自然保护区遥感研究进展

自然保护区在维持自然生态系统的平衡和促进经济发展中发挥着重要的作用。如何运用最新的遥感方法,开展保护区的规划、保护研究,是国内外学者共同关心的话题。从保护区植被分类及现状调查、保护区景观格局分析、保护区变化监测和保护区突发事件管理4个方面,综述了已经开展的自然保护区遥感研究的主要内容,并对研究中用到的遥感分析方法进行了总结。最后,就现有的分析方法和数据源中存在的问题,以及今后相关研究的发展方向进行了展望。

基于MODIS数据的海上气象能见度遥感光谱分析与统计反演

重点分析了不同等级能见度过程在MODIS36通道中的谱特征及与能见度的相关性，并对能见度进行了光谱统计分析。经去云处理后，对多点测站的相关分析发现：能见度因子和ch1，3，4，8，16，24，25，29～36的辐射和反射率存在很好的相关性(置信度达90％以上，相关系数≥0．8)，进一步的通道筛选和压缩对能见度的反演有重要意义。典型个例分析发现低能见度与高能见度天气过程存在较明显的光谱辐射和反射差异，可用于低能见度的识别。

基于对象的遥感案例推理方法检测岩溶地面塌陷

岩溶地面塌陷是一种典型的城市地质灾害,岩溶地面塌陷的检测在城市防灾减灾中具有重要的意义。目前常用的塌陷检测多基于野外调查或者遥感目视解译,检测效率低。采用人工智能方法对遥感影像中的岩溶地面塌陷检测及分类的研究值得尝试。采用0.2m分辨率的高分辨率航空影像,以多尺度分割后的影像对象为基本单元,提取影像对象的特征属性。在利用遗传算法对检测因子进行优化后,在Matlab平台下建立案例推理(CBR)程序,实现基于影像对象的塌陷识别与分类。最后结合ArcGIS软件完成对岩溶地面塌陷的快速检测结果的精度评价和方法的适宜性分析。研究结果发现,案例推理方法适合于高分辨率影像中的岩溶地面塌陷快速自动检测。利用野外调查数据对自动检测结果的精度验证表明,对成熟岩溶地面塌陷的检测精度达到88.9%,总精度为88.1%,卡帕系数为79.1%;利用同一方法和案例库对不同试验区的岩溶地面塌陷检测结果进行了对比检测,总精度为82.2%,表明该方法和案例库有很好的可重用性。对比CBR方法和传统监督分类方法发现,基于对象的监督分类方法检测精度(总分类精度是68%,卡帕系数只有47.9%)仍低于CBR方法,说明CBR方法更适合于解决复杂环境下的分类及检测伪命题。提出的案例推理方法检测速度快、精度较高,是实现岩溶地面塌陷自动检测的一种有效手段。

基于MODIS资料反演海上能见度的经验模型

利用2002年10月～2003年8月的中分辨率成像光谱数据MODIS（Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer）和华南沿海及海上能见度观测数据，对华南海域连续的、长时间序列的能见度遥感监测和定量反演进行了试验。将MODIS影像分为：晴空（Ⅰ）；雾和低云（Ⅱ）；有降水积云（Ⅲ）和其它（Ⅳ）4类，并按照通道间相关性最小和与大气水平能见度相关最大的原则进行通道筛选。初步分析表明，水平能见度确实与MODIS卫星表观反照率存在一定的函数关系。在此基础上，对每一类进行通道筛选和特征因子提取，建立分类的反演经验模型进行大气水平能见度的遥感反演。并与观测结果进行了比较。结果表明，在Ⅰ和Ⅲ类大气状况条件下，能见度的反演结果较好（相关系数分别达到0．6和0．9，远大于95％信度检验水平），而大气状况较为复杂的Ⅱ类反演精度较低，相关系数只有0．5（仅达94．2％显著性检验水平）。由此可见，对于海上下垫面均一、而大气状况复杂的遥感反演问题，根据大气状况分类简化的统计反演是较为有效的1种方法。同时，对大气的辐射消光特性的了解和MODIS通道特性的分析，也是决定反演结果的重要因素。

基于时空域密度异常的土地利用／土地覆盖短期变化检测

论文分析了时间序列遥感影像中土地利用/土地覆盖短期变化的特点及其时空异常特征,认为和环境、物候等因素造成的影像变化相比,由人为活动引起的土地利用/土地覆盖变化具有典型的时间和空间异常特征,并提出了基于密度异常的土地利用短期变化检测方法。研究工作选取珠江口地区1—5月作物生长期间的3个时间序列Radarsat雷达影像进行试验,在影像分割的基础上,构建了基于对象的特征变化矢量,并将密度异常检测算法(DBAD)扩展到变化矢量的N维特征空间上,运用随机搜索策略确定检测参数,对Radarsat时间序列变化矢量中的"小模式"事件进行了检测。检测结果认为,密度异常检测算法检测的是变化矢量在特征空间的密度分布,与变化矢量的强度和方向无关,因此能在时间序列影像中分离出由典型的、正常的作物生长或农事活动引起的影像光谱或回波变化,进而识别出由人为活动或突发事件导致的土地利用/土地覆盖变化,这是通常的图像差值等方法难以做到的。进一步的抽样检测说明,密度异常检测方法对新增建设用地的检测准确率最高(>88%);林地地表覆盖相对稳定,检测误差也很低(8%);农用地和养殖水面的异常变化检测误差在11%—22%之间;较大的检测误差主要集中在建设用地、农用地和未利用地之间的转换(16%—25%);此外,养殖水面的检测误差主要集中在河流沿岸及水面变化较大的养殖区域。影像分割结果特别是一些线状分割图斑以及混合地类图斑对误差也有一定的影响。

基于MODIS数据的典型能见度条件下大气透过率计算

现有的辐射传输模型仅考虑气溶胶影响下的大气透过率,在能见度低于5km时,会给大气透过率计算带来较大的误差。本文综合考虑影响大气透过率的气溶胶和水汽因素,并利用中光谱分辨率MOD IS(moderateresolution im aging spectrorad iom eter)数据,在特征参数的空间及时间尺度变化均比较大时,对大气透过率进行了定量反演,并进一步建立了整层大气透过率与行星反照率的关系模型,为近地层大气能见度的遥感监测提供了方法。