基于多尺度遥感测量的区域土地覆盖格局研究

利用1 km、4 km和8 km 3种空间分辨率的NOAA/AVHRR数字影像,对中国NECT样带西部地区进行了土地覆盖分类及其景观特征的比较研究。重点比较了几种空间分辨率遥感数据分类结果边界的一致性和空间差异,以及影像所记录的景观格局的差异。为进一步在不同尺度上研究景观变化过程以及尺度转换研究奠定了基础。研究表明:3种空间分辨率的遥感影像所反映的区域土地覆盖的宏观空间格局是一致的,但类型的边界、每一类型斑块的形状和数量均产生较大的差异;经过对反映景观空间结构的4种指标(分维数、破碎度、多样性、优势度)的比较显示出随着遥感影像空间分辨率的变化,影像所反映的景观结构发生了较大的变化。其中,各覆盖类型的分维数表现出最大差异,表征着空间分辨率的变化对斑块复杂程度的影响最大。

AOTF成像光谱仪及其在青藏高原多尺度遥感中的试验应用

简要阐述了AOTF的光学滤波机理和AOTF成像光谱仪的系统架构,研制了一套基于AOTF的地面成像光谱试验系统,将其应用于青藏高原多尺度遥感试验,针对高原植被试验区获取了不同尺度的成像光谱数据,为多尺度遥感试验提供了更为丰富的地面支持及比对数据.通过对数据的处理分析,证明了该技术在工程上的可行性,并为遥感图像混合像元分解等问题提供了新的解决方案.

多尺度遥感数据在1:5万环境地质调查中的应用——以高平地区为例

以SPOT6高分辨率遥感数据为主要信息提取源,收集中等分辨率的landsat陆地卫星数据,通过谷歌地球软件辅助,应用遥感技术对高平地区1:5万图幅的环境地质进行调查。根据室内解译结果与野外踏勘进行对比,建立高平地区的遥感解译标志,并利用谷歌地球的多期遥感数据对环境地质问题进行动态分析。遥感手段的应用可以提高研究区内环境地质调查工作预见性,指导环境地质测绘工作,有效减少野外工作量,提高项目整体工作效率,是环境地质调查的重要手段。

基于多尺度遥感的不透水面覆盖率测量方法

城市化发展下的土地透水性较差,常规方法获取影响因子时过于片面化,难以确定不透水面的准确扩张进程。研究基于多尺度遥感的不透水面覆盖率测量方法,利用多尺度遥感技术提取光谱指数,基于像元尺度获取不透水面时空演变规律,通过获取地表能量通量,构建不透水面覆盖率测算模型。实验结果显示:提出方法获得的不透水面扩张进程更接近真实值,得到的不透水面覆盖率测量结果比常规方法得到的结果分别高了7.67%和7.27%。可见多尺度遥感技术能够提升测量结果的精确程度。

基于多尺度遥感和精密定位的烟田数字化识别方法

为实现地块级烟田、烟农和烟叶的协同精细管理,提出基于多尺度卫星遥感、无人机遥感、基于厘米级精密定位的地面烟田核查以及地理信息数据平台的烟田数字化方法。通过多元遥感数据融合方法的应用,解决了广域烟田分布数据获取难、单一依靠卫星遥感识别烟田准确率低的问题,提高了烟田监测的广域覆盖能力。

多尺度生态资产遥感综合测量的技术体系

着重论述了如何建立多尺度生态资产遥感综合测量的技术体系 ,具体包括以下主要内容 :①如何建立一整套生态资产遥感监测、野外抽样调查以及监测结果质量控制的技术标准与规范 ;②并在此基础上 ,设计出生态资产遥感测量的技术规程、主要研究内容以及野外抽样调查与检验方案 ;③通过建立生态资产遥感测量和野外抽样测量与检验的集成系统 ,实现系统的业务化运行。

多尺度遥感数据协同的干旱地区植被覆盖度提取

纯植被像元获取是植被覆盖信息遥感反演的必要环节。干旱地区植被分布零散稀疏,使用中、低分辨率遥感数据提取植被覆盖度时,难以获取纯植被像元,致使植被覆盖度提取精度较低。针对上述问题,本文提出一种基于多尺度遥感数据协同的干旱区植被覆盖度反演方法。该方法利用空间分辨率较高的Landsat-8 OLI数据确定纯植被像元,考虑到不同传感器之间的光谱差异,使用实测地物光谱数据进行光谱转换,代替中等分辨率MODIS数据的纯植被像元,应用于像元二分模型,选择典型的干旱区新疆阜康市为研究区,进行植被覆盖度反演实验,最后使用无人机航拍影像对反演结果进行精度验证。结果表明,植被覆盖度反演结果精度较高,与实测值间存在较高的相关性(R2=0.75),均方根误差较低(RMSE=0.10)。该方法能够有效提高干旱区植被覆盖度反演精度,可为利用中低分辨率数据研究干旱地区生态环境变化提供一种新思路。

基于多尺度遥感影像分割方法的湿地生态廊道设计

从生物多样性保护的角度,采用多尺度遥感影像分割方法中的人为干扰度模型,计算分割阈值确定湿地生态廊道的宽度,并结合聚类分析法分类的8种人为干扰类型,对建三江地区廊道结构设计进行了研究。结果表明,廊道分割阈值设为20%,非湿地背景噪声为9.43%,湿地生态廊道最佳宽度为1298m。8种人为干扰度中聚类c1、c2、c3和c4类型是受人为干扰较弱的区域,主要分布在浓江、乌苏里江、三江和洪河保护区原始生态环境区域,将其分别设定为核心区、实验区、边缘区、缓冲区4种类型。廊道核心区中的沼泽类型占75%,总体精度高达93.7%,实验区沼泽占72.2%,精度达到75.8%,边缘与缓冲区起到边缘护栏的作用,缓冲区宽度为945m,本研究为湿地生态廊道的建设与修复提供了可靠、科学的参考依据。

人类活动信息多尺度遥感影像提取的适用性比较——以灵武白芨滩自然保护区为例

人类活动干扰是自然保护区监测的主要内容,目前遥感技术已成为保护区人类活动干扰信息获取的重要手段。随着不同时空分辨率遥感数据源的不断涌现,如何选取最适宜的遥感数据源进行干扰信息识别,是目前本领域需要解决的问题。本研究选取目前常用的资源卫星（Landsat-8）、高分卫星（GF-1等）,针对保护区常见的6种人类活动干扰类型,选择2-30m多种影像进行了人类活动干扰信息识别,通过比较不同尺度数据的人类活动干扰信息提取结果,为自然保护区人类活动监测选择最适宜数据源提供支持。灵武白芨滩自然保护区的研究结果表明,较高分辨率的影像提取人类活动干扰的效果较好,内部均匀、分布集中、面积较大的人类活动干扰类型提取可以选取中、低分辨率影像为数据源,而分布离散、破碎、面积较小、细节要求较高的人类活动干扰类型提取需要选取高分辨率影像为数据源。研究成果可为保护区监测方案的制定提供决策依据。

多元特征提取与表征优化的遥感多尺度目标检测

遥感目标具有较大的尺度差异性,针对其在复杂背景干扰下易导致细粒度级别多尺度特征提取困难、预测部分有效表征较弱的问题,本文基于无锚框思想,提出一种多元特征提取与表征优化的遥感多尺度目标检测方法(Multivariate Feature extraction and Characterization optimization,MFC)。在特征提取部分,设计多元特征提取模块(Multivariate Fea⁃ture Extraction,MFE)挖掘细粒度级别的多尺度特征,通过分组操作及跨组连接的方式扩大感受野、增强多个特征尺度的组合效应,并联合上下文信息进一步加强对小目标的关注;采用深层聚合结构对深浅层特征进行充分融合,以获得更全面的特征表达。在预测部分,提出一种表征优化策略(Characterization Optimization Strategy,COS),利用椭圆型映射进行标签优化以适应具有较大纵横比的遥感目标,设计坐标像素注意力组合关注多尺度目标通道、位置及像素信息,减少复杂背景干扰,使有效信息得以突出表征。在DIOR,HRRSD,RSOD数据集上进行消融及对比实验,实验结果表明:MFC模型的mAP分别达到了70.9%,90.2%和96.9%,优于大多现有方法,有效改善了误检、漏检问题,适应性和鲁棒性较强。

多尺度、多角度异源遥感影像配准方法研究

针对具有显著尺度和角度差异的异源遥感影像配准中存在的问题,引入具有角度不变性和同一尺度的空间辅助圆,克服角度和尺度偏差;选取对异源影像的光谱差异具有高鲁棒性的归一化互信息测度,基于空间辅助圆提取统计特征进行区域配准。该方法还将同名特征点的搜索范围限制在辅助圆内,在保证算法搜索效率的同时提高了配准的精度。选取具有较大尺度和角度偏差的异源遥感影像进行实验,通过与基于空间辅助面的配准方法相比较,证明基于空间辅助圆的归一化互信息配准方法对角度和光谱偏差具有较高的鲁棒性,配准模型的精度小于一个像素。

甲烷卫星遥感探测的研究进展

过去30年间,大气甲烷浓度升高明显,目前大约有25%的全球变暖效应来自于甲烷的贡献。因此,甲烷的精确探测对于治理全球气候变化非常重要。与传统地基、车载以及机载探测相比,利用卫星遥感技术可以实现大空间尺度、全排放源的甲烷探测。文章首先明晰了甲烷的气候效应,进而介绍了甲烷短波红外和热红外遥感探测原理,以及天底、临边和掩星3种卫星观测模式,之后进一步梳理了已发射和未来拟发射的甲烷卫星载荷进展,发现随着时空分辨率和反演精度不断提高,甲烷卫星遥感探测呈现出多模式、多尺度和多传感器融合的特点。最后,总结和分析了甲烷卫星遥感反演算法。该研究可为现有甲烷卫星遥感探测的应用和未来甲烷遥感卫星的发展提供参考。

多尺度融合遥感数据的稀土矿山安全监测探究

在生态环保理念之下,加强对稀土矿山安全监测分析,通过多尺度融合遥感数据进行安全监测分析可以切实发现其存在的各种隐患问题,进而提升稀土矿山生态、经济效益。基于此,文章主要对多尺度融合遥感数据稀土矿山安全监测进行了简单的分析研究。

面向多尺度影像的瓦片金字塔技术研究与实现

面向多尺度影像研究了基于不规则切片的多尺度影像金字塔构建算法,利用多种分辨率的遥感影像统一构建影像金字塔,同时支持任意长宽比例的影像切片,使得影像金字塔的构建具有更强的自适应性,并在.NET4以及VS2008的开发环境中对多尺度影像金字塔的构建算法进行了程序实现,算法中的各项参数都可以根据实际情况自主选择。最后对算法进行了实验,对比分析了规则与不规则2种切片方式,并对算法在效果、效率等方面进行了实验和分析。

利用高分辨率影像验证低分辨率遥感数据的分类精度研究

遥感分类的精度决定了遥感数据处理后的可信度,低分辨率的遥感数据连续性强、价格低廉,但在目视解译方面较为困难,进行野外验证时成本大、周期长、分类精度难以确定,所以低分辨率植被类型的分类结果的精度估测问题并没有很好地得到解决.本文提出了利用高分辨率的遥感数据验证低分辨率遥感数据的方法,在对低分辨率NOAA数据进行分类之后,寻找到同一地区同一时期的30 m分辨率的TM数据,利用目视解译方法对TM数据进行了同类型的植被分类.经过尺度变换后,利用TM分类结果对NOAA数据进行了精度验证,在一定程度上解决了研究区域的空间尺度较大时分类精度难以确定,精度检验效率低下的问题.同时指出,高分辨率的遥感数据不仅可以进行大尺度植被观测的精度检验,同时可以进行大尺度植被观测的分类校正.

基于遥感影像中电磁特性的地物提取方法

电磁特性数据是电子信息装备内场仿真试验不可或缺的数据资源,为了克服传统电子信息装备仿真试验中的电磁特性数据获取方法的不足,提出了从遥感影像中大批量获取大区域范围的电磁特性数据的新方法。首先依据不同地物的电磁特性规律对某一地域的地物进行了分类,从多尺度分割概念和基于异质性最小的区域合并算法两个方面,深入研究了针对地物分类的面向对象多尺度分割算法,并结合实践对算法进行了应用。由于遥感影像的真实性,保证了电磁特性数据提取的准确性与可靠性,实践证明此研究为大批量获取电磁特性数据提供了一种有效的方法和思路。

农作物产量预测技术的研究与应用

农作物产量合理预测对保障粮食安全和进行粮食生产决议具有重要意义。本文以产量预测算法为主线,总结了基于传统算法和基于深度学习算法进行产量预测的原理和流程。其中多变量时间预测模型将成为研究的主流,多尺度遥感信息和深度学习技术融合将对未来农作物产量的预测产生重要影响。

基于数字相机、ASTER和MODIS影像综合测量植被盖度

选择我国北方温带典型草原作为研究对象,基于Bottom-up方法,采用地表实测和多尺度遥感综合测量的方法,建立基于地表实测与多尺度遥感数据综合测量的两阶段植被盖度经验模型。此外,还将该模型与常用的亚像元分解模型相比较,结果表明:1)两阶段经验模型可以较好地实现将地面数据扩展到中尺度空间范围,从而完成数据空间尺度的转换,提高大区域草地植被盖度的测量精度;2)MODIS遥感影像数据,结合地面数据和ASTER遥感影像数据可以较好地在区域范围内对北方典型草原的植被盖度进行估测;3)目前常用的亚像元分解模型,应用于中空间分辨率的MODIS影像,估测北方温度典型草原植被盖度的精度不够理想。

长江流域水域及消落区现状、变迁与渔业资源变动

采用中-大尺度遥感监测手段,对长江流域水域及消落区开展调查与分析,重点阐述长江流域从自然水体为主向人工水面为主的变化趋势,及其对长江流域天然渔业资源衰退的潜在影响。结果显示,近40年全长江流域历史最大水面约63360 km^(2),最小水面约26396 km^(2),历史最大消落面积约36964 km^(2)。2019—2020年“一江两湖七河”最大水面约为19663 km^(2),最小水面约为14281 km^(2),消落区面积6337 km^(2),其中反季节性消落区633km^(2)。2001—2020年和1984—2000年两时段相比,地表水减少水面中超过80%来自于具有自然水文情势的消落区,而新增水面中,由于水库充填导致的河流水面增加达5500 km^(2),致使长江流域水域类型组成结构发生了巨大转变,自然水体占比不足20世纪80年代的一半,而同时期的鱼类资源现存量也下降为20世纪80年代的一半。本研究首次明确反季节性消落区的概念,探讨了长江流域河流梯级水库充填形成的反季节性消落区与鱼类“三场”(产卵场、索饵场和越冬场)关键栖息地丧失的关系。

华南植被覆盖稀有金属矿集区快速探测评价体系的建立与应用

针对中国华南稀有金属矿集区植被厚、多云雾、地质环境复杂等特点,文章提出了植被覆盖区稀有金属矿床快速评价方法技术体系,通过实践探索实现了稀有金属“空、天、地”一体化快速有效探测。该体系分为3个层次,第一层次是利用多尺度、小比例尺高空光学遥感卫星厘定区域构造格架及活动期次、结合已有地质科技成果确定成矿有利区;第二层次为地表大比例尺物化探技术方法探索伟晶岩脉的空间分布及其矿化范围,利用大比例尺低空高光谱遥感反演矿化蚀变信息;第三层次利用电阻率测深和地气/X荧光探测揭示矿(化)体及其围岩地下展布特征。最后,以近年来实现找矿重大突破的湘东北幕阜山仁里矿田外围黄柏山空白区为例,阐述了此技术方法体系的有效性,以期为国内外此类地理景观区快速、高效综合探测评价稀有金属矿床提供参考。