融合光谱和时相特征的地表水遥感信息提取方法

遥感技术已被广泛应用于大面积地表水观测,但由于水面光谱特征在空间和时间上的高度变化,使得遥感在大面积、多时相地表水监测方面存在局限性,因此提出一种融合光谱和时相特征的地表水遥感信息提取模型,以解决中分辨率遥感影像条件下植被、云、地形阴影等地表覆盖背景中开阔水域的提取问题。基于Google Earth Engine(GEE)平台构建地表水体分类模型系统,处理辅助数据集以及Landsat卫星影像的多光谱/时相属性,从长期连续的Landsat影像多维数据中提取地表水分布,探索干旱地区地表水的时空变化动态。利用三个独立的数据集,验证地表水提取的总体精度和kappa系数分别为0.91和0.81。该模型通用、高效且可靠,应用于中国内陆干旱区的实验表明,该方法对多种环境条件都有效,可为较复杂地表环境下水体提取和时空演化分析提供技术参考。

月球表面矿物二向性反射特性实验研究

月表物质成分探测是月球探测的重要组成部分。研究矿物在光学波段的吸收特征,可以达到识别月表矿物的目的。作为月岩的风化产物,月壤的成分包括了主要的月球成岩矿物：斜长石、橄榄石、辉石等。本课题以斜长石和单斜辉石作为研究对象,旨在研究单矿物的二向性反射特性。影响月壤反射率的因素包括成分、表面物理特性等多种因素,研究中选用美国ASD公司Filedspec3光谱仪,测量单矿物不同颗粒粒度状态下350~2500nm的二向性反射特征。结果表明,观测几何角度变化对反射率的影响较大,有明显的二向性特征,在方位角180°及0°方位热点较明显。反射率随粒径降低而增加。实验结果可为月表矿物反演研究提供有力的证据。二向性反射方向的研究也为合理选择观测几何条件提高月表信息获取精度成为可能。

高炉料面特征提取与聚类分析

布料是高炉上部调节的主要方式,料面形状特征是指导高炉工长做出下一次布料决策的重要依据.本文通过分析高炉雷达实测料面数据,结合专家经验,提出了一种料面特征定义和提取的方法,提取出了能够表征料面形状的6个特征;然后将谱聚类算法引入到料面特征数据的聚类中,建立了料面特征模型库;最后将新的料面特征与模型库数据匹配,为后续高炉布料控制奠定研究基础.在仿真结果中采用真实高炉生产数据,验证了料面特征提取方法的有效性.仿真结果表明谱聚类算法相比传统的K-mean和模糊C均值聚类算法,具有收敛速度快,聚类性能高等特点,能够准确有效地建立料面特征模型库.

新疆乌鲁木齐市附近地区主要地物的反射光谱特征

在新疆乌鲁木齐市附近地区使用GER野外光谱仪测定了一些农作物、野生植被和土壤的反射光谱 ,初步创建了为本地区遥感应用的光谱数据库 ,比较了野生植被、作物及土壤光谱特征 ,讨论了高分辩率光谱数据在植被及土壤制图中的应用 ,并提供在Internet上查询已获得的光谱数据。

一种基于地物波谱特征的最佳波段组合选取方法

对多光谱数据选取最佳的波段组合,是图像解译和专题信息提取的重要前提。文中提出一种基于地物波谱特征的最佳波段组合选取方法,即综合考虑方差、相关系数、OIF指数和地物间的可分离性4个因素,利用ERDAS和EXCEL等工具进行各指标的解算,并通过实验,选择红菱矿区1995年的TM多光谱影像为数据源,选取了基于水体波谱特征的最佳波段组合TM345。经定性分析和定量计算,验证了该方法的可行性。

冀东水厂铁矿区地物波谱特征分析

水厂铁矿经多年大面积、高强度的开挖,矿区生态环境不断恶化。地物波谱测试结果表明,植被波谱曲线普遍发生"红边蓝移,绿峰降低"的效应,是典型的铁化合物中毒变异的特征。从工业场地到外围,植被波谱曲线的红边"蓝移"数值有明显变小的趋势,表明植被铁化合物中毒现象逐渐减轻。矿山典型地物波谱特征测试和分析是确定各类地物特征谱带或诊断性谱带的重要依据,是矿山生态环境高光谱遥感调查的理论基础。

乌梁素海遥感影像的水体提取方法与分析

乌梁素海地处干旱的内蒙古巴彦淖尔盟乌拉特前旗境内,因此水体及地物的光谱特征都具有干旱区草型湖泊的特性。本文选取2002年11月8日的ETM遥感图像数据,应用单波段阈值法、色度判别法、比率法、多波段组合运算法及多光谱分析法对水体进行提取,分别阐述了各种方法的优缺点,但其一考虑到水体提取的简单易行,因此采用多波段组合运算法;其二考虑到遥感信息机理以及各种地物的结构、组成和理化性质的差异,而导致不同的地物对电磁波的反射特征也各有不同,所以择取易与明水水体相混淆的芦苇、居民地、林地、山体阴影4种地物在TM1、TM2、TM3、TM4、TM5、TM7六波段的光谱特征值,应用多光谱混合分析法提取乌梁素海水体范围,从而避免了单一红外波段影像的不足。最后将多波段组合法与多光谱混合分析法进行比较,并阐述了二者的适用范围。

黄河口湿地典型地物类型高光谱分类方法

黄河口湿地地物类型具有复杂多样的特点,本文将线性光谱混合分析模型与归一化植被指数(NDVI)和归一化水体指数(NDWI)相结合,建立了一种新的滨海湿地遥感影像分类方法;开展了基于CHRIS高光谱影像的黄河口湿地芦苇、柽柳、碱蓬、大米草、潮滩和水体6种典型地物分类实验,整体分类精度为77.33%,Kappa系数为0.71,与经典的最大似然分类(MLC)方法相比较,整体分类精度提高1.6%,Kappa系数提高0.02,尤其是芦苇、碱蓬、大米草和潮滩的分类精度明显提高。

基于多维光谱空间的干旱指数

遥感干旱指数是用遥感数据定量描述区域受旱程度以及作物产量灾损的机理性数学模型.干旱指数在农业、林业和生态环境监测方面有较高的研究价值与非常广阔的应用前景,是当前的研究前沿和热点之一.介于遥感干旱指数起步至今还未形成研究系统,开展了这方面工作的梳理和归纳.首先,对多维光谱特征空间概念作延伸,将多维光谱特征空间的多维变量由光谱值拓展为与一切干旱相关的遥感产品,将光谱特征统一归纳到多维坐标框架当中,使得干旱指数的数学建模意义更明确,构造更清晰;其次,对30种干旱指数进行归纳,从"三要素"的角度将干旱指数分为四类,并评价其各自优势和局限性,将干旱遥感监测模型家族抽象为一个金字塔形式,从底层到顶层分析模型家族的一般构成要素和复合形式,解析干旱指数通用的数学构建规律及其物理内涵;最后,分析大气影响、土壤、传感器差异等环境影响因素,指出干旱指数未来发展重点在数据源、监测对象、表达形式三个方面.通过对干旱指数的研究工作有助于进一步完善发展干旱指数体系,推进干旱遥感监测模型在农情遥感监测、水资源规划和环境科学管理等领域的应用.

基于中国典型地物标准波谱知识库的应用示范系统的设计

中国典型地物标准波谱知识库建设成败的关键是如何利用遥感技术为社会服务,所以探讨基于波谱库的研究是波谱知识库亟待解决的难题之一。该文在波谱知识库体系结构的基础上,重点阐述了基于波谱知识库的应用示范系统的组成、总体设计、处理流程和结果的呈现形式,以及要实现这一应用示范可能遇到的难点和关键性的技术问题;突出强调了应用示范系统在整个波谱知识库系统中的重要作用,从而可以推动遥感技术的发展。

航空短波红外分光谱遥感技术直接寻找油气藏的有效性及应用实例

采用航空短波红外分光谱遥感技术，在新疆准噶尔盆地和塔里木盆地某些油气区，进行直接寻找油气资源的试验研究后发现：油气区含油岩系、油气藏上方盖层土壤的光谱在2300和2350um波段具有双吸收特征；2270～2460um波段的反射率比相邻波段的反射率低15％～20％，这是遥感技术直接寻找油气资源的理论基础。该区油气藏上方普遍存在着烃类和放射性异常，碳酸盐异常仅在局部地方出现。图象处理提取出的油气遥感信息主要反映是烃类物质（以重烃为主）的2270～2460um波段的光谱信息。

地物反射波谱特征及高光谱成像遥感

依据地表物体表面外形特性,物体反射分为镜面反射、漫反射和方向反射.探讨了3类反射的特性曲线,介绍了几种典型的地物类型反射波谱特征,并对影响地物光谱反射特性变化的因素进行了概略描述,以加强对地物电磁波谱特征的认知,及开展与高光谱成像领域相关的遥感图像分析、反演和应用等方面的工作.

基于光谱纹理特征融合和神经网络的地表发射率获取方法（英文）

地表发射率是热红外遥感中最为关键的参数之一,在热红外遥感的定量化研究、地表能量平衡和地物填图等领域起着重要作用。但是,从热红外遥感数据反演地表发射率需要求解病态方程。提出一种基于神经网络模型逐像元获取地表发射率的方法。该方法基于MODIS可见光通道的反射率数据提取纹理特征,将纹理信息和可见光光谱信息进行融合作为神经网络的输入特征,发射率作为输出。获取的地表发射率结果和MODIS的标准发射率产品对比,平均误差为0.002。该方法直接建立地表发射率和地表反射率的关系,为单通道热红外卫星精确获取地表温度和发射率提供依据和可能。

油纸绝缘老化状态判别的拉曼光谱特征研究

获取能准确反映油纸绝缘老化的有效特征量,对实现油纸绝缘老化的准确诊断具有重要意义。表面增强拉曼光谱技术在油纸绝缘老化诊断领域已表现出一定的应用潜力。对25#矿物变压器油和普通牛皮纸构成的油纸绝缘试品进行了加速热老化实验,结合共聚焦拉曼光谱检测平台和银纳米片表面增强基底获取其拉曼光谱信号,从多种角度提取了拉曼光谱特征量。使用竞争性自适应重加权算法在提取出光谱的关键变量,其结果对应了油纸绝缘老化特征物的主要特征峰;使用VOIGT函数对光谱进行解析,解析峰的轮廓参数与油纸绝缘老化程度之间呈现相关性;以绝缘纸聚合度为依据将样本进行老化程度分类,光谱的前8个主成分及其载荷不仅与老化特征物和老化程度呈现相关性,且能够对样本进行准确分类;最后对光谱进行了小波包能量熵分析,分析了油纸绝缘老化过程中拉曼光谱的能量变化情况。研究成果为表面增强拉曼光谱技术应用于油纸绝缘老化诊断提供了依据,为实现油纸绝缘设备故障与老化状态的快速、非接触的现场诊断奠定了基础。

基于HySpex高光谱成像系统的岩矿影像数据集

利用HySpex高光谱成像系统,对125块岩石样本和250块矿物样本进行近红外高光谱测量,提取岩矿的高光谱影像数据集,将岩矿光谱数据制作单种岩石矿物光谱卡,以岩矿影像高光谱数据集的方式进行编排和整理.基于光谱特征对岩石样品进行分类实验,分类效果较好.

一种基于深度域SIFT特征建立网格对应关系的算法

基于深度域的SIFT特征描述符,提出了一种计算两个部分重叠的表面网格模型间的对应关系的算法。首先,通过选择参数域,得到网格的深度域灰度图像;其次,利用SIFT算法计算深度域灰度图像的SIFT特征点;再次,将SIFT特征点反投影到3D网格上,并利用SIFT特征描述符建立初始的对应关系;最后,利用谱裁剪算法剔除不相容的对应关系,得到3D表面网格之间鲁棒的对应关系。实验结果表明,对于不同姿态的网格,本文可快速自动建立正确的顶点对应关系。

基于背景类别分层分离的不透水面间接提取——以兰州城关区EO-1 ALI图像为例

以兰州市城关区EO-1 ALI图像作为基础数据源,对比LOOC与最邻近分类(NNC)方法提取不透水面的精度差异. LOOC方法对融合后EO-1 ALI图像进行LBV变换,将变换结果作为解译底图;设置4个尺度层次,分别对应水体、农用地、灌木林地、城市绿地和草地这5种主要背景类别,对解译底图执行4尺度面向对象分割;将上述类别对象的光谱特征和形态特征差异作为判别规则,利用决策树分类,将这5种背景类别依次从解译底图上提取、分离,生成不透水面初级提取图层;通过光谱反射率差异分析,选定EO-1 ALI图像的近红外波段8和中红外波段10作为分类特征,利用基于模糊C-均值(FCM)算法的非监督分类,从初级图层中分离出砂土、阴影这两种与高、低反照度不透水面光谱特征相近的类别,采用数学形态学开闭运算整饬图像,生成不透水面二级提取图层.结合目视评判和总体精度、 Kappa系数,定量分析LOOC方法与NNC方法的提取精度差异.结果表明:LOOC方法提取不透水面的总体精度、 Kappa系数分别为87.13%、 0.830 3,较NNC方法分别提高5.91%、 7.19%.LOOC方法依据各背景类别的遥感多特征知识,分两级将其分离出解译底图,从而间接、逐步逼近不透水面精准空间分布信息,辨识不透水面的效率优于NNC方法.

基于血清SERS光谱与特征波长提取的肺癌识别方法

目的:提高肺癌患者和健康人血清表面增强拉曼光谱(SERS)分类模型的稳定性和分类精度。方法:利用递归特征选择、连续投影算法、竞争性自适应重加权算法与主成分分析对血清SERS光谱进行特征波长提取,并结合深度神经网络、偏最小二乘判别分析以及支持向量机算法建立分类模型。结果:递归特征选择以及竞争性自适应重加权算法提高分类模型的稳定性的效果较为明显,对于竞争性自适应重加权算法,深度神经网络分类模型的训练集交叉验证准确率为94.55%,测试集准确率为93.75%,敏感性为87.5%,特异性为100%,优于其余两种模型。结论:通过特征波长提取方法建立分类模型实现了对肺癌患者与健康人血清SERS光谱的有效识别。

组合核支持向量回归提取高光谱影像不透水面

由于城市地表组成的复杂性,基于单核函数的支持向量回归模型很难满足精度。本文结合空间-光谱组合核函数和支持向量回归,提出了一种提取高光谱影像不透水面丰度的改进算法。首先从高光谱遥感图像上提取波谱特征和多通道灰度共生矩阵空间纹理特征,选取研究区10%像元特征数据作为训练数据,以线性加权求和核为多核组合方式,建立结合光谱信息和空间信息的组合核支持向量回归模型。然后,用生成的回归模型预测未知像元不透水面丰度值。最后,对实验结果进行评价。在模拟数据试验中,本文算法比单核回归均方根误差平均降低1.4%,决定系数比单核回归平均提高0.6%。在Hyperion数据两组试验中,该算法比单核回归均方根误差平均降低1.8%,决定系数比单核回归平均提高11.7%。模拟和真实两种高光谱数据实验中,本文算法均得到了空间形态上更准确的不透水面结果,单核回归结果存在失真现象。研究结果表明:本文算法能够有效提取城市不透水面丰度,与单核方法相比有较明显的精度提升。

METHOD STUDY OF DIRECT DETECTING HYDROCARBON MICROSEEPAGE BY USING REMOTE SENSING TECHNIQUE

Since the 1980s, there has been rising a new method, that is, detecting hydrocarbon microseepage by using remote sensing technique. This makes it possible to look for the reservoirs directly. At present, this is one of the most advanced studies of remote sensing application. The thesis is the first report of systematic tentative studies in China.