基于互补相关模型和IKONOS数据的农田蒸散时空特征分析

获取田块内高分辨率农田实际蒸散信息对于精准农业中制定灌溉计划、变量处方实施及评价水分利用效率等具有重要参考价值,将传统方法与遥感结合并生成精细田块尺度的农田蒸散成为当前研究热点方向。本文基于互补相关模型和北京2011年3-6月份间内气象观测数据进行了冬小麦实际蒸散估算,并利用大型蒸渗仪对结果进行了验证和分析。最后将互补相关模型与高空间分辨率遥感数据结合实现了田块尺度农田瞬时蒸散估算,并结合蒸发比率不变法实现了日尺度蒸散扩展。结果表明:在2011年3-6月间试验区内冬小麦总耗水量达到469.12mm,其中在灌浆期5月份耗水比重最大,占到总量近二分之一;互补相关模型估算精度整体较高,其中在5月份估算精度最高(R2=0.863,RMSE=0.103mm);扩展后的日尺度蒸散量与实测结果非常一致(R2=0.937,RMSE=0.668mm)。上述结果表明在没有土壤温、湿度数据及高分辨率热红外遥感数据条件下,仅利用互补相关模型,并结合气象观测数据和高分辨率遥感数据即可估算出精细尺度农田蒸散。

IKONOS遥感数据在离子吸附型稀土矿区环境污染调查中的应用研究——以赣南寻乌地区为例

稀土矿山的开采活动产生了一系列的环境问题。为解决我国南方离子吸附型稀土矿山环境监测的问题,本文选取赣南寻乌地区为研究区,针对目前离子吸附型稀土矿存在的两大环境问题——土地荒漠化及水体污染,采用IKONOS高分辨率遥感数据进行监测方法研究,运用光谱角分类算法提取了研究区土地荒漠化较为严重的区域,运用ISODATA非监督分类算法对稀土矿开采周边河流污染程度进行评估。通过提取结果分析及野外调研,表明高空间分辨率遥感数据处理与分析为离子吸附性稀土矿矿山环境快速、动态监测提供了良好的技术手段。

IKONOS卫星影像在城市防震减灾及震害评价中的应用研究

文中探讨了IKONOS卫星影像在地震灾害评价中应用的可行性 ,认为高分辨率卫星影像在城市基础数据获取与更新、震害的快速评估和地震应急决策中有广阔的应用前景。在IKONOS卫星影像上 ,可以轻易分辨出城市防震减灾工作中需要的基本要素、如建筑物、构筑物、道路和桥梁。利用遥感图像处理软件可以从IKONOS数字影像中自动提取地物的形状、位置和属性等信息 ,从而节省大量的人力和财力。由于IKONOS卫星影像的更新速度远远高于城市地震灾害评价所需要的航空相片或大比例尺地形图 ,因此可以保证数据的实效性 ,从而解决“九五”震害预测与减灾对策研究中的数据老化问题。IKONOS卫星影像的重复周期为 3天 ,在理想的天气状况下 ,地震发生后的 3天之内 ,用户就可以得到震区影像 ,因此可用于震害的快速评估 。

利用IKONOS卫星数据和分形方法研究南麂岛土地覆盖状况

研究南麂岛的土地覆盖类型及其空间分布和结构特征。利用具有 1米空间分辨率的 IKONOS卫星遥感数据 ,提取南麂岛的植被覆盖和土地利用信息 ,获得草地、灌木林地、庄稼地和居民地等主要土地覆盖类型及其分布图。然后利用分形几何方法建立南麂岛土地覆盖类型特性分析模型 ,从斑块的面积效应、覆盖类型的分形分析、单个斑块的分形分析和覆盖类型分形特征差异显著性等方面进行分析讨论。研究结果表明 ,南麂岛的草地和灌木林地的分形维数较大 ,而庄稼地和居民地的分形维数较小 ,说明草地和灌木林地的斑块的结构特征和边界比庄稼地和居民地更为复杂。进一步研究表明 ,斑块的分形特性与其受人类活动的干扰程度密切相关。

IKONOS影像在城市绿地提取中的应用

本文以南京城市为例 ,重点讨论了基于IKONOS影像的城市绿地信息分级分类提取方法 ,通过将IKONOS多光谱数据合成 ,根据各类地物的不同光谱特征 ,采取相应的方法提取出各层信息。在此过程中 ,仔细分析地物间在IKONOS 4个波段中的光谱差异 ,非线性增强阴影区绿地的NDVI值 ,利用光谱差异分层提取、剔除信息 ,最后把各分级绿地信息合并得到整体绿地分布图。分级分类法充分考虑各类目标的不同特点 ,避免了通常单一分类方法中单纯利用光谱特征所造成的地物混分现象。

IKONOS高分辨率遥感影像自身融合效果分析

采用了HIS ,PCA和HPF三种融合方法对IKONOS全色和多光谱影像进行融合 .从光谱特征、空间特征及融合前后影像的地物分类精度等方面分析了 3种融合结果的质量 .分析评价结果表明HPF融合效果最佳 .该方法在提高多光谱影像空间分辨率的同时 ,较好地保留了多光谱影的光谱信息 ,并能减小阴影的影响 .分析结果还表明PCA融合方法对IKONOS数据融合具有不确定性 ,其融合效果与区域影像特征向量矩阵中第一特征向量有密切的关系 .

利用面向对象的分类方法从IKONOS全色影像中提取河流和道路

传统的基于像素的统计特征的分类方法在处理高分辨率影像的分类问题上遇到了很大的困难。本研究利用面向对象的影像分析方法对IKONOS全色影像进行了河流与道路的分类,包括利用影像对象的光谱特征的初次分类和利用子目标对象的线特征的二次分类两个过程;其中初次分类由于仅依据光谱信息,不能很好地将河流或道路与其他光谱特征相似的地物区分开,而通过引入子目标的形状特征进行二次分类,就可以准确地将河流与道路提取出来。试验结果表明,面向对象的分类方法能够满足高分辨率或纹理影像的分类需要,具有很大的应用潜力。

关于IKONOS卫星遥感图像的分形特征研究

通过计算IKONOS卫星遥感图像多波段数据各种地物类型的分形维数,分析IKONOS卫星遥感图像的空间结构特征。结果显示,IKONOS多光谱数据的空间特征对分析现实世界的空间特征具有重要的意义;不同地物的空间结构差异很大,具有各自的分形特征曲线;同一地物的不同波段图像中的图像结构也有差异。

基于小波理论的IKONOS卫星全色影像和多光谱影像的融合

1999年 9月 2 4日发射成功的世界上第一颗商用 1 m分辨率的卫星 IKONOS,具有1 m分辨率的全色影像和 4m分辨率的多光谱影像 ,通过对 IKONOS1 m分辨率的全色影像和 4m分辨率的多光谱影像的融合可以获得 1 m分辨率的多光谱影像 ,为应用提供更高质量的数据源。基于小波多分辨率分析的 MRAGM方法 ,它适合处理任意整数分辨率之比的融合情况 ,具有在提高影像空间分辨率的同时又保持色调和饱和度不变的优越性 ,而实现它的关键是构建具有紧支撑特性的 M进制低通尺度函数滤波器。本文利用基于四进制小波滤波器的MRAGM算法 ,成功地把全色影像和多光谱影像进行了融合 ,结果显示该方法的效果令人满意。

IKONOS影像在黑方台黄土滑坡调查中的应用

以黑方台为典型的黄土台塬,过量农业灌溉造成了区内地下水位上升,诱发了大量黄土滑坡,该文选用IKONOS影像对其进行了遥感解译。通过对比PCA变换、Brovey变换、IHS变换和Multiplative变换融合影像效果,选用PCA变换融合影像作为分析的基础。重点分析了IKONOS影像在黑方台黄土滑坡调查中的应用。在综合分析研究区地质资料和滑坡影像特征的基础上,IKONOS影像在滑坡类型划分、滑坡周界及期次关系确定、空间分布规律和滑坡特征参数统计方面具有很好的应用前景。

IKONOS数据在土地利用动态监测中的应用方法研究

对高分辨率 (1m)的多光谱 IKONOS影像在土地利用变化动态监测中的应用方法进行了研究试验。通过对结果的分析和与其他常规方法结果的对比分析 ,提出了将多光谱 IKONOS影像和全色 SPOT影像叠加作主分量变换 ,然后选取适宜的特征分量进行假彩色合成的方法 ,来生成光谱特征变异影像以突出变化信息。该组合方法不仅能保持原有影像的丰富信息 ,而且可突出变化信息 ,充分展示了 IKONOS影像的巨大应用潜力。

基于主成分融合信息失真的城市IKONOS影像阴影自动提取研究

提出了一种基于主成分融合信息失真的城区IKONOS影像阴影自动提取的新方法。首先选用阴影信息强的近红外波段用于阴影提取,并评价主成分融合的信息失真,发现阴影对相对偏差这一评价指标敏感;其次,构造了相对差异指数以增强阴影信息,使阴影区相对差异指数的数值高,而非阴影区的相对差异指数的数值低;然后通过阈值法将影像分为可能阴影区和非阴影区;最后根据标准差通过区域滤波去除可能阴影区中的水体,实现阴影的提取。试验结果表明,此方法阴影自动提取方便、精度高,不仅能准确地提取高层建筑物的阴影,而且能识别矮小树木等细小阴影。

应用IKONOS卫星遥感图像监测南麂列岛土地覆盖状况

采用具有1m空间分辨率的IKONOS卫星数据,以南麂列岛为例开展了土地覆盖的监测研究。主要论述了几何校正、彩色合成和数据融合等遥感数据处理方法,然后采用监督分类法、阈值法、植被指数法和人机交互法相结合的方法进行了土地覆盖分类,获得了南麂列岛土地覆盖的最新信息。结果表明,南麂列岛土地覆盖以草地和灌木林地等自然属性覆盖为主,占总面积的70%以上,监督分类的总体分类精度为76.31%,Kappa系数为0.71;本次遥感探测所得南麂岛的面积为7.52km2,海岸线长度为34.64km,与历史资料相比,面积的相对偏差为1.46%,海岸线的相对偏差为4.56%。

利用IKONOS卫星图像阴影提取城市建筑物高度信息

在分析IKONOS卫星图像上建筑物阴影与实际高度关系的基础上,阐述了估算城市建筑物高度的原理和方法,并在以北京市中关村、天坛公园和北海公园为例的试验中,较为准确地得到了建筑物高度信息,从而显示出卫星遥感在城市园林规划与环境数值模拟等方面应用的巨大潜力。

基于IKONOS数据的矿山开发占地信息提取

以IKONOS数据为信息源,对甘肃省白银铜矿区进行矿山开发占地信息提取实验研究。在经过预处理的图像上对研究区内的地物进行光谱采样,分析地物的光谱特征;并进一步建立合适的波段计算经验公式,用密度分割函数将矿山背景与占地信息区分开,消除了背景干扰;再根据光谱特征建立新的波段处理模型,对只有矿山占地的图像进行第二次密度分割,将矿山占地信息细分,通过目视解译为占地信息赋予属性。实地查证结果表明,利用计算机提取矿山占地信息能弥补目视解译的不足,不仅节省人力、物力、财力和时间,而且信息提取结果准确,具有实际应用的意义,对同类地区的矿山占地信息提取具有一定的参考价值。

利用IKONOS立体像对提取南极菲尔德斯半岛地区DEM及其精度分析

本文讨论了IKONOS立体像对提取南极菲尔德斯半岛地区的DEM及其精度情况。由于IKONOS不提供基于共线模型所需的卫星星历参数,而提供基于有理函数(RPC)的近似模型,因此点位精度和高程精度主要由RPC模型精度来决定。直接使用RPC模型对参考级(Reference)产品进行DEM提取,其点位精度和高程精度为25m(CE90)、22m(LE90),这种精度不能满足高精度制图的要求。为了提高精度,利用中国第23次南极考察队(2006/2007)采集的控制点对RPC模型进行修正。通过对比分析表明DEM精度明显提高,影像和DEM分别能满足1∶5000比例尺遥感平面图制图要求和1∶10000比例尺地形图制图要求。

IKONOS卫星影像在甘肃省红会煤矿区塌陷群识别中的应用

遥感技术在地质灾害的调查中有着广泛地应用,特别是高分辨率卫星影像。本文采用IKONOS高分辨率卫星影像,通过正射校正、影像融合后,获得高精度的遥感影像,作为解译地质灾害的遥感数据源,可以快速、准确地识别红会煤矿区的塌陷群,并能够清楚地识别塌陷及其细节特征,分析其影响因子、规模和危害程度,取得了良好的效果。

SPOT和IKONOS影像在昆仑山口西8.1级地震中的应用研究

昆仑山口西8.1级地震发生在青藏高原北部可可西里无人区,这里气候寒冷、空气稀薄,野外考察极其艰难.利用高分辨率卫星影像进行地震地表破裂带解译,10m分辨率SPOT卫星影像能够清楚地反映出地震地表破裂主破裂带的形迹;1m分辨率IKONOS影像,是一幅真实的地表微缩景观,形象、直观地反映出地震地表破裂的精细结构及运动特征.研究表明:昆仑山口西8.1级地震地表破裂带位于东昆仑断裂南麓冲洪积台地或冲洪积台地后缘的地貌陡变带,在布喀达坂峰以东的地表破裂带长近350km,由3条次级破裂组成,走向100°,是一条叠置在先存地震破裂带上的地震地表破裂带.流经破裂带的一系列沟谷发生左旋同步扭曲,平均滑动速率为13.4～16.8mm/a.宏观震中位于93°17′E,35°47′N玉西峰附近的地震破裂带上,这里最大地震位错为7.8m,地震破裂带最宽达1 250m,这与中国地震局推测的宏观震中93.3°E,35.8°N非常接近.

基于数学形态学的IKONOS影像提取建筑物高度方法研究

基于数学形态学的基本理论,提出了一种自动提取高分辨率遥感影像中建筑物阴影的方法,该方法不仅去除了水体对于建筑物阴影提取的影响,并且利用得到的阴影计算建筑物的高度。在厦门的城市建筑物高度获取实验中,抽取建筑物进行验证,建筑物高度平均误差为1.34m,标准差1.95m,显现出了数学形态学方法在建筑物阴影提取建筑物高度研究方面的巨大潜力。

基于缨帽变换的IKONOS数据融合

应用缨帽变换(KT)和主成分分析(PCA)方法,对北京圆明园周围的IKONOS全色波段和多光谱波段进行融合,并分别对整景影像和植被区的融合结果进行对比研究,结果表明:在该实验区,整景影像和植被区缨帽变换融合结果都优于主成分析结果,不同的缨帽变换系数矩阵在整景影像和植被区融合质量会有差别,应根据具体地点、时相,分类方法做适当的选择。