出科学的统计结果。总结了研究区内植被类型的空间分布规律 ,把对植被类型的空间分布规律的定性理解转为定量描述 ,结合实际给出了理论解释。为自然保护区的规划、管理和保护提供了科学依据。

林木调查数据的随机、空间、时间特征的模型处理

林木调查数据常具有随机性、空间性和时间性3种特征,这些特征造成了传统林木模型精度不高、应用不稳定。尽管已有多种建模方法可处理这些特征,但很少有研究界定这些方法在林木数据的适用范围。介绍混合效应模型、空间回归、地理加权回归、回归克里金4种建模方法在林木因子上的应用,分析它们对林木调查数据的随机效应、空间相关性与异质性、时间相关性与异质性上的适用度。结果表明,混合效应模型能有效处理林木数据的随机效应、空间相关与异质性、以及时间相关性;地理加权回归主要解决数据的随机效应、空间相关与异质性;空间回归与回归克里金只能处理数据的空间相关性;但这4种方法均无法有效处理数据的时间异质性。在实际研究中,可以依据这4种建模法对林木数据随机、空间和时间特征的适用度,分析数据特征来选择合适的建模方法,从而提高研究效率与精度。

TanDEM-X极化干涉SAR森林冠层高度反演

森林树高是反映森林蓄积量、生物量、碳储量和立地质量的关键指标。极化干涉SAR技术是森林树高估测的有效手段之一,但数据获取及数据质量一直是极化干涉SAR树高反演研究的主要制约因素。以云南省勐腊县为实验区,基于德国DLR提供的双站模式Tan DEM-X Co SSC全极化干涉数据,采用三阶段算法、以及两种结合极化干涉优化的相位差分-相干幅度法反演了实验区的森林冠层高度。结果表明:三阶段算法的反演结果数值相对合理,与二类调查数据的空间分布格局相似;相位差分-相干幅度法的反演结果在林区出现部分负值,而在非林区却反演出冠层高度、且呈现条纹状,反演结果与二类调查数据的空间分布差异较大、相关性低。因此,三阶段算法结合双站模式的Tan DEM-X全极化干涉数据,能够在实际树高估测反演中发挥作用,为辅助森林资源调查工作提供了新手段。

遥感影像正立体化研究

山脊与沟谷视觉效果相反的反立体现象,是遥感影像目视判读中的常见问题。消除反立体现象,使影像地物显示正立体化,对加强遥感影像的使用,特别是对非专业人员具有重要意义。本文提出了阴影模型(SRM)条件参与的IHS融合法、SRM乘法融合法和纯地形纠正法3种遥感影像正立体化方法,并与5种已有的方法进行QuickBird影像实验。通过比对证明:在实现影像正立体化的同时,这3种方法的整体视觉效果和地物光谱保留方面要优于其他方法。其中,相比已有的SRM参与的IHS融合法,SRM条件参与的IHS融合法是一种改进,能获得色调与原始影像相似的正立体影像;SRM乘法融合法算法简单、正立体影像视觉效果较好,适用于影像效果制图;纯地形纠正方法通过改变光源位置实现正立体化,从原理上保留了地物光谱信息,可用于定量研究。

昆明中心城区地表温度反演及与土地覆盖关系分析

结合MODIS大气水汽3通道平均反演法与地表温度劈窗反演法,用Landsat 8反演了昆明中心城区的地表温度;应用面向对象法分尺度提取出城市土地覆盖类型,从可规划控制角度出发,选择各类土地覆盖的多种特征,对不同土地覆盖的特征与地表温度之间建立逐步回归模型。结果表明:昆明中心城区的地表温度呈现高温区与低温区两端分布特点,绿地分布不合理、道路和其他不渗水面比例过大是昆明城市高温区多的主要原因;回归模型显示,植被覆盖率、植被覆盖的外形复杂度、水域面积、河流长度、其他不渗水面内的植被绿化率与地表温度呈负相关,除道路之外的不渗水面的斑块面积和周长则与地表温度呈正相关;各类型土地覆盖的部分斑块特征与地表温度之间存在弱关联。进一步明确这些关系将有助于城市热环境调控、城市规划建设研究。

GPS静态相对定位应用及精度研究

利用GPS静态相对定位,建立了云南省永善县土地二次调查中的控制网,并用常规RTK技术加密控制网以提高精度。对静态相对定位进行精度检测,证明静态相对定位误差范围小且稳定,上午观测能获得相对较高的精度,验证了研究区的控制网能满足精度要求。研究结果对GPS静态相对定位应用具有指导意义。

地物波谱的自组织神经网络分类

地物反射波谱是遥感技术中的核心 ,由于测量环境 ,条件等差异使得实际测量值的分类与期望之间存在很大差异 ,带来应用困难。本文应用自组织神经网络对测量样本值进行非监督分类 ,得到由测量数据值本身特征而产生的类别 ,与期望类别作比较 ,分析差异原因 。

基于TerraSAR-X/TanDEM-X干涉DEM的森林冠层高度估测

森林树高的大面积估测一直是森林资源调查和林业遥感所面临的技术难题。以云南省勐腊县森林资源为研究对象,将DEM差分法与TerraSAR-X/TanDEM-X全极化干涉数据、地形图相结合,用TerraSAR-X/TanDEM-X数据干涉生成各极化通道带有森林冠层高度的DSM,从地形图上提取地表高度DTM;对2个高度模型进行水平位置匹配,并提出用参考面将DSM与DTM转换为相对高度模型RDSM和RDTM,以消除高程基准差异;最后对RDSM和RDTM进行差分运算,估测出研究区各极化通道下的森林冠层高度分布。采用森林资源二类调查数据,对各极化通道的冠层估测高进行了合理性验证。研究表明:DTM的高程基准面低于DSM,平坦农地适合作为参考面提取相对高度模型。在小班尺度上与森林资源二类调查数据的对比显示:各极化通道的冠层估测高与小班林分高均呈显著的中等正相关,冠层高度估测值大小合理,人工林的估测结果略优于天然林;人工林与天然林的冠层估测结果均在主要坡度分布区间内与小班林分高的相关性高;各极化通道的估测结果整体上没有明显差异。从总体上来看,基于地形图和TerraSAR-X/TanDEM-X数据,利用DEM差分法来大面积估测森林冠层高度是一种有效可行的途径,为辅助森林资源调查工作提供了新思路。

城市典型地物反射波谱分辨率研究

基于城市典型地物反射波谱,采用相关系数聚类法寻找合适表达城市地物特征的波谱分辨率,得到25、50、100通道三种波谱分辨率;从信息量、可分性两个角度进行验证,表明25个通道划分方法保留了地物间的基本可分性,而后两种划分方法优于普通高光谱通道。研究为高光谱城市遥感数据降维提供了一种途径。

QuickBird预正射产品几何纠正方法对比

以实际应用为背景,比较了多项式模型、直接线性变换、基于RPC文件的有理数纠正、基于GCPs的有理数纠正、局部区域纠正、双次纠正6种纠正方法,说明QuickBird预正射产品的纠正精度、算法特点。实验表明采用基于GCPs的有理数纠正,在任意多边形研究区能获得相对较高的纠正精度,具备实际应用的可行性和实用性。

基于Google Earth Plugin的校园三维网页发布——以西南林业大学为例

数字校园和Google Earth数字地球平台相结合已成为了实现数字校园的途径之一。以西南林业大学为例,采用Google SketchUp对校园建筑进行三维建模;然后基于本地服务器与Google Earth服务,利用Google Earth Plugin以网页形式在地球平台上发布学校三维全景,并提供浏览、定位查询等功能,使三维校园以一个新面貌出现。

QuickBird预正射产品处理及在林地宗地勾绘中的应用

以满足林地宗地勾绘需求为例,从生产角度出发,提出了一套处理QuickBird预正射产品制作影像底图的技术路线。先通过波段运算进行真彩色模拟;再用光谱变异较小的Mod.IHS(The Modified IHS Fusion)融合法融合全色波段与真彩色模拟图,得到满足视觉效果的真彩色融合图。然后用基于GCPs的有理数模型正射纠正真彩色融合图,满足宗地勾绘精度要求。最后采用局部区域纠正模型匹配不同轨道、时像的子影像,使重叠区向同名点平均位置匹配,图像中部通过重叠到非重叠的过渡区的不动点保持位置不变,以重叠区的控制点构建拼接线镶嵌影像,最终得到完整影像底图。研究方法在具体实践中得到了较好的应用效果,并对QuickBird影像在生产实践中的应用具有借鉴作用。

基于二维小波变换的遥感分类研究

对于遥感影像的植被特征直接进行计算机智能提取、分类,不同的理论下有着不同的方法。但是由于受到各种因素的影响,传统方法的提取精度还不是很高。在对研究区内的试验区图像运用小波理论,对图像进行二维小波变换处理并提取NDVI的基础上,再进行分类,将得到的结果与直接进行计算机自动分类结果相比较,得到如下结论:1经过小波变换后的图像,其相同地物内部的土壤亮度噪声得到削弱,不同地物的边缘差异得到增强,有利于进行图像的计算机智能分类;2对图像进行小波变换后试验区植被特征的分类精度明显高于没有经过小波变化的图像分类精度;3由于小波函数的多样性,小波系数的不确定性,二维小波变换用于遥感图像的植被特征分类技术还不是很成熟,这种技术还有待进一步改进。

基于多源遥感数据的森林生物量定量评价研究

以ALOS PALSAR L波段双极化FBD微波遥感数据及多光谱光学遥感数据AVNIR-2为基础,对数据进行预处理,利用地面云南松林样地坐标,提取HH、HV双极化后向散射系数及极化比值3个因子,结合光学遥感数据提取4个波段值及NDVI、RVI 2个植被指数,作为云南松林生物量估测因子。分别以微波数据、光学数据、微波及光学数据结合的多源遥感数据,建立3个云南松林生物量估测模型。结果表明:所建模型经方差分析均达到显著相关或极显著相关水平;PALSAR L波段双极化后向散射系数,可以反映森林生物量的变化,但反演精度有待进一步提高;AVNIR-2数据模型优于PALSAR L波段双极化数据模型;多源数据模型与光学数据模型的估测精度相近。

基于径向基网络模型的森林生物量估测

以高黎贡山自然保护区常绿阔叶林为研究对象,选取2006年印度卫星(IRS)数据,包括4个波段数据,并提取6种植被指数,利用DEM提取海拔、坡度、坡向值共13个因子作为模型输入变量,样地生物量为输出变量,利用径向基GRNN模型建立森林生物量估测模型。以降低拟合及预报误差为训练目标,不断调整模型参数(Sp),当Sp为115时,模型最佳。

GIS系统中实现规模化建筑物的三维建模方法

分析、总结了GIS技术与三维建模技术的特点,在此基础上提出了一种高效的基于地理信息系统开展建筑物三维建模的技术方法。即采用草图大师三维建模模块实现建筑物3D建模,并利用其与ArcGIS软件的接口,将其植入ArcGIS系统中,构建规模化的城市建筑的三维数字化应用模块,实现3D浏览和应用;同时重点探讨了建立应用模块的三维模型结构化方法,3D文件的组织与管理以及三维数据高效缓存技术处理细节。

冰雪灾害后林业可持续发展问题探讨——以云南省盐津县为例

介绍了云南省盐津县受冰雪灾害后的基本情况,分析了其林业可持续发展面临的问题,提出了相关对策和建议。

极化干涉SAR森林冠层高反演的地形坡度改正

极化干涉SAR森林冠层高反演是当前SAR领域研究的热点。经典的森林冠层高反演算法主要基于随机地表二层相干散射模型(Random Volume over Ground,RVo G),该模型在山区受到植被层下地表的地形坡度影响,反演精度存在较大误差。为了提高森林冠层高反演精度,采用地形坡度改正的S-RVo G(Sloped Random Volume over Ground)模型,结合三阶段算法,应用德国宇航局DLR提供的星载Tan DEM-X全极化干涉数据反演森林冠层高,并对结果进行验证。结果表明:坡度级为II、III级,RVo G模型反演效果接近于S-RVo G模型;坡度级为IV级,RVo G模型与二调平均树高的相关关系明显下降,加权相对误差和RMSE增大;S-RVo G模型与二调平均树高保持显著相关关系,反演误差同比小于RVo G模型。因此,S-RVo G模型一定程度上改正了地形坡度造成的误差,提高了森林冠层高反演精度,在坡度大的地区精度提升程度更为明显。

GIS支持下的像元地面方向反射几何参数计算

像元地面方向反射几何参数的计算在地物BRDF的遥感反演研究和多角度遥感数字图像的处理中有重要意义。对卫片像元地理位置和地面坡度、坡向以及高度的变化对像元与太阳、像元与卫星的相对几何取向和相互位置的影响进行了讨论。并完成了由任意卫片像元地面太阳入射方位角、入射角、反射方位角 (卫星视方位角 )、反射角 (视角 )

GIS支持下地物BRDF卫星遥感研究

地物方向反射分布函数(BRDF)遥感反演的基本原理是:卫片像元坡面因坡度不同其坡面的太阳高度角、卫星方位角以及坡面上的太阳直射光和天空散射光照度和反射亮度因坡面、太阳、卫星之间的几何取向都将发生变化,为地物BRDF的卫星遥感反演提供了可能.