多尺度遥感影像数据库管理的设计与实现

介绍了遥感影像数据库管理的设计与实现,包括:遥感影像及其元数据在后台数据库SQLServer2000中的存储,数据的标准分类,以及WindowsNT环境下、基于J2EE架构的数据管理功能设计。这套方案已经在“十一五”国家科技攻关项目——小城镇信息化公共信息资源库关键技术研究中得到成功的应用,取得了很好的管理效果。

遗传算法及其在遥感线性、非线性模型反演中的应用效果分析

分别以 2类常见的遥感模型———线性光谱混合模型和GOMS模型为代表研究了遗传算法在遥感线性和非线性模型反演中的应用效果 ,并与逐步二次规划法等确定性搜索算法进行了比较 .结果表明 ,遗传算法在线性遥感模型反演中的优势并不明显 .而在非线性遥感模型反演中优于确定性搜索算法 .这主要是因为对于线性模型来说 ,一般定义的代价函数为凸函数 ,大多优化算法可以收敛于全局最优解 ,相比较而言 ,遗传算法因其搜索效率低 ,故优势不明显 .而在非线性模型反演中 ,代价函数的形式比较复杂 ,可能是非凸的 ,因此遗传算法的优势得以发挥 ,这也说明与一般确定性搜索算法相比 ,遗传算法具有更好的全局收敛性 .

基于Quickbird遥感影像的农田管理分区划分研究

【目的】以高空间分辨率Quickbird遥感影像作为管理分区划分的数据源,结合地面土壤养分采样数据进行管理分区划分研究。【方法】在对数据进行空间变异分析的基础上,采用3种不同的分区方式对研究区进行田块尺度内管理分区的划分:1)利用土壤养分数据划分管理分区;2)利用冬小麦遥感长势信息划分管理分区;3)利用土壤养分信息结合冬小麦长势信息划分管理分区。【结果】与划分前的地块变异情况相比,利用土壤养分数据进行管理分区划分的方法,在很大程度上提高了不同分区内土壤的均一度,而光谱指数和产量的变异系数也有所降低;利用光谱数据进行管理分区划分,土壤养分的变异系数总体上有所减低,但降低的幅度小于利用土壤养分数据划分的管理分区,光谱指数和产量的变异系数都有大幅度降低;利用土壤数据结合光谱数据进行管理分区划分,土壤养分和光谱指数以及产量的变异系数普遍降低。【结论】在划分管理分区时,综合考虑土壤养分和光谱数据的空间变异情况是最佳选择,但当缺乏土壤养分数据时,利用遥感影像进行管理分区的划分也是可行的。

植被层对被动微波遥感土壤水分反演影响的研究

在很多对土壤水分被动微波遥感的研究中 ,为简单起见 ,覆盖的植被层使用了一种简单的模型来表征其散射和衰减特性。本文中使用了一种基于辐射传输理论的离散模型来研究植被的发射率、传输率。这种方法可以更加真实地刻划组成植被的散射个体如叶、茎、树枝、树干等对这两个参数的影响 ,因而能更准确地描述植被对下垫面的影响。为了减少土壤水分反演算法中未知量的数目 ,该文给出了这两个参数的模拟结果分别在AMSR E三种不同频率下的简单关系。

基于多时相航空高光谱遥感影像的冬小麦长势空间变异研究

精准农业技术是基于农田信息在空间和时间上存在的差异而实施的变量管理技术,本研究以2001年～2002年度在国家精准农业研究示范基地开展的冬小麦变量施肥对比试验为基础,获取冬小麦拔节期、灌浆初期及乳熟期的推扫式成像光谱仪(pushbroom hyperspectral imager,PHI)航空高光谱影像数据,提取反映冬小麦长势光谱参数,进行变量施肥处理区与常规处理区冬小麦长势空间变异的对比。研究发现,变量区与对照区光谱反射率分散度最大的区域主要集中在红边及近红外反射平台的附近,其中,乳熟期冬小麦光谱分散度最大,其次为拔节期和灌浆期。通过对比不同时相冬小麦长势信息,发现拔节期变量区作物长势空间变异程度要高于对照区,经过变量施肥处理后,灌浆期和乳熟期变量施肥区冬小麦长势空间变异程度低于对照区;对冬小麦产量的分析发现,变量区产量的总体空间变异小于对照区,但变量区总体产量略低于对照区。研究表明,利用遥感影像数据,可以及时获取作物长势的空间变异情况,为农业管理的生产、决策及时提供信息。

基于UTM投影的遥感图像查询系统设计与开发

为了高效管理遥感图像数据 ,使用户能快速查到所需数据 ,文中提出通过挖掘遥感图像数据的元数据信息 ,在UTM投影下构建遥感图像查询系统 ,以实现遥感图像的快速查找、精确定位和绘制波谱曲线等功能。并以ASTER和EO - 1图像为例 ,详细介绍了遥感图像查询系统的设计方案、系统功能 。

被动微波遥感中一种基于辐射传输理论的植被层模型

使用了一种基于辐射传输理论的非相干离散模型来研究植被的发射率、传输率 .这种方法可以更加真实地刻画组成植被的散射个体如叶、茎、枝、树干等对这 2个参数的影响 ,因而能更准确地描述植被对下垫面微波辐射的影响 .为了减少土壤水分反演算法中未知量的数目 ,分别给出了这 2个参数的模拟结果在AMSR E

土地利用变更的遥感应用分析

发现变化区域和变更类型是土地利用变更信息提取的主要任务 ,随着遥感技术的发展 ,土地利用变化信息提取的方法趋向于结合高分辨率的卫星影像和现有的影像处理方法来产生变化信息模板。本文全面总结分析了土地利用变更信息获取的技术和方法 ,并在此基础上进一步研究了基于 RS和 GIS技术的土地利用变更信息获取技术方法 ,以及高分辨率遥感影像在土地利用变更信息提取中的应用分析。

线性正则化遥感反演中正则化参数的确定方法

研究了线性正则化反演中正则化参数的确定方法,提出了以香农熵减最大化为条件的正则化参数确定方法——最大熵法,并以具体遥感反演实例,和常规正则化参数确定方法比较,证明了最大熵法在观测数据误差不大的情况下有明显优势,在观测数据误差方差大、而先验知识精度较高时也显示优势。

非线性不适定遥感反演中正则化参数的定量确定

以地表和大气参数一体化反演为例,以香农熵减表达反演过程中的信息利用,在一定的合理假设下,推出了非线性不适定反演问题中正则化参数(先验信息比)在迭代过程中的定量确定方法。本文方法在保持反演稳定性的前提下,最大限度地利用观测数据中的信息,提高了目标参数的反演精度。

组件式遥感模型库的总体结构及关键技术解析

波谱特性是地物目标的基本特性之一,是定性、定量遥感的基础。我国新一代地物波谱库建设以目标地物结构、波谱、知识库、模型库的相互配套为特色,旨在解决以前地物波谱库建设和使用中存在的一些问题,使地物波谱库在空间信息产业化过程中发挥更大的作用。实现数据与模型的结合和网络共享是其主要特色之一,这就对遥感模型的网络化管理和运行提出了较高要求。论述了地物波谱知识库中遥感模型库的设计思路、总体结构和运行流程,并就实现过程中涉及的部分关键技术进行解析。

基于遥感的农业干旱监测模型研究

依据干旱监测的原理,从土壤水分、植被指数、表面温度、要素综合等角度出发,对现有主要农业干旱遥感监测模型进行归纳总结,分析了各种方法的优缺点,以及各自的适用范围;重点分析了条件植被温度指数、温度-植被干旱指数,指出它们应看作是对归一化温度指数的简化处理,兼具实用性和一定的监测精度,在业务应用中有一定的推广价值,并预测了未来遥感干旱监测的发展方向和目标。

分布式遥感模型库的构建及其运行机制

波谱特性是地物目标的基本特性之一,是定性、定量遥感的基础。我国新一代地物波谱库建设以目标地物结构、波谱、知识库、模型库的相互配套为特色,旨在解决以前地物波谱库建设和使用中存在的一些问题,使地物波谱库在空间信息产业化过程中发挥更大的作用。论述了遥感模型库在新一代波谱数据库中的地位和作用,并就遥感模型库的组成、网络环境下的体系结构与开发技术,以及波谱知识库和元数据支持下的遥感模型库运行机制进行了探讨。提出基于网络的三层分布式遥感模型库体系结构和基于组件的模型库构建方法。同时还根据遥感模型库建设的具体情况,讨论了遥感模型方法元数据,并提出基于元数据的遥感模型库管理和运行机制。上述设计思想保证了遥感模型库具有动态的扩充机制和较强的代码可重用性,使模型库能够得到及时更新和扩充,从而保持库的先进性与实用性。

一种简单加入空间关系的实用图像分类方法

遥感图像分类是遥感图像处理的一项基本内容 ,也是遥感应用中关键的一步。为了提高分类的精度 ,一方面是对光谱信息的合理利用 ;另一方面 ,可以加入新的信息源 ,即进行多源数据处理 ,并加入地学知识 ,尤其是对空间信息的利用是至关重要的。但是由于地学知识的复杂性及空间信息利用的难度以及数据源的限制 ,尚无公认的实用方法。该文提出了一种简单加入空间关系的分类方法 ,在没有其它数据源的情况下 ,利用空间关系特性 ,在分类中构造两个空间关系波段 ,实现空间约束 ,部分消除仅依赖光谱数据分类而引起的同物异谱和同谱异物造成的分类错误。简单实用 ,同时也验证了空间关系在分类中的重要性。

气溶胶光学厚度与水平气象视距相互转换的经验公式及其应用

气溶胶光学厚度作为描述气溶胶光学特性的重要参数之一 ,在辐射传输和大气订正中被广泛应用。与此同时 ,被广泛应用的大气辐射传输软件MODTRAN却采用水平气象视距作为其输入参数 ,两者之间在遥感应用中存在“脱节”。将两者联系起来对于气溶胶数据的合理利用是很有用的。本文的分析表明两者之间的关系随气溶胶垂直廓线的分布不同而异 ,为此 ,本文根据MODTRAN的模拟结果归纳出一个经验公式 ,分析表明 ,不同季节经验公式的系数是不同的 ,不考虑这种差异时 ,从相同的气象视距下转换得到的气溶胶光学厚度的误差最大可达 0 0 2 9。最后我们将经验公式用于大气订正中。

关于数字农业的基本构想

在对现代农业基本特点分析的基础上 ,提出了“数字农业”的概念 ,并给出了数字农业的基本架构 ,分析了数字农业与精细农业、数字地球、信息农业、虚拟农业之间的关系。提出精细农业应该是以数字农业为基础 ,以高投入产出比为目的的农业 ,数字农业是精细农业发展的必由之路。数字农业是在数字地球的大背景下产生的 ,是数字地球的重要组成部分 ,依赖并受益于数字地球建设。数字农业概念的提出 ,有利于理顺目前数字地球、精细农业、信息农业等概念之间的关系 ,明确当前我国农业发展的具体目标 ,从而合理安排我国农业发展规划 ,避免资源浪费。数字农业的实施将使农业生产精细化、远程化、虚拟化、自动化成为可能 ,从而极大地解放生产力 。

冬小麦冠层的F_(APAR)、LAI、VIs之间关系的研究

利用北京顺义地区的冬小麦在 2 0 0 1年 4月生长期内的光合有效辐射 (PAR ,PhotosyntheticallyActiveRadiation)、叶面积指数 (LAI ,LeafAreaIndex)和冬小麦光谱观测数据 ,研究了光合有效辐射吸收系数 (FAPAR,theFractionofAbsorbedPhoto syntheticallyActiveRadiation)、叶面积指数和植被指数 (VIs ,VegetationIndices)之间的相关关系 ,发现FAPAR与LAI之间具有很好的线性关系 ,复相关系数 (R2 ) [4] 达到 0 .94 2 7,FAPAR和LAI与植被指数之间具有很好的指数相关关系 ,复相关系数均在 0 .9以上 ,三者之间满足了相关关系的传递性 ;同时在多种植被指数中 ,复归一化差值植被指数 (RDVI,RenormalizedDifferenceVegetationIndex)

蒸散量测定与估算方法的对比研究

以涡度相关法的实测资料为标准,对波文比—能量平衡法、空气动力学法、Penman-Monteith模型、Shuttleworth-Wallace模型进行对比研究,并分析了各种方法的精度和灵敏度。结果表明:Penman-Monteith模型和波文比—能量平衡法的精度最高,Shuttleworth-Wallace模型和空气动力学法的精度较差。Penman-Monteith模型的稳定性较好,波文比—能量平衡法受Δe和ΔT观测精度的影响大,风温湿观测高度以及下垫面是否均一对空气动力学法影响较大,Shuttleworth-Wallace模型对各类阻抗较为敏感。

SARS沿交通线的“飞点”传播模型

20 0 3年春SARS在中国部分地区暴发与蔓延 ,情况非常危急。全国集中力量对SARS病原学、实验室诊断和临床治疗以及传播模型、应急反应系统等展开研究。综观此次SARS的传播 ,除有以往流行性疾病传播的一些共同特点外 ,还有一个很明显的特点 :远距离跳跃式传播。这是以往以及目前针对SARS建立的点源扩散模型无法单独解决的。因此提出建立沿交通线的“飞点”传播模型 ,以交通工具为一尺度 ,建立相对封闭的交通工具内的SARS传播模型 ,另以此为基础 ,建立沿交通线这一尺度上的有人员流动的空间传播模型 ,建立二尺度的“飞点”传播模型 ,模拟交通工具内SARS传播的主要影响因子 ,SARS疫区对非疫区疫情的影响效果 ,为SARS防治提供决策支持。

高光谱与多角度数据联合进行混合像元分解研究

混合像元问题是定量遥感的主要障碍之一。将混合像元问题归结为类内与类间像元混合两类 ,并对类内混合像元分解问题加以研究。混合像元分解的关键在于确定组分光谱 ,确定组分光谱的方法很多 ,但大多数方法基于以下假定 ,即从图像本身可以找到纯组分光谱 ,然而这一假定对于类内混合像元分解问题来说很难成立。提出采用高光谱与多角度相结合的方法 ,利用几何光学模型和线性光谱混合模型进行类内混合像元分解。即首先利用多角度数据反演几何光学交互遮蔽 (GOMS)模型获得组分光谱 ,再对高光谱数据进行组分光谱分解。由于该方法直接从混合光谱产生的机理出发 ,因而更容易获得真正的亚像元信息。为减小反演误差 ,反演过程中采用改进的多阶段的反演策略 ,并充分利用多角度图像本身提供的先验信息。用BORE AS试验获取的高光谱与多角度数据所作的研究表明 。