基于GF-4卫星遥感数据的赤潮信息识别方法——以秦皇岛海域为例

渤海是我国海洋生态监测保障的重要区域,特别是秦皇岛海域,是赤潮灾害的重点监控区。卫星遥感监测方式在赤潮灾害监测中优势突出,加强赤潮遥感监测方法研究具有重要意义。文章通过分析赤潮水体和非赤潮水体的光谱特性差异,构建了针对GF-4卫星波段特征的水体光谱特性曲线,提出了基于GF-4卫星第2、3、5波段的三种赤潮信息识别方法,并将方法应用于秦皇岛海域赤潮监测。结果表明,双波段差值法识别赤潮信息效果较好。该研究可为秦皇岛附近海域赤潮监测工作提供技术支持。

SM/GF-4汽油机油的研究开发

介绍了中国石化石油化工科学研究院开发的SM GF-4汽油机油复合添加剂和油品配方技术。采用该技术生产的油品模拟试验性能和物理化学性质均能满足SM GF-4规格指标要求,该油品配方中复合添加剂的加剂量(w)为7.5%。采用MTM和HFRR摩擦磨损试验对新开发的SM GF-4 5W-30油品进行了减摩和低温抗磨性能研究,发现油酸甘油酯减摩剂老化后仍然具有较好的减摩性能。采用X射线光电子能谱分析了该油品进行程序ⅢG高温抗氧化发动机台架试验后的活塞沉积物成分,结果表明活塞沉积物中除积炭外,主要含有发动机油的硫酸盐灰分。

基于GF-4卫星的杭州湾悬浮泥沙浓度遥感监测研究

悬浮泥沙作为重要水质参数,其分布和动态变化对河口及近岸的生态、环境、物质循环等都具有深远的影响。我国静止轨道高分四号(GF-4)卫星数据具有高时间和高空间分辨率的观测优势,在水色遥感上具有重大应用潜力。为探究GF-4卫星对悬浮泥沙浓度的监测能力,本文以杭州湾为研究区,构建反演模型,利用静止海洋水色成像仪进行交叉验证。结果表明,以GF-4卫星第5和第4波段遥感反射率的比值作为遥感因子建立的反演模型精度较高,决定系数为0.92,均方根误差为223.2 mg/L,平均相对误差为17.2%。交叉验证结果显示,GF-4卫星作为一种新的遥感数据源,在低浓度区与静止海洋水色成像仪反演悬浮泥沙浓度分布相似,但在高浓度区的差异随浓度增高而增大,总体可满足中国大部分海区的监测需求。

GF-4卫星不同成像状态下影像定位误差特性分析

高分四号(GF-4)卫星作为我国高分对地观测系统中一颗高分辨率面阵成像的静止轨道卫星,其在不同成像状态下的影像几何定位精度一直是科研人员和应用部门所关注的。本文以谷歌地球数据为几何参考,通过对比GF-4卫星影像和谷歌地球影像上同名点位置信息,分析了GF-4卫星在凝视、俯仰、滚动成像状态下的影像定位特性。结果表明,单幅影像内部均出现了明显的系统误差,凝视成像过程中同一点位的影像定位误差波动较小,俯仰/滚动姿态影像定位误差与俯仰角/滚动角成正比关系。该结论可为地面数据处理部门和用户在数据校正和应用时提供参考。

GF-4卫星影像几何定位精度分析

几何定位精度是衡量卫星影像几何质量的一个重要参数。针对高分四号(GF-4)卫星静止轨道面阵成像特点,以GoogleEarth为参考基准,对在轨测试前后GF-4卫星多光谱相机影像几何定位精度进行评价。重点分析了影像几何定位精度与太阳方位角/高度角和卫星方位角/天顶角/姿态角之间的关系,同时探讨了卫星姿态角/成像时间对相机姿态角误差补偿参数的影响。研究结果可为进一步优化该类型卫星影像成像模型,实现高精度几何定位提供参考依据。

GF-4卫星影像几何定位仿真分析

针对GF-4卫星静止轨道、高时间分辨率、面阵成像的特点,本文通过构建严格成像模型,实现了GF-4卫星影像几何定位仿真模拟。在对初始仿真定位结果进行分析后,建立了几何外检校模型,利用在轨真实成像影像和SRTM DEM对严格成像模型进行外检校处理,同时探讨了仿真控制点分布对相机姿态角常差检校的影响。试验结果表明,经过外检校处理后,构建的仿真模型能够有效模拟GF-4卫星在轨真实影像几何定位误差。

GF-4/PMS与GF-1/WFV两种传感器地表反射率及NDVI一致性分析

2015年12月中国成功发射高分系列中首颗地球静止轨道卫星高分四号(GF-4),实现与高分一号(GF-1)近极地轨道卫星的优势互补,构成了具有多种空间和时间分辨率的对地观测体系。该文研究并分析了GF-4/PMS与GF-1/WFV地表反射率与NDVI的一致性,结果表明:一致性研究的最优空间尺度为50 m;GF-4/PMS与GF-1/WFV地表反射率存在较好的线性关系,各波段相关系数R均在0.7以上,传感器之间反射率的系统性偏差可以通过线性回归模型校正,校正后各波段反射率的RMSE明显降低;NDVI能够消除不同波段地表反射率"同增同减"偏差的影响,在GF-4地表反射率校正前后均表现出与GF-1较好的一致性,校正前后相关系数R分别为0.74和0.77。因此,GF-4在农业和植被遥感中具有较好的高分系列数据延续性和应用潜力。

顾及多积分时间特性的GF-4卫星PMS传感器交叉辐射定标

针对GF-4卫星PMS传感器具备5个积分时间的成像特性,提出一种基于辐射区域网平差的交叉辐射定标方法。首先,利用敦煌辐射校正场地区时间序列有效MODIS影像集,构建该区域高精度BRDF模型。其次,考虑BRDF和SBAF校正,从该地区Landsat-8卫星OLI影像和PMS影像中提取辐射控制点。然后,设置DN值和CV限制条件,在凝视成像状态下从不同积分时间PMS影像中提取辐射连接点。最后,利用新建定标模型计算各积分时间状态下的定标系数。验证结果表明,不同积分时间的各波段平均绝对定标精度均优于5.18%,且不同积分时间影像间各波段辐射差异最高降低36.64%。同时,探讨了辐射控制点分布、BRDF、SBAF和辐射连接点筛选条件对定标结果的影响,为进一步优化PMS传感器交叉辐射定标流程提供重要参考。

SM/GF-4 5W-30汽油机油的可靠性试验

在LJ465发动机上400h的交变负荷可靠性试验表明,SM/GF-4 5W-30汽油机油可以满足LJ465发动机的润滑要求。在LJ465发动机上使用SM/GF-4 5W-30汽油机油是可行性的。

浅析汽油机油ILSAC GF-4规范

简要介绍了ILSAC汽油机油规范的变迁及ILSAC GF—4汽油机油规范对油品性能的影响。

基于GF-4号卫星影像东洞庭湖湿地植被类型监测能力比较研究

以GF-4号卫星数据为数据源,以东洞庭湖区域为研究区域,在区内选择芦苇、苔草、泥蒿+辣蓼3类典型植被类型,每类选取30个样本区,与数据、物候等尽量接近的Landsat 8商业卫星进行对比,采用同样的训练样本,相同的信息提取方法,包括监督分类最大似然法和非监督ISO分类方法进行湿地植被类型信息提取,比较湿地植被分类结果,可以发现GF-4影像色彩丰富,类内过渡较为稳定,可以对主要湿地植被类型进行识别。

基于GF-4数据的杭州城区大气AOD监测研究

以杭州市8区为研究区,利用高分四号卫星数据,基于暗目标算法和地表反射率数据库相结合的算法,分别对2016年9月2日、2016年9月3日、2016年12月31日和2017年7月26日4个时相的气溶胶光学厚度进行反演,在此基础上分析杭州市AOD的分布特征,并结合MODIS标准陆地气溶胶产品和地基观测数据进行精度验证,同时分析大气污染物与AOD变化之间的关系.结果显示杭州城区气溶胶光学厚度分布特征为东北部高、西南部低;精度验证相关系数分别为0.7和0.9,反演结果相对可靠;研究日内大气颗粒物与气溶胶光学厚度的日内变化趋势基本保持一致,污染物浓度均在中午维持较大水平.

北美最新汽油机油标准ILSAC GF-4与ILSAC GF-3比较

简要回顾了ILSACGF-4汽油机油标准的发展历史。介绍了ILSACGF-4与ILSACGF-3标准对汽油机油性能的要求,并对它们在汽车尾气排放系统兼容性要求、抗磨损及抗氧化性能要求、旧油低温性能要求和燃料经济耐久性要求等方面的差异进行了比较,剖析了北美最新汽油机油规格ILSACGF4。

基于GF-4 PMS的高时空分辨率遥感数据融合分析

探讨基于GF-4 PMS的高时空分辨率数据融合,对改善遥感数据时空融合效果、提高融合精度以及国产高分辨率卫星数据的广泛、有效应用具有重要意义。该文基于GF-4 PMS数据,利用目前广泛应用的3种时空融合模型(STARFM、ESTARFM、FSDAF),选择不同地表复杂程度的区域进行高时空分辨率GF-1 WFV、Landsat OLI数据融合实验与对比分析。结果表明:1)相对于MODIS数据,基于GF-4数据融合的高时空分辨率影像(GF-1 WFV、Landsat OLI)在空间细节、光谱特征方面更接近真实影像,融合效果与精度更好;2)基于GF-4数据的时空融合结果对不同模型的差异性不敏感,在实际应用中,应用GF-4数据的时空融合可尽量选择简洁的融合模型。研究成果可为GF-4 PMS数据的时空融合应用及像元空间尺度差异对时空融合的影响研究等提供参考。

基于GF-4卫星的长三角城市群PM_(2.5)遥感反演

基于静止卫星高分四号(GF-4)遥感数据,利用6SV辐射传输模型与暗目标算法进行高空间分辨率气溶胶光学厚度(AOD)遥感反演;在此基础上,结合地面监测站大气细颗粒物(PM_(2.5))浓度、气象资料等数据,采用物理订正方法及线性混合效应模型,实现长三角城市群区域大尺度空间连续的PM_(2.5)浓度遥感反演;最后利用十折交叉验证法对反演精度进行验证.结果表明:GF-4反演的AOD结果分辨率较高,空间连续性好,与AERONET地基监测相关性R达到0.82;利用GF-4 AOD的PM_(2.5)估算模型精度较高,模型估算PM_(2.5)浓度与地面实测数据拟合度R^(2)为0.74;在分春夏秋冬4个季节建模情景下,交叉验证R^(2)依次为0.67,0.59,0.63和0.72,平均绝对误差MAE为10.40,7.42,10.10,13.34μg/m^(3),表明GF-4卫星适用于区域PM_(2.5)浓度监测.

基于GF-4卫星反演的珠江口水体表层悬浮泥沙时空变化特征

珠江口伶仃洋是中国重要的海湾之一,其水体的悬浮泥沙质量浓度(suspended sediment concentration, SSC)在枯季受潮汐过程影响显著,是研究潮汐对SSC变化影响的理想区域。高分四号卫星(GF-4)是我国第一颗超高时空分辨率地球同步轨道卫星,可见光波段的空间分辨率为50m,最大时间分辨率可达20s,在研究一日之内的SSC变化特征方面具有独特的优势。文章利用过境珠江口伶仃洋的GF-4卫星L1A数据并结合2020年1月的航次数据,反演得到该海域表层SSC数据,分析得到了伶仃洋表层SSC在潮汐周期不同阶段的分布特征及变化规律。研究结果表明,伶仃洋海域的SSC整体呈近岸高于远岸、西岸高于东岸的分布趋势。涨潮时,共有4个高SSC分布区,平均SSC呈降低趋势且悬沙有向湾内移动的趋势;在停潮末—涨急—涨憩过程中, SSC先略微降低后显著降低。落潮时,共有7个高SSC分布区,平均SSC呈增长趋势且悬浮泥沙有向外海方向移动的趋势;在平潮末—落急—落憩过程中, SSC先显著增大再变缓最后呈负增长趋势。SSC变化受水平方向上的挟沙作用、垂直方向上的再悬浮过程和地形的共同影响。

碎云环境下GF-4卫星对运动舰船的目标跟踪

针对"高分四号"(GF-4)卫星可进行连续观测和图像分辨率低的特点,文章提出了一种在碎云条件下用GF-4卫星对运动舰船目标进行检测和跟踪的算法。该算法基于区域候选的卷积神经网络(R-CNN)模型构建思路,首先利用双参数恒虚警率(CFAR)完成候选目标区域提取,以充分利用卷积神经网络(CNN)中LeNet网络在识别简单弱小目标时识别速度快的优势;然后对目标进行静态特征提取和鉴别;最后利用地理航行中的中分纬度法与全局最近邻(GNN)算法相结合进行目标关联和跟踪,形成了目标航迹并获取目标运动信息。文章选取GF-4卫星序列图像对所提算法进行试验,并通过舰船自播报(AIS)信息进行验证,结果显示:该算法能在一定碎云条件下排除碎云目标的干扰,有效地进行运动舰船目标检测与跟踪,具备较强的工程应用价值。

GF-4可见光及近红外谱段的辐射定标

"高分四号"是我国高分辨率对地观测系统中唯一一颗地球同步轨道遥感卫星,应用于环境及林火监测等领域。GF-4数据有很高的空间分辨率,但是辐射特性存在偏差从而导致辐射精度并不是很高。为了提高GF-4卫星数据辐射和LandSat8数据为基准影像,以敦煌辐射校正场作为试验区对GF-4可见光及近红外谱段进行交叉辐射定标。结果表明,通过GF-4的DN值与MODIS和LandSat8的表观辐射亮度数据分析对比,的可见光及近红外波段的定标误差均在10%以内;而LandSat8的可见光及近红外波段的定标误差均在5%以内,比的定标精度接近官方定标系数,满足遥感定量需求。

一种利用多时相GF-4影像的快速水体提取方法

鉴于GF-4在洪涝灾害领域的重要应用,为了更好地消除山体阴影和城区建筑对水体提取的影响,以GF-4的PMS传感器影像为数据源,针对其影像的高时相与水体在近红外波段高吸收的特点,提出了一种基于多时相影像在近红外波段变化方差的快速水体提取方法。以长江中下游地区的2个典型区域为研究对象,对比分析了该方法与NDWI阈值法的水体信息提取结果,并进行了精度评价。实验结果表明,该方法不仅能快速准确地提取水体信息,而且能很好地去除山体阴影和城区建筑的影响,对细小水体也有很好的提取能力,在2个区域的水体提取精度分别达到99.04%与99.37%,高于NDWI阈值法。该方法可以有效地提取水体信息,为GF-4水体提取提供技术支持。