黄海浒苔灾害遥感立体监测

2008年夏天,浒苔在黄海、东海海域第一次大规模爆发,成为自然灾害,严重威胁了第29届青岛奥帆赛的正常举办。利用卫星、航空、船舶等不同平台的遥感方式对浒苔灾害进行实时、连续、动态的立体监测。首先介绍了立体监测系统的构成;然后在通过对浒苔、海水灾害现场光谱测量的基础上分析浒苔光谱特征,并结合多平台、多传感器、多光谱遥感数据的特点,建立了浒苔信息提取模型;最后对不同平台的遥感监测结果进行了比对,结合时间序列数据,分析了浒苔灾害演变趋势;通过第29届奥帆赛区及周边海域应急监测的应用,证明该立体监测系统方案的可行性。

基于CBERS-02卫星数据的参数定量反演算法及软件设计

针对中巴资源(CBERS-02)卫星数据的定量化处理技术进行比较概括的阐述。在中国卫星应用中心已有的产品体系基础上,考虑CBERS卫星多波段摄像机、宽视场成像仪及红外多光谱扫描仪数据定量化的特点,建立了CBERS-02卫星数据定量化产品体系。并对其中的主要定量化过程与产品反演算法进行描述,具体包括CBERS-02数据的场地辐射定量标和交叉辐射定标结果、云监测算法、大气校正算法、地表反射率和反照率以及以此为基础的得到的植被指数等相关定量化产品算法。介绍了定量化处理CBERS-02卫星数据的软件,为CBERS-02数据的应用提供了技术支撑。

“多尺度大气气溶胶综合观测实验”专辑

气候变化是当前世界上备受关注的人类赖以生存的地球可持续发展问题,而大气气溶胶对气候变化的影响的认知一直是世界上的科学难题。大气气溶胶通过散射与吸收短波和长波辐射改变大气和地表的辐射收支,这称为直接气候效应。它还作为水云或冰晶凝结核影响云的形成与发展,带来间接气候效应。大气气溶胶这些直接和间接气候效应的不确定性直接导致了目前对人为气候影响评估的不确定性。

建设新疆大数据中心 打造“丝绸之路”信息走廊

作为丝绸之路经济带的桥头堡、重要核心区和突破口,新疆不稳定、不发展,"一带一路"战略就无法落实,无法实现。该文从顶层规划、机制体制建设、信息产业战略三方面对新疆空间信息大数据中心建设提出几点建议,促进丝绸之路经济带的空间信息发展。

CBERS-02 IRMSS热红外数据地表温度反演及其在城市热岛效应定量化分析中的应用

针对CBERS-02 IRMSS的热红外通道特性,对Jim enez-Munoz和Sobrino提出的普适性单通道地表温度反演算法进行改进,并利用该传感器热红外遥感数据反演北京地区和苏锡常地区的地表温度;利用2004年8月17日在青海湖的野外实测数据对该算法的地表温度反演结果进行的验证表明,改进的单通道反演算法应用于CBERS-02 IRMSS传感器热红外数据的地表温度反演具有很高的反演精度。并在此基础上,运用城市热场变异指数对北京地区和苏锡常地区的城市热岛效应进行分析,运用中国研制的热红外卫星遥感数据给出了城市热岛效应的定量化描述。结果表明,CBERS-02 IRMSS热红外遥感数据完全可以满足定量化应用的要求,具有很大的应用潜力。

真实海洋表面的太阳耀光偏振辐射特性仿真与分析

由于镜面反射的原因,海洋表面呈现反射强烈的太阳耀光。水体本身属于低反射率的暗目标,太阳耀光成为水体航空航天遥感图像中的噪声;太阳耀光具有强偏振的特点,经过计算可以作为评价在轨传感器偏振指标的替代定标标准光源;也可以用来计算气体成分或者反演气溶胶参数。无论是去除噪声还是获取标准光源,都需要精确计算其辐射特性物理参数。文章首先采用Cox&Munk模型建立真实海洋表面的三维场景,根据考虑偏振的菲涅尔反射定律,推导了太阳耀光偏振辐射模型,并分析了天顶角、太阳-观测相对方位角、风速、风向等参数对反射率及偏振度的影响规律。通过太阳耀光偏振辐射特性分析为偏振定量遥感中计算太阳耀光相关参数提供了理论基础。

基于场景模型的热红外遥感成像模拟方法

为实现升空后运行的卫星的整体性能处于最佳状态,通常在卫星发射前,采用计算机仿真的方法对从地表到影像获取的整个遥感物理过程进行模拟.针对现有模拟方法不能全部采用辐射传输、成像等物理模型,实现大场景、复杂地表覆盖情况下的热红外遥感成像模拟,在基于场景模型的热红外遥感成像模拟基础上,将模拟系统分为地表场景模拟、大气作用模拟及传感器成像场景,重点对模拟各场景所涉及的物理模型和算法进行了综述和分析,并初步构建了大场景、复杂地表覆盖下模拟的技术框架,是对热红外遥感成像模拟的一种全新而有益的尝试,对相关研究工作也有一定参考价值.

基于均值-标准差的K均值初始聚类中心选取算法

遥感图像分类是遥感图像处理中长期存在的一个难题,针对不同的传感器图像,不同的应用需求,选择合适的分类算法非常重要。在分类中不仅要考虑分类的精度,而且要考虑分类效率。本文研究了K均值算法的初始聚类中心的选择对算法本身聚类精度及效率的影响,提出了一种高效高精度的初始聚类中心选取方案,实验结果表明,利用该算法进行地表分类,效率比ENVI的K-M eans(K均值)模块高。

中巴地球资源卫星热红外通道的交叉辐射定标

以TERRA MODIS传感器热红外31通道为参考标准，完成对CBERS-02 IRMSS传感器热红外通道的交叉辐射定标．在与MODIS相应通道的交叉辐射定标中选取了2004年8月～12月间的7次双星同步观测青海湖和太湖的昼夜数据，通过两传感器相应通道间的光谱匹配，利用MODIS数据推算IRMSS的入瞳辐亮度，再从IRMSS影像上提取对应的DN值．对交叉定标获取的数据，进行多点线性回归，获得定标系数：增益8．0567，单位：DN／（W／m^2／sr^1／μm^1）；截距47．892，单位：DN．并对定标数据进行了精度评价和检验，结果表明该方法所获取的定标系数精度与MODIS定标数据相当，可以满足定量化应用的需要。

高分辨率中红外遥感（3-5μm）成像模拟中邻近效应分析

在星载高分辨率遥感成像模拟中,需要重点考虑大气辐射传输过程.通常情况下,中红外波段大气多次散射作用可以忽略,但在高分辨率中红外遥感成像中却需对由多次散射产生的邻近效应加以适当考虑.为对其进行定量分析,分别将影响中红外邻近效应的地表、大气及卫星观测几何参量等进行分析,结果表明:邻近效应随像元测量条件而改变,且在正常条件下其贡献达到3%左右.通过将现有大气点扩散函数(PSF)解析算法扩展至中红外波段,建立了中红外像元邻近效应模型,将其与大气辐射传输模型进行耦合,共同实现大气辐射传输与邻近效应模拟.模拟结果表明,模型是正确的,且应用方法切实可行;对中红外大气校正、成像模拟均具有一定参考价值.

农田春小麦叶面积指数和覆盖度时空变异性研究

准确获取春小麦叶面积指数和覆盖度的时空变异特征,对春小麦生长参数时空分析至关重要,也是利用遥感准确反演春小麦叶面积指数和覆盖度必须解决的问题,对于尺度转换研究具有十分重要的意义。综合运用传统统计分析方法、地质统计分析方法及时间稳定分析方法,研究了春小麦叶面积指数和覆盖度在不同生育阶段的时空变异特征,并探讨了二者的关系,建立了综合考虑时空特征的春小麦叶面积指数增长模型。研究结果表明：在研究条件下,春小麦覆盖度和叶面积指数随时间的变化趋势相似,但二者变异系数（CV）的变化趋势明显不同,随着春小麦的不断生长,覆盖度CV不断减小,而叶面积指数CV则是先增加后减小;春小麦叶面积指数和覆盖度都具有空间结构,其中在播种-分蘖阶段（头水灌溉前）的空间相关距离最大（50~60 m）,头水灌溉后,春小麦叶面积指数和覆盖度的空间相关距都减小,其中叶面积指数相对比较稳定（约20 m）;春小麦叶面积指数和覆盖度均具有时间稳定特征,播种-分蘖阶段处于头水灌溉前,这个阶段的春小麦覆盖度对其在整个生育期的稳定性有显著影响,相比之下,这个阶段的叶面积指数对其在整个生育期的稳定性影响不明显;春小麦叶面积指数除了与生育期有密切的时间相关关系外,还在一定范围内与覆盖度有显著的空间相关关系,为此从时空变异角度,建立了一个以生育期和覆盖度为预报因子的叶面积指数增长模型,经检验,拟合模型方程在置信度0.01水平上表现显著。叶面积指数增长模型将不同时间的叶面积结合了空间上的变异特征,较之前的仅基于生育期的Logistic模型适应性更广。

大气气溶胶偏振遥感研究进展

POLDER-1是国际上第一个可以获取偏振光观测的星载对地探测器,随着POLDER/PARASOL等偏振仪器的应用,偏振遥感在国际上已成为一个快速发展的研究领域,并在大气气溶胶监测等方面发挥了重要的作用,取得了一系列研究成果。从POLDER/PARASOL,APS(aerosol polarimetry sensor)和航空偏振相机、地基偏振观测平台三个方面综述了大气气溶胶偏振遥感近20年(1993-2013)的研究进展,重点介绍:(1)POLDER/PARASOL陆地上空和海洋上空气溶胶参数反演算法;POLDER/PARASOL气溶胶光学厚度(AOD)产品精度验证、应用以及与MODIS等卫星AOD产品的对比分析。(2)MICROPOL,RSP和APS陆地上空和海洋上空气溶胶参数反演算法;国产多角度航空偏振相机(directional polarimetric camera,DPC)的气溶胶参数反演算法。(3)CE318-2和CE318-DP的气溶胶地基偏振反演算法。其中卫星、航空和地面气溶胶参数反演的结果包括总的AOD、细粒子AOD、粗粒子AOD、粒子谱分布、粒子形状、复折射指数、单次散射反射率、散射相函数、偏振相函数以及云顶AOD。在以上研究基础上,提出了大气气溶胶偏振遥感研究存在的问题及展望,为大气气溶胶偏振遥感研究提供有价值的参考。

基于分形理论与GEOEYE-1影像的NDVI连续空间尺度转换模型构建及应用

基于GEOEYE-1多光谱影像、以归一化差分植被指数(NDVI)为研究对象继续就分形方法在高空间分辨率基础图影像中的适用性进行研究,并就分形模型构建最合理尺度层级的确定进行细致探讨.实验表明,基于分形理论的NDVI连续空间尺度转换模型构建方法适用于高空间分辨率遥感影像;在给定的条件下,NDVI尺度转换分形模型构建时最合理尺度层级存在且可计算.研究使得分形方法所适用的反演量类型及基础图空间分辨率范围皆有大的扩展.

CBERS02B卫星CCD相机在轨辐射定标与真实性检验

利用贡格尔实验场对CBERS02B卫星进行场地反射率基法辐射定标,获得CCD相机可见近红外波段的绝对辐射定标系数,利用敦煌实验场对定标系数进行了真实性检验。结果表明:此次定标结果和测量值非常吻合,定标系数可信度高。

中红外大气辐射传输解析模型及遥感成像模拟

为了建立完整的星载高分辨率中红外成像模拟系统,并为航天器载荷设计等相关工作提供有力参考,需要对大气辐射传输这一环节进行重点考虑,设计出切实可行,精度较高的大气辐射传输数值成像模拟方法。针对中红外大气辐射传输具有大气散射和自身发射的特性,将整个大气辐射传输过程进行了合理分解,并利用MODTRAN4对各辐射分量进行求解,以查找表方式实现了大气辐射传输成像模拟。此外,针对大气散射导致的邻近效应进行了分析,将原有PSF模型扩展至中红外波段,并与大气辐射传输解析模型相互耦合共同完成模拟成像。最后对模型进行了初步验证和成像模拟,结果表明:模型具有较好的模拟精度,通过给定观测几何和大气条件,并根据地表输入的温度和发射率等,实现逐像元的大气辐射传输计算。

星载光学遥感器可见近红外通道辐射定标研究进展

辐射定标是遥感定量化应用的基础。在阐述辐射定标概念,意义和方法的基础上,介绍了发射前定标、在轨星上定标和在轨替代定标的各种方法,并分析了这些方法在卫星不同阶段所起的作用。以在轨替代定标中的场地定标法、场景定标法和交叉定标法为重点,详细介绍了其中各种方法的基本原理,适用范围以及当前国内外研究现状。最后,对当前国际上辐射定标的发展趋势作出展望,并针对国内的辐射定标现状提出相关的建议,使用户能够得到更高精度的遥感数据。

叶绿素吸收的光合有效辐射比率的遥感估算模型研究

光合有效辐射比率(FPAR)是陆地生态系统碳循环研究的重要参数。根据FPAR的物理意义,本文提出了有效FPAR的概念:即叶绿素吸收的FPAR(FPARch l),利用模拟数据建立了有效FPAR信息模型,探讨了基于叶绿素含量估算有效FPAR的可行性,为进一步采用有效FPAR来估算NPP/GPP提供思路和途径。利用实测数据对有效FPAR模型进行验证表明:(1)叶片吸收的FPAR(FPARleaf)与有效FPAR(FPARch l)之间的差异较大。FPARch l通常不足FPARleaf的50%,两者之间虽存在一定的相关性,而这种相关性是非线性的;(2)叶绿素含量与FPARleaf的相关性较高,而与FPARch l的相关性更高,基于叶绿素含量可以以较高的精度估算FPARleaf和FPARch l,经过验证,估算的平均相对误差分别为2.90%和6.6%;(3)应用模拟数据建立的FPARleaf及有效FPAR模型均在叶绿素含量大于20μg/cm2时估算的精度较高,而低于20μg/cm2时估算的精度较低,本文中叶绿素含量大于20μg/cm2的60个样本的FPARleaf及FPARch l的估算的平均相对误差,分别为1.79%和5.07%。

HJ-1B卫星热红外通道在轨场地定标与验证

在对热红外辐射计CE312定标的基础上,基于青海湖水面辐射校正场,采用CE312开展同步测量实验,对HJ-1B卫星热红外通道进行在轨绝对辐射定标。由于HJ-1B卫星在轨星上定标系统不稳定,高温点难以准确获取,因此分别使用单点法和两点法,对2010年8月1日和5日两组传感器入瞳等效辐亮度值和卫星通道计数值回归得到该卫星通道绝对定标系数,并使用内蒙达里湖水面辐射校正场2010年6月29日实测数据进行定标系数的验证工作。验证结果表明,青海湖场地两次定标系数有较好的一致性,定标结果稳定可信。两点法所得定标系数的精度高于单点法。

结合光谱相似性与相位—致模型的高分辨率遥感图像分割方法

提出一种结合高分辨率遥感图像的光谱相似性与相位一致边缘检测模型的分水岭分割方法.分水岭分割算法的性能依赖于图像边缘梯度图.利用同类地物的光谱相似性特点,可有效抑制相位一致模型边缘检测中产生的伪边缘和噪声信息,从而获得更好的遥感图像分割结果.首先基于目标像元与其邻域像元之间的光谱曲线距离之和定义光谱相似性模型,结合相位一致模型获得边缘响应强度;然后利用自动标记分水岭变换方法实现高分辨率遥感图像分割.基于此方法和其它方法进行了分割实验,并利用基于多光谱信息熵方法对分割结果进行了非监督评价和比较,同时对比分析了计算耗时.结果表明此方法可有效抑制遥感图像过分割现象,并取得较好的分割结果.