基于小波分析的成像光谱图像随机点噪声消除

成像光谱技术为实现遥感定量分析、识别地物提供了一种重要的有效技术手段，但是成像光谱图像中往往含有严重程度不一的随机点噪声。要优化成像光谱图像质量，提高依据地物光谱特征探测、识别地表地物的有效性和精度，必须将图像中的随机点噪声予以消除或压抑。在分析已有各种随机点噪声消除或压抑方法的基础上，提出了一种基于小波分析理论的成像光谱图像随机点噪声消除方法。对成像光谱图像的试验处理及与邻域平均、中值滤波去噪声处理方法的对比分析结果表明，该方法不仅能高质量地消除图像中的随机点噪声，而且有效地保留了原图像中丰富的细微影纹和边缘信息。

机载成像光谱图象边缘辐射畸变校正

由于受大气效应、地物反射非朗伯特性、仪器－太阳－目标相对几何关系以及仪器系统本身特性等多种因素的影响，机载成像光谱数据中不可避免地将引入系统或非系统的辐射畸变，严重地影响了数据表达信息的可靠性和有效性．目前虽然已有一些机载遥感扫描图象辐射畸变校正方法，但由于受各种应用条件的限制，所发展的这些方法普遍缺乏实用性和通用性．该文在对机载成像光谱图象边缘辐射畸变形成机制进行理论分析和探讨的基础上，针对机载成像光谱图象边缘辐射畸变的特征，提出了一种基于图象本身辐射特征的。

机载多光谱扫描图象几何畸变的全自动校正

分析了引起机载多光谱扫描图象几何畸变的各种主要因素，提出并建立了利用由惯性导航系统同步记录的飞机姿态、运动和位置参数校正机载多光谱扫描图象几何畸变的方法模型。试验结果表明，与传统采用控制点的方法相比，该方法不仅具有较高的校正精度，而且可由计算机全自动完成。

AMSS图像实用化生产技术系统开发研究

机载多光谱扫描（ＡＭＳＳ）是一种重要的遥感技术，本文详细介绍了机载多光谱扫描系统ＡＡＤＳ－１２６８图像产品实用化生产技术系统的开发研究成果，该系统的建立不仅能为不同目的的应用研究提供多级别高质量的ＡＭＳＳ图像产品，为ＡＭＳＳ技术在我国进入实用阶段铺平了道路，而且为今后我国成像光谱技术的进一步发展奠定了基础。

AMSS图像几何畸变来源分析

与星载ＭＳＳ（或ＴＭ）相比，ＡＭＳＳ成像具有独特的特点，其为行扫描方式，扫描视场角大，飞机飞行高度低，运动变化大，姿态稳定性差。因此，各种成像干扰因素对ＡＭＳＳ图像的影响更为严重，引起的图像几何畸变更为复杂，校正不仅非常困难，而且仿卫星扫描图像几何模式得不到正确有效的校正效果。本文详细地定量分析了各种因素对ＡＭＳＳ图像几何特性的影响，希望有助于ＡＭＳＳ图像几何畸变校正方法的研究。

提取遥感图像地学纹理信息的极值法

序言遥感图像反映了地物光谱、纹理和结构三方面的信息,这是进行遥感图像分析所依据的三个基本要素。到目前为止,人们在研究中利用的基本上只是地物光谱信息。但是,由于干扰、影响地质体光谱信息的因素较多,而且在一定程度上存在异物同谱、同物异谱现象,使得在大多数应用研究中所提取的光谱信息极为有限,已远远不能满足日益增长的遥感地质应用的需要。早在七十年代初,国外已开始利用图像纹理信息改善地物自动分类精度,但只在近几年内才出现利用图像纹理信息进行地质地貌研究的趋势。由地貌及水系、沟谷的分布形态构成的地学纹理从另一方面提供了有关地层岩性和蚀变的信息,因为地貌及水系、沟谷分布形态是由组成该地质单元的物质成分(岩性建造)及其排列方式(构造)所决定的,所以图像地学纹理信息应是地质体某种特性的反映。目前,国内外都十分重视纹理信息在遥感地质研究中的应用,但纹理信息是图像间接反映出来的一种信息,须从图像数据中提取。长期以来,人们一直在探寻有效提取图像纹理信息,尤其是地学纹理信息的方法。本文根据地学纹理主要为地表地貌特征和水系、沟谷分布形态在图像上的反映及其方向性不显著、纹理基元较大等特点,提出了简单适用的提取遥感图像地学纹理信息的极值法。文中对方法原理、算法及其在计算机上的实现进行了详细的说明。试验结果表明,利用极值法提取的遥感图像纹理信息充分反映了图像的地学纹理特征,对于遥感地质岩性识别、线性断裂解译具有良好的辅助作用。

对某关闭矿井矸石山土地复垦的综合研究

某关闭矿井存在大量煤矸石堆积的矸石山,储存煤矸石量400万吨,占地面积209亩,裸露高度45米。这一遗留矸石山占用并损毁土地资源、破坏植被、污染环境。有关部门通过削减矸石山主峰坡度、覆土、植草、绿化、在顶部建立用以灌溉的储水池等方法,逐步进行土地复垦工作。文章通过分析该矿井矸石山治理项目,进一步探索矿区矸石山污染土地综合治理方案。矸石山土地复垦工作宜从土壤培育、资金投入、后期管理等重点方面展开相关探索,以巩固复垦成果。这一研究成果将为关闭矿井矸石山安全治理及土地修复提供参考价值。

遥感地质勘查技术与应用研究

遥感的发展极大地拓宽了人类的视野和视觉能力,以其宏观性、综合性、多尺度、多层次的特点,已成为地质研究和地质勘查不可缺少的技术手段,在地质调查、矿产勘查、地质环境评价、地质灾害监测和基础地质研究等方面都发挥了越来越大的作用。随着传感器分辨率(空间、光谱、时间、辐射)的不断提高,特别是高光谱和干涉雷达技术的发展,不仅极大地提高了遥感的观测尺度、对地物的分辨本领和识别的精细程度,而且使遥感地质发生了由宏观探测到微观探测,由定性解译到定量反演的质的飞跃,将遥感地质和应用都推向一个新的高度。本文首先简要介绍了遥感技术的发展及其意义,遥感地质找矿的原理、方法和遥感找矿模型,然后分别从岩矿波谱、遥感图像处理、多光谱蚀变异常提取、高光谱矿物识别与填图、InSAR地表形变调查与监测、遥感找矿模型、遥感地质灾害调查与监测7个方面介绍了遥感的基本原理、主要的技术方法、技术特点和技术关键、主要的应用领域,以及取得的一些研究成果和应用实例。

基于地物光谱特征的成像光谱遥感矿物识别方法

成像光谱技术是遥感技术发展的前沿技术之一 ,它是在可见光、近红外及短波红外上 ,集图像、光谱于一体的具有高光谱分辨率的纳米遥感技术。文中从岩矿光谱特性的研究入手 ,通过光谱特征识别准则 ,利用机载的可见光、近红外及短波红外成像光谱 (HyMap)数据 ,开展成像光谱遥感矿物识别的试验研究。试验识别的矿物有绿泥石、绿帘石、橄榄石、绢云母、滑石、石膏及黑云母等。试验结果表明 ,通过矿物光谱特征分析与其识别原则进行成像光谱遥感矿物识别获得了很好的效果。因此 ,基于地物光谱特征进行成像光谱矿物直接识别确实可行 ,有利于矿产资源评价中成矿物源和矿化蚀变信息分析。

基于相干点目标的多基线D-InSAR技术与地表形变监测

失相干(Decorrelation)与大气波动是影响重复轨差分干涉测量(D-InSAR)进行地表形变信息提取的主要因素。相干性降低使得干涉纹图在空间上表现为不连续,难以完成相位解缠。重复观测时大气波动引起的相位延迟在空间域上的不均一分布则降低了D-InSAR提取形变信息,特别是空间范围覆盖较大的形变场的精度。介绍了一种基于相干目标的多基线D-InSAR数据处理算法。该算法根据少量SAR数据构成多基线干涉纹图集,分别利用点目标检测算法和相干系数均值作为相干目标提取的测度;利用相位回归分析模型对干涉相位进行时间域迭代处理,从干涉相位中提取线性形变速率和DEM误差改正,通过迭代处理补偿高程误差,解算线性地表形变速率。该算法提高了D-InSAR形变监测的时间采样率,能准确获取每个观测时刻的形变累积量。以沧州地区2004—2005年的SAR数据为例,获取了该地区地表沉降线性速率及其演变状况。

基于相干目标的干涉图叠加方法监测天津地区地面沉降

利用ENVISATASAR数据,采用基于相干目标的干涉图叠加方法,对天津地区的地面沉降现象进行了DInSAR监测试验。差分干涉处理采用"两轨法",使用校正了高程异常的SRTM DEM数据消除高程相位。以相干系数为标准选取了相干目标,解缠过程中运用了Delaunay三角剖分和权重最小费用流算法。本文获得的季度平均沉降速率图有效揭示了试验区地面沉降的空间展布及相对形变量,但其获得的绝对形变量尚需地面实测数据校验。

利用短基线差分干涉纹图集监测地表形变场

针对重复轨合成孔径雷达差分干涉测量中的失相干和大气扰动问题,介绍一种基于短基线差分干涉纹图集的地表形变时间序列及形变速率提取算法。选择短基线干涉像对构成差分干涉纹图集,以均值相干系数阈值为长时间间隔下相干目标识别指标,将离散相干点目标构建成Delaunay三角网,利用最小费用流算法完成相位解缠;视大气扰动引起的相位延迟为随机误差,以奇异值分解法对形变相位序列进行最小二乘处理解算形变累积量,通过最小二乘回归得到相干目标的形变速率。试验结果证明该算法对长时间序列形变场时空变化连续监测有效。

基于完全谱形特征的成像光谱遥感岩矿识别技术及其应用

成像光谱以图谱合一、自动生成像元光谱进行直接识别岩矿而极具应用潜力。本文提出并利用基于地物完全谱形特征的成像光谱遥感多波段组合的主成分 (PC,PrincipalComponent Analysis)变换方法提取岩类与蚀变分布 ;相应地利用光谱角识别技术直接提取与矿有关的蚀变矿物 ;最终进行波段组合、波段运算、反差增强与 RGB合成提取出相关岩矿信息进行成矿综合分析。利用岩矿谱形特征进行谱段组合的 PC变换的第一分量 (PC1 )更多地包含岩矿的波谱特征 ;PC2噪声多 ,信息模糊 ,相对信噪比低。利用 PC1提取岩矿信息可靠、准确。这是一种面向目标的定量与半定量相结合的岩矿识别技术 ,在后沟金矿区起到了良好的应用效果。

基于相干目标短基线InSAR的矿业城市地面沉降监测研究

针对煤矿区非线性地表沉降特征,探讨了相干目标短基线InSAR用于矿业城市地面沉降监测研究的方法与效果。该方法以相干目标短基线差分相位时序分析为技术核心,综合相干系数阈值法和振幅离散指数最大化提取有效相干目标,以此构建相干目标Delaunay三角网,进而分析相邻目标的时序相位差,根据差分相位构成中各分量的时空特性,对短基线条件下干涉相位序列进行逐个分离,最终获取地表下沉速率和下沉累积量。以唐山市为例,选用2004—2010年27景ENVISAT ASAR影像进行分析,查明了唐山市城区地面沉降量及其空间分布特征,最大年沉降速率达到-46.8 mm/a,主城区沉降速率普遍低于-11 mm/a。连续动态监测也显示了矿区开采沉陷不同阶段的地面沉降特征。

利用成像光谱遥感技术识别和提取矿化蚀变信息——以河北赤城—崇礼地区为例

成像光谱遥感因其具有高的光谱分辨率和能被直接利用于识别地物与量化地物信息而极具应用前景。不同岩石矿物和矿化蚀变具有不同的光谱特征 ,这是利用成像光谱遥感技术进行岩矿、蚀变信息识别的基础。以后沟金矿区和西沟窑矿化区为例 ,从应用技术和方法上开展了成像光谱遥感对蚀变岩识别的研究 ,阐述了进行岩矿识别的波谱机制、蚀变岩的信息识别与提取方法的选择、应用效果以及彩色合成显示等 ;其中光谱角度填图技术已被使用 ,并取得了良好效果。

地基合成孔径雷达干涉测量技术及其应用

在简要讨论地基合成孔径雷达干涉测量(ground-based interferometric synthetic aperture radar,GB InSAR)技术原理的基础上,归纳了常规地基InSAR形变测量的主要处理流程。全面总结了地基干涉测量雷达系统的主要类型及其发展趋势,地基InSAR技术的主要应用领域以及目前存在的问题,对比分析了地基和星载InSAR在形变测量上的优势和不足。

地表形变D-InSAR监测方法及关键问题分析

总结和分析了地表形变D-InSAR监测的主要方法和当前所面临的主要问题。针对常规D-InSAR技术中大气相位和低相干区域相位解缠,分别介绍了基于Delaunay三角网的不规则格网解缠方法、累积干涉纹图处理方法(Stack ing Interferogram s)、永久性散射体(PS)技术以及角反射器干涉测量(CR-InSAR)方法,分析了各自的适用条件和优缺点。此外,对有限数据量条件下低相干区域大气相位校正和相干目标识别等问题进行了重点讨论。立足于工程应用需要,分别对D-InSAR测量地表形变的参数要求、测量结果的精度验证、D-InSAR测量值与形变的关系、大区域处理以及形变场时空演变等问题进行了分析和讨论。

地面沉降-回弹及地下水位波动的InSAR长时序监测——以德州市为例

过量开采地下水是诱发地面沉降的主要原因。以山东省德州地区季节性地面沉降-回弹为例,研究了利用相干目标(coherent target,CT)时序分析技术的地表形变InSAR监测技术。通过对该地区ENVISAT卫星ASAR数据的时序分析,获取了2004年1月—2010年10月近7 a间地面沉降场的时空演变过程。针对德州市地面变形表现出的季节性特征,综合地下水开采、水准监测和降水量等资料的分析结果表明:该地区地面沉降主要受地下水季节性开采以及年降水量变化的控制,形成了每年3—8月快速下降,9月—翌年2月逐步回弹的变化特征,因此认为该区地面沉降与地下水位变化密切相关。

基于PSInSAR方法和ASAR数据监测天津地面沉降的试验研究

概述了PSInSAR方法的技术流程,阐述了定标ENVISAT ASAR数据对PS候选点(Persistent Scatterer Cadi-date,PSC)筛选的作用。研究表明:对ENVISAR ASAR数据进行定标有助于筛选出更多的PS候选点;以定标得到的后向散射系数作为阈值,可以剔除散射信号统计特性较稳定但散射强度低的像素点,从而避免可能由这些点引入的相位误差。在初步实现PSInSAR方法的基础上,运用14景ENVISAT ASAR数据获得了天津地区的年均线性沉降速率,揭示的天津市地面沉降趋势与前人研究结果较为一致,获得的形变速率值准确性尚待数据量的增多而进一步提高。

升降轨PSInSAR地面沉降监测结果的互检验与时序融合

升降轨PSInSAR时序分析获得的同一地区2组监测结果分别为升轨和降轨下的地表形变速率与累积变形量。针对研究区地面以下沉为主,水平方向变形极为微小的特点,将视线向(line of sight,LOS)变形转换为垂向的下沉值,以此进行升降轨模式下2组观测值的比较与精度检验。在此基础上,将相干目标的2组观测序列数据融合以实现加密观测。研究结果表明:升降轨模式下沉降速率观测值的互检验精度优于2 mm;2组观测序列数据的融合结果进一步揭示了相干目标在时域上的非线性沉降特征。