BDS-3全球短报文2种低轨卫星几何法定轨

针对低轨卫星实时在线精密定轨难以获取实时改正数问题,提出基于北斗三号全球卫星导航系统(BDS-3)全球短报文播发距离改正数和状态空间表达(SSR)改正数的低轨卫星精密定轨方法。基于提出的距离改正数和SSR改正数编码播发方案,利用Swarm A卫星7 d星载全球卫星导航系统(GNSS)数据进行验证,从定轨精度以及处理效率2方面进行分析,结果表明:基于BDS-3全球短报文播发的改正数可以实现低轨卫星几何法定轨精度约为0.1 m,且基于SSR改正数的低轨卫星定轨精度优于距离改正数。非差非组合模型的定轨精度略优于无电离层(IF)组合定轨精度;当BDS-3全球短报文通信成功率为90%时,定轨精度下降约15%。在处理效率上,IF组合较非差非组合提升明显,2种方法在主频为1.6 GHz的个人笔记本上单历元处理时间均小于0.003 s。

铁路连续运行基准站BDS-3信号质量及PPP性能分析

为评价当前铁路沿线建立的连续运行基准站网的北斗三号卫星导航系统(BDS-3)信号的可靠性,使用G-Nut/Anubis对BDS-3的B1I/B3I和B1C/B2a信号进行观测数据质量分析,并基于无电离层组合精密单点定位(PPP)观测模型,分别采用欧洲定轨中心(CODE)、欧洲航天局(ESA)和德国地学研究中心(GFZ)的精密轨道和钟差产品进行B1I/B3I、B1C/B2a两种BDS-3双频组合静态PPP解算。与全球定位系统(GPS)对比的结果表明,BDS-3采用CODE产品和B1I/B3I组合模型可以达到最优的定位性能,结果精度与GPS相当。因此,在铁路连续运行基准站网测量应用中可以使用单北斗卫星导航系统(BDS)。

资源3号卫星影像的植被信息提取

资源3号卫星(ZY-3)是我国2012年发射成功的第一颗自主民用高分辨率立体测绘卫星。在对ZY-3卫星数据精细处理基础上,分析了典型地物的光谱特征和纹理特征,构建了适合植被信息提取的ZY-3决策树模型,将研究区地类分为针叶林、阔叶林、灌木林、竹林、耕地、建设用地、裸露地、水体和其他地类共9种地类,开展植被信息提取和精度检验。结果表明:(1)ZY-3比较适合于森林植被信息的提取,特别是针叶林和阔叶林;(2)ZY-3数据的总体分类效果较好,精度达到了91.96%,Kappa系数0.902 9,说明根据影像的光谱特征和纹理特征,采用决策树算法选择合适的阈值提取植被信息是可行的。

基于资源3号卫星的面向对象地类信息提取方法研究

面向对象分类方法可以充分利用遥感影像的光谱和空间信息,是一种适合于高分辨遥感影像的分类方法。以2012年资源3号卫星高分辨率遥感影像(ZY-3)为数据源,对基于面向对象与最大似然监督分类的地类信息提取方法进行了对比分析。面向对象分析方法中采用改进后的局部方差法确定并选取不同地类类型的最优分割尺度,并采用多尺度层次的方法提取不同地类类型信息。结果表明:根据改进后的局部方差法确定的针叶林、阔叶林、针阔混交林地类类型的最优分割尺度为105;农田地类的最优分割尺度为105,水域、建筑类型的最优分割尺度为65。基于面向对象技术的地类信息提取方法其总体精度达到90.3%,Kappa系数为0.82;最大似然法其总体精度为77.6%,Kappa系数为0.71;基于面向对象方法的总体精度提高了12.7%,Kappa系数提高了11%。表明了基于面向对象分析方法的地类信息提取在国产高分辨率影像上的适用性。同时,论文的研究也为森林资源调查中地类信息的遥感提取进行了有益的尝试。

从资源3号卫星影像中提取厦门市不透水面信息

不透水面是城市地区的典型特征,不透水面的增加导致了水质恶化、城市热岛效应等一系列生态环境问题.选用高分辨率资源3号遥感影像,利用面向对象的方法,进行厦门市不透水面信息的提取.为突出不透水面的信息,将影像进行主成分变换、提取归一化植被指数和归一化水体指数,将第一主成分、归一化植被指数和归一化水体指数合成为新的影像;根据最小不透水面的面积原则,确定最优的分割尺度,结合形状、光谱等信息,对合成后的影像进行多尺度分割;再在最优尺度分割结果的基础上进行分类,并将阴影作为分类体系中单独一类,获得不透水面、裸土、水体、植被、阴影的分类结果;利用真实世界地物的形状特征和邻近关系特征,对阴影区域进行判别及合并,获得不透水面,并根据实地观测,对提取结果进行精度评价,不透水面提取的精度达80%.

资源3号卫星与SPOT 6卫星影像特征参数评定与比较

资源3号卫星影像作为我国首颗民用高分测绘卫星,已在国内许多科研政府机关取得应用,推动了国产卫星产业发展。本文对资源3号卫星影像与同一量级分辨率的SPOT 6卫星影像,从影像构像性能的角度进行比较。选取了影像清晰度、信噪比、信息熵、边缘能量4个客观参数评估同地区同季节下资源3号卫星全色波段数据与SPOT 6全色波段数据的光谱特征,并对其进行分析比较。得出资3影像在信息量、信噪比方面与国外卫星不分伯仲,但对于地物边缘细节的分辨能力上仍有一定差距。

3D-HRNet网络在珠海一号高光谱影像的自然资源监测应用及生态环境分析

遥感和深度学习方法结合应用于自然资源的监测、评估是一种高效的方法。该研究综合考虑珠海一号高光谱影像的特性,在HRNet网络中引入3D卷积模块提出3D-HRNet网络用于自然资源调查监测的语义分割模型,并以遥感影像计算生物丰富度指数、植被覆盖指数、水网密度指数、土地应力指数、污染负荷指数和环境约束指数构建生态指数(ecological index,EI)生态评价模型,对北京市北部部分区域进行自然资源监测和评估。结果表明:①3D-HRNet模型提取自然资源的平均总体精度为0.83,F1分数为0.83,Kappa系数为0.73,比HRNet模型分别高0.04,0.04和0.06,比3D-CNN模型分别高0.04,0.05和0.06,说明3D-HRNet模型提取高光谱影像的自然资源结果比HRNet模型更好,即3D卷积模块能更好地利用高光谱间特性提取信息;②利用EI生态评价模型对北京市北部部分区域2020年生态环境进行评价,其EI平均值为68.2,反映了区域内生态状况良好,与北京市生态环境状况公报结论接近,说明遥感用于EI生态评价的可行性,为区域生态状况的时空分析提出创新性方法。

直线特征约束的资源3号卫星影像自检校平差

针对控制点获取较困难地区卫星影像定位精度不高的情况,对直线特征作为控制信息提升卫星影像定位精度进行了研究。以"像方直线上任意一点必然位于物方直线和投影中心所构成的平面"作为几何约束条件,通过对直线的参数化表示,建立了基于直线特征的共面模型;在该模型基础上,针对航天传感器的成像特点,分析建立了8标定参数的内方位元素模型和简化的外方位元素模型,最终构建了直线特征约束的卫星影像自检校平差模型。利用资源3号(ZY-3)卫星获取的华盛顿地区数据对构建的平差模型进行实验验证。结果表明,该模型能够解决缺乏地面控制点地区影像定位精度差的问题,可达到与常规自检校平差相同量级的精度。

改进DeepLab v3+模型下的梯田遥感提取研究

[目的与意义]梯田作为农业生产的关键要素之一,其面积估算对于农业政策制定、土地规划和资源管理至关重要。为解决复杂的地形条件、种植环境导致传统遥感数据和监测方法难以开展梯田自动化提取问题,探索一种利用深度学习技术在高分辨率遥感影像中精准提取梯田面积的方法。[方法]以休耕期梯田高分六号影像构建语义分割数据集,同时提出一种改进的DeepLab v3+模型。该模型使用轻量级网络MobileNet v2作为骨干网络,为了同时兼顾局部细节和全局语境,使用多尺度特征融合(Multi-scale Feature Fusion module,MSFF)模块代替空洞空间金字塔池化(Atrous Spatial Pyramid Pooling,ASPP)模块,利用扩张率依次增大的空洞卷积级联模式改善信息丢失的问题。此外,对浅层特征和深层特征使用坐标注意力机制以加强网络对于目标的学习。[结果与讨论]利用红、绿和近红外波段组合方式在梯田提取的精度和效果上表现最佳。相比于原始DeepLab v3+网络,精确率、召回率、F_(1)评分和交并比指标分别提升4.62%、2.61%、3.81%和2.81%。此外,与UNet和原始DeepLab v3+相比,改进的DeepLab v3+在参数量上和浮点运算数有着更为优越的性能,其参数量仅为UNet的28.6%和原始DeepLab v3+的19.5%,同时浮点运算数仅为UNet和DeepLab v3+的1/5。这不仅提高了计算效率,也使得改进后的模型更适用于资源有限或计算能力较低的环境中。[结论]深度学习在高分辨率遥感影像梯田识别中具有较高的精度,有利于为梯田精细化监测和管理提供参考依据。

结合全国第三次国土调查资料的DeepLabV3+林地、草地、湿地资源监测研究

森林、草地、湿地资源的消长动态和变化趋势的及时掌握是评估生态状况和供给能力的基础。为高效利用遥感卫星数据开展林地、草地、湿地资源监测,该研究以DeepLabV3+模型为基础,并作出以下改进:(1)骨干网络的改进,以Xception作为模型的骨干结构;(2)空洞空间金字塔池化模块的改进,首先在并联的每个分支的前一层增加一个空洞率相对较小的空洞卷积,其次在分支后层加入串联的空洞率逐渐减小的空洞卷积层。以江苏省无锡市江阴市为研究区,利用高分二号卫星影像,并结合全国第三次国土调查及其国土变更调查数据实现林地、草地、湿地资源信息的获取。结果表明:顾及全国第三次国土调查资料的DeepLabV3+算法能有效利用遥感图像中的信息,提升林地、草地、湿地资源监测的效率和准确性。

东北地区大豆种质资源对SCN3抗性表型评价

为明确东北地区种质资源对大豆胞囊线虫3号生理小种(SCN3)抗性,以东北地区常用作亲本的620份大豆品种(系)为材料,经2020-2021年SCN3号生理小种田间病圃及室内盆栽接种鉴定。结果表明,2020年田间病圃鉴定对SCN3号生理小种表现中抗以上品种(系)有30份,抗病种质仅占鉴定种质总数的4.84%,2021年对这30份中抗以上材料进行室内盆栽接种鉴定,除白农9号、嫩丰15外,其余品种(系)抗性级别鉴定与田间病圃结果一致。其中农庆豆24、农庆豆28、齐农5号、丰豆1号等13个中抗以上品种可在大豆胞囊线虫病发区直接应用,MN0902CN、MN1701CN、中品03-5373、中品03-5297等9份抗病品系可用作种质资源创新抗病亲本,其他8份中抗品系可用作拓宽抗性基因遗传基础的复合杂交亲本。

基于CART决策树的ZY-3卫星遥感数据土地利用分类监测

通过分析ZY-3卫星遥感影像光谱特征、数据质量,探讨其遥感影像在土地利用分类监测领域的应用前景.基于遥感影像特征,结合面向对象的分析思想,选择训练样本构建决策树分类模型,进行土地利用计算机自动分类,并通过混淆矩阵和Kappa分析对分类精度进行评价.研究表明:1)基于决策树模型和面向对象分类方法,ZY-3卫星遥感影像分类总体精度为88.76%,有助于提高影像分类精度;2)在分类模型中,ZY-3卫星影像对水域、耕地、公路用地和林地影像辨识度较高,而对于其它用地类型相对不足.3)ZY-3卫星数据高分辨率影像特征明显,影像可用于土地利用分类监测.

风云3号卫星微波湿度计的系统设计与研制

微波湿度计(MWHS)是风云3号卫星的主要有效载荷之一,其频率为150GHz(双极化)和183.31GHz(三通道),采用垂直于飞行方向的交轨扫描方式,科学目标是探测大气湿度的垂直分布。本文简要介绍微波大气湿度探测的基本原理,阐述了微波湿度计的系统构成及工作原理;描述了微波湿度计的性能指标要求。测试结果表明,微波湿度计性能指标满足设计要求。

猪1、3号染色体微卫星位点多态性及遗传连锁图谱的构建

利用 3头英系大白猪和 7头梅山猪为父母本建立了F2 参考家系。F1 公猪 5头 ,母猪 2 3头 ,随机交配产生 147个F2 个体。根据美国肉畜研究中心 (USDA MARC)公布的猪遗传连锁图谱 ,在 1号和 3号染色体上等间隔 (2 0cM)选择 8个和 9个微卫星标记 ,对参考家系全部的F0 、F1 和F2 个体进行扩增 ,获得各标记位点基因型。研究结果表明 ,等位基因数介于 2到 5之间 ,平均每位点 3.35个等位基因 ;部分等位基因片段长度超过USDA MARC所报道的结果。标记位点杂合度为 0 .385 3～ 0 .70 97,平均 0 .5 795。有信息的减数分裂数为 35～ 30 5 ,平均 2 40。利用此参考家系和CRI MAP软件包构建的 1号和 3号染色体图谱分别长 182 .3cM和 180 .2cM。 1号染色体的母畜图谱短于公畜图谱 ,而 3号染色体正好相反。与USDA MARC报道相比较 ,微卫星排列顺序与报道相同 ,但 1号染色体长 44 .8cM ,3号染色体长 6 3.3cM。此连锁图的构建为以后的数量性状基因位点 (quantitativetraitloci,QTLs)定位奠定了基础。

ZY-3卫星全色与多光谱影像融合方法比较

针对目前农业部门常用融合方法,探讨适合于ZY-3卫星农业区影像的融合方法,该文以ZY-3卫星2.1 m全色/5.8 m多光谱分辨率平面影像为数据源,应用HSV变换(hue-saturation-value,颜色空间变换)、Brovey变换(彩色标准化变换)、Gram-Schmidt变换(正交化变换)、PC变换(principal components,主成分变换)、Wavelet变换(小波变换)和Ehlers变换(空间滤波变换)等6种常用融合方法,从提高空间分辨率和保持原始图像光谱信息的角度,通过两类统计参数:光谱分析和不同地域的纹理特征,对融合后的影像进行质量评价。通过面向对象方法对融合影像分类比较,全面探讨这6种融合方法对ZY-3卫星农业区影像的适宜性。试验表明,PC变换和Ehlers变换各波段与原多光谱影像相关性均高达0.9以上,纹理特征增强明显,边缘响应指标均高于0.2,分类总体精度分别达78.59%、77.8%;其他融合方法仅在部分试验指标中具有优势。综合比较试验数据,发现PC变换和Ehlers变换融合效果优于其他融合算法,适宜应用于ZY-3卫星农业区影像;但不同融合方法在图像质量和地类提取中各有优势,可结合实际农业应用及影像中地类信息比例,选择适宜的融合算法。该研究可为农业各部门中影像大规模的融合应用提供参考。

GF-3号SAR卫星遥感围填海监测方法研究——以大连金州湾为例

依据不同围填海类型在高分三号(GF-3)合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)卫星遥感影像上可分性,建立围填海遥感分类体系及相应的围填海类型解译标志,进而分析SAR图像岸线提取方法,构建GF-3围填海监测技术流程。采用几何主动轮廓模型进行GF-3 SAR影像自动提取海岸线,获得围填海专题图。通过外业精度调查验证GF-3 SAR卫星遥感影像可以有效获取围填海信息。

风云3号气象卫星资料在暴雨预报中的应用

介绍了风云3号(FY-3A)气象卫星资料应用示范项目《卫星资料在暴雨监测预报中的应用》的研究成果。讨论了以FY-3A资料为主,结合风云气象卫星系列其他资料和数值预报产品等,在云团识别的基础上计算云团特征量作为预报因子建立预报方程并计算云团最大降水量的暴雨临近预报方法,以及使用FY-3A资料作为"配料法"配料之一的暴雨6 h落区预报方法。结果表明,该方法对于暴雨的临近和短时预报有一定的指导作用。

大豆疫霉根腐病菌的分离鉴定及种质资源对3号生理小种的抗性评价

采用下胚轴伤口接种法,用在黑龙江省建三江农场分离到的大豆疫霉菌3号生理小种对292份栽培大豆材料(其中农家品种153份、其它大豆栽培品种139份)和236份野生大豆材料进行了抗性鉴定。结果表明:栽培大豆资源抗病80份,占27.4%,中间类型93份,占31.8%,感病119份,占40.8%。153份农家品种中,抗病的有49份,占农家品种的32.0%,表明农家大豆品种资源抗性比例较高。野生大豆资源中抗病的有49份,占20.8%;中间类型55份,占23.3%;感病132份,占55.9%。鉴定的这些高抗资源可为我国大豆抗疫霉根腐病育种奠定基础。

ZY-3卫星姿态插值与拟合方法研究

卫星姿态作为构建ZY-3卫星高分辨率遥感影像严密几何成像模型的必要参数,其精度对卫星影像几何定位精度有直接影响,因此研究如何获取卫星成像时刻的三线阵影像扫描行精确姿态具有重要意义。本文分别基于多项式插值方法、多项式拟合方法及球面线性插值方法对ZY-3卫星星上直传精密姿态进行了拟合与平滑,进一步与基于高精度几何定标场反演的对地相机精密姿态进行了比较。研究结果表明,基于欧拉角姿态参数的插值拟合方法同样适用于四元数姿态参数,两者精度相当,且姿态拟合精度可以达到1~2角秒级,为遥感影像高精度几何处理提供精确可靠的外方位角元素。

BDS-3 PPP-B2b实时精密时间同步方法探讨

针对传统实时精密单点定位(PPP)时间同步方法需要连接互联网,以及对北斗三号全球卫星导航系统(BDS-3)精密单点定位服务信号(PPP-B2b)用于长基线实时时间同步的研究较少的问题,提出一种将PPP-B2b信号用于PPP时间同步的实时时间同步方法:将高精度铷原子钟作为全球卫星导航系统(GNSS)接收机外频标输入,通过GNSS接收机实时接收PPP-B2b改正数,解算接收机钟差并实时调整铷原子钟,输出与时间基准同步的秒脉冲(1PPS)信号,较之传统GNSS接收机输出1PPS有更佳的频率稳定性;设计PPP-B2b时间同步硬件测试平台对提出的PPP-B2b时间同步方法进行测试。结果表明,通过PPP-B2b时间同步方法进行时间传递的精度优于0.2 ns;短基线实测实时时间同步精度优于0.95 ns;卫星模拟器仿短基线精度优于0.87 ns,仿长基线精度优于0.9 ns。