实时获取农作物长势及产量等信息对于现代农业的发展具有重要意义。近年来，随着遥感技术（remote sensing，RS）和地理信息系统（geographic information system，GIS）广泛应用于农作物估产领域，相继出现了一些较为实用的估产方法，主要有结合辅助数据的估产方法、基于植被指数的估产方法、基于特定模型的估产方法和基于农作物估产平台（软件）的开发等。其中，基于植被指数的估产方法又分为单一和多植被指数估产2类方法。在对近年来该领域大量文献深入研究的基础上，着重就几类热点方法展开论述，并对每类方法的优势和缺陷进行了评述，最后对该领域需要进一步研究的方向进行了探讨和展望，以期为后续研究提供参考。

传统的基于Prim算法的高光谱图像波段分组排序需要计算所有波段之间的相关系数，并采用满秩相关系数矩阵作为邻接矩阵进行比较，计算复杂度较高。结合模糊数学的相似度衡量理论和高光谱图像的特点，首先提出使用计算简单的最大最小贴近度（maximum and minimum closeness，MMC）作为衡量高光谱图像波段间相关性的参数； 然后将MMC的满秩邻接矩阵稀疏化，提取有效波段进行排序，明显降低了排序的波段数目和比较次数。实验结果表明，与传统的Prim算法相比，所提出的算法在保持原有压缩效率的同时，大大降低了波段排序的复杂度，平均波段排序运行时间减少了27%。

针对环境与灾害监测预报小卫星（HJ）图像存在较大整体几何误差，且无规律可循，难以使用全局模型模拟整景图像几何变形，而基于手动方式选取控制点的全局模型和局部模型都不适合于HJ图像几何精纠正的问题，提出一种基于加速分段测试特征（features from accelerated segment test，FAST）算法测点并用局部模型进行几何精纠正的优化方法。首先以FAST算法获取大量地面控制点（ground control point，GCP）； 再使用多项式模型对GCP的均方根误差阈值、潜在不匹配和实际不匹配GCP数量进行相关分析，据此修正FAST参数，筛查GCP误点； 最后使用局部模型完成几何精纠正。此外，使用散点图和空间插值等方法建立适合于HJ图像几何精纠正结果的评价指标。检验结果表明，该方法能使纠正误差控制在1.5个像元内，纠正后的图像能满足中分辨率尺度的应用要求。

从高分辨率航空遥感影像的阴影处理角度出发，分析了阴影区域在彩色空间上的特征； 采用HIS彩色空间3个通道的联合阈值测度进行阴影检测，并利用高斯函数进行地物纹理几何细节的多尺度抽取，提出了针对影像灰度图的阴影补偿方法。实验证明，该方法能够在最大限度保留阴影区域原始特征的前提下，对阴影区域信息进行补偿，保证了影像后续处理的准确度和可靠性。

利用遥感图像提取道路边缘信息可以简化常规城市道路的测绘工作。根据一般道路在图像上的影像特征对图像进行模型化处理，提出了基于双阈值的序贯相似性检测算法（sequential similarity detection algorithm，SSDA）的模板匹配算法，并在该算法的基础上，提出了一个基于减小增长误差的算子，用以减少由于样本数过多而产生的增长误差。与其他算法相比，该算法能够更有效地获取道路边缘信息，在准确提取路面边缘信息的同时，能对预处理中难以完全提取的路面部分进行修复，减少处理过程，从而提高处理效率。

针对多光谱图像的变化检测问题，提出了一种基于选权迭代估计（iterative estimation with weight selection，IEWS）与非监督分类（unsupervised classification，UC）的多光谱图像变化检测方法。借鉴IEWS的思想，并以类似于迭代加权多元变化检测（iteratively reweighted multivariate alteration detection，IRMAD）的迭代模式进行回归估计，得到初步的变化检测结果； 并通过对初始变化信息的UC处理，以及对不同类别的IEWS，得到最终的变化检测结果。利用该方法对TM图像进行了实验，结果表明： 所得到的变化信息在空间位置上同该区域相应时间段内土地利用/覆盖的变化情况具有很好的一致性； 同时与多元变化检测及IRMAD方法变化检测的结果相比较，表明该方法对相对较小的变化信息具有更好的变化检测能力。

提出一种基于经验模态分解（empirical mode decomposition，EMD）和分形理论相结合的遥感影像水体信息提取方法，该方法尝试结合影像的光谱特征和纹理特征以提高分类提取精度。对影像进行主成分分析得到有效信息量最大的第一主分量，计算每个像元的分维数得到分维图，同时将第一主分量EMD分解得到有效信息量较大的前3个经验模态函数，再结合原有的波段信息作为研究数据，利用极大似然法分类器提取水体信息。该方法充分结合了EMD在降噪和区分相似光谱特征中的优势和分形理论在纹理信息提取中的优势。研究表明，该方法可有效提高水体信息的提取精度，Kappa最高到0.932 5。

为了实现对景观连续变化特征与连接特征的描述，并保持与斑块镶嵌特征的空间尺度一致性，该文利用高分辨率遥感数据，采用面向对象分割方法，建立基于Delaunay-Voronoi原理的景观格局定量描述模型，统一表达景观格局的镶嵌、连续以及连接特征； 并将此图像分割方法的结果与像素聚合方法的结果进行对比。结果表明： 1面向对象的图像分割方法能够更好地保存对景观格局提取至关重要的微细景观特征，并在尺度上推过程中延缓这些细微特征消失； 2基于Delaunay-Voronoi数据结构的景观格局模型有利于面向对象影像分析的景观镶嵌、连续和连接特征的混合及其多尺度表达，更适用于高分辨率遥感景观格局信息提取。

针对“基于像素的条件随机场（conditional random fields，CRFs）模型能否在m级分辨率的多光谱遥感图像分类中表现良好”的问题，提出了集成图像的光谱、方向梯度直方图和多尺度多方向Texton纹理等多种线索的CRFs模型定义方法。利用上述特征，选择随机森林（random forests，RF）定义CRFs关联势函数； 利用特征对比度加权的Potts函数定义CRFs交互势函数，并且建立了多标签的RF-CRFs模型； 对该模型进行分项参数训练以及基于图割的α-膨胀算法推理； 利用典型城区的QuickBird多光谱图像进行模型的验证与精度评价。结果表明RF-CRFs模型的分类精度可达82.52%以上，比RF分类器的分类精度提高了3.35%。

利用林木微缩模型构建不同空间分布的林分，测量林分的双向反射率因子（bidirectional reflectance factor，BRF），并对其反射光谱进行了分析研究。结果显示： 基于微缩模型得到的观测结果整体较符合实际森林的特征，与三维模型模拟结果一致； 在近红外波段，光谱曲线呈典型的“碗边效应”，在观测主平面 “热点效应”较为明显。研究结果证实林木微缩模型可以用于森林BRF研究。对不同林木模型的分布状态与不同的地形条件的测量结果对比分析后发现，林木分布的密度和坡度是较为敏感的参数，其特征与规律性有助于建模反演地表信息。

目前对常用融合方法用于ZY-3和Landsat8卫星图像的适用性研究较少，为此，探讨了小波变换法（WT法）、相位恢复法（Gram_Schimdt，G-S 法）、彩色标准化变换法（Brovey法）、主成分变换法（PCA法）、彩色空间变换法（IHS法）以及超分辨率贝叶斯法（Pansharp法）等6种融合方法对ZY-3和Landsat8图像的适用性，并从“光谱信息保真度”和“空间信息融入度”2个方面对融合图像进行了评价。结果表明： 在空间信息融入方面，对于ZY-3图像，Pansharp法的信息融入度最差，IHS法的信息融入度最好，PCA法、Brovey法、G-S法和WT法次之； 对于Landsat8图像，G-S法的信息融入度最好，WT法最差。在光谱信息保真方面，对于ZY-3图像，PCA法具有较高的光谱保真度，IHS法、G-S法和Brovey法次之，WT法最差； 对于Landsat8图像，G-S法具有较高的光谱保真度，Pansharp法和Brovey法次之，IHS法、WT法和PCA法较差。

SPOT6是2012年法国新发射的遥感卫星，具有空间分辨率高、数据采集能力强等特点，但目前在国土资源监管中，尚未形成完善的SPOT6数据处理技术体系。针对SPOT6卫星图像的特点，借助ENVI，ERDAS和PCI等遥感图像处理软件平台，选取相位恢复（Gram-Schmidt）变换法，高通滤波（HPF）法，超分辨率贝叶斯（Pansharp）法和PanSharpening法等4种图像融合方法进行融合对比实验，并从3个方面对融合效果进行了评价： 首先对融合结果进行图像质量的定性评价； 其次，构建了平均值、标准差、信息熵、平均梯度和相关系数等5个评价指标，对融合效果进行定量评价； 最后，借助地物分类精度评价方法，进行了融合后图像的应用效果评价。分析结果表明，对于不同的应用要求，应选择不同的图像融合方法，以期达到最好的应用效果，从而为SPOT6图像在国土资源监管中的应用提供技术支持。

介绍了一种长时间序列遥感影像预处理程序，即陆地卫星生态系统干扰自适应处理系统（landsat ecosystem disturbance adaptive processing system，LEDAPS）。该程序通过使用MODTRAN太阳能输出模型，校正太阳方位、日地距离、TM或ETM⁺带通以及太阳辐照度，将定标影像转换为表观（top-of-atmosphere，TOA）反射率影像，并将通过浓密植被（dark dense vegetation，DDV）算法插值生成的气溶胶光学厚度（aerosol optical thickness，AOT）以及通过相关资料获得的臭氧（O₃）浓度、大气压及水汽值等用于6S辐射传输模型，生成地表反射率产品。以LEDAPS可处理的标准数据Landsat7 ETM⁺和统一格式后的非标准数据Landsat5 TM影像为例，介绍了长时间（1987—2011年）序列数据的选择、格式统一以及算法的实现过程，同时给出了校正后影像效果评价的方法。结果表明，标准数据和非标准数据经过LEDAPS处理后生成的地表反射率产品能有效降低大气中O₃、水汽及气溶胶等对影像真实反射率的影响，为土地覆盖变化和干扰因素等的长时间序列监测和生物物理参数的遥感反演提供科学产品，有助于在国内形成处理长时间序列影像数据的准则。

随着高分辨率国产遥感卫星数据的推广应用，矿山遥感监测必将成为该数据的重要应用领域之一。结合西藏自治区矿山遥感监测工作的特点，以资源一号02C（ZY-1 02C）及高分一号（GF-1）卫星影像为数据源，在ArcGIS环境下，提出并实现了从国产卫星遥感数据管理、增强与校正、信息提取、统计分析以及成果图制作等一体化解决方案。该研究成果有助于推进国产卫星遥感数据在矿山遥感监测领域的应用广度和深度，为大规模开展多期次动态矿山遥感监测工作提供技术支持和应用范例。

目前框幅式航空摄影飞行质量检查依旧采用先冲印纸质像片，然后人工作业的方法。该方法耗时较长，限制了数字航空摄影快速高效优势的发挥。为此，研究出一套全数字航空摄影飞行质量的检查方法。该方法的整个实现过程完全在计算机上进行： 首先，利用数字航空摄影生成的浏览影像完成影像质量检查； 然后，应用飞行质量检查软件和机载POS（position and orientation system）数据检查影像的重叠度、像片旋偏角、航线弯曲度以及航高保持等质量因子； 最后，根据检查结果整理和编写各类文档。为验证该方法的科学性和可靠性，以湖南省衡阳市实验区影像的人工质量检查结果与其进行对比分析，结果表明，二者具有很好的一致性，说明该方法能较好地反映航空摄影飞行成果质量，并且操作简单、效率高、成本低。

InSAR观测的解算值为雷达视线向形变量，在具备多个方向独立观测的条件下可利用最小二乘方法反演垂直、东西甚至南北方向的形变量。由于难以同时获取上下、东西和南北3个方向上的独立观测值，因而可利用升降轨模式实现对垂向和东西方向移动量的估计。以PSInSAR监测所获取的形变速率为观测值，利用二维简化模型求解地面沉降量和东西方向移动量。结果表明，研究区形变以沉降为主，水平方向移动微小，证明了升降轨PSInSAR在地面沉降中的适用性和可靠性。

分形维数法是分析空间结构分布的一种典型方法，但它对于区分不同的分布形式还存在缺陷。针对这一问题，该文介绍了空隙度指数的定义和树冠空隙度的计算方法； 以模拟的树冠点云数据为对象，提出了一种基于三维凸包和三维滑动盒算法的激光雷达（LiDAR）点云数据空隙度分析方法，详尽分析了不同冠型产生的空隙度指数差异； 并利用4棵实测的树冠点云数据做检验； 最后阐述了空隙度指数在树冠空间异质性分析研究中的作用，并对其应用范围和前景作了展望。结果表明： 划分尺度相同时，在一定的尺度范围内，锥型树冠、半球型和半椭球型树冠的差别可以通过空隙度指数曲线有效地区分，实测树冠的结果也体现了空隙度指数对于判断树冠空间结构的有效性。

机载激光扫描可获取植被茂密地区的数字地形模型（DTM），但将其用于茂密植被覆盖区地裂缝提取方法的研究还不多见。以湖南冷水江市浪石滩为试验区，基于机载LiDAR的激光点云数据，研究了植被覆盖区地裂缝的提取方法，分析了地裂缝的微地貌特征。首先对离散的三维激光点云数据依次进行基于不规则三角网滤波、高程滤波及回波信息强度滤波提取地面点，以保留完整的微地貌微特征； 然后构建不规则三角网，反距离加权内插生成数字高程模型（DEM），提取地裂缝识别参数，同时基于最小曲率对地裂缝进行线性探测，提取地裂缝的长度信息，且利用地裂缝剖面信息分析其微特征，结合识别参数分析地裂缝的稳定性。研究结果表明： 利用机载LiDAR点云数据提取的地裂缝识别参数，能够确定地裂缝的位置、坡度坡向、长度和深度信息，有助于判定地裂缝的稳定性； 在植被较为茂密、地面点密度稀疏的区域，保留一定的低矮植被所提取到的DEM能更好地保留地裂缝的微地貌特征。

为了挖掘国产单极化SAR数据在自动化识别尾矿库中的作用，辅助光学数据以提高锰渣尾矿库的识别精度，针对锰渣尾矿库及其在光学遥感图像中容易混淆的目标，从定性的角度分析了二者的散射特性以及在SAR图像中的差异特点； 并开展锰渣尾矿库自动化识别研究； 利用面向对象的方法对光学遥感图像进行分割； 选取典型锰渣尾矿库及其易混淆目标，进行纹理特性计算。实验结果表明： 可以通过纹理特征有效地建立锰渣尾矿库在雷达图像中的识别规则， 为实现光学遥感数据和雷达数据相结合的计算机自动识别锰渣尾矿库提供基础。

升降轨PSInSAR时序分析获得的同一地区2组监测结果分别为升轨和降轨下的地表形变速率与累积变形量。针对研究区地面以下沉为主，水平方向变形极为微小的特点，将视线向（line of sight，LOS）变形转换为垂向的下沉值，以此进行升降轨模式下2组观测值的比较与精度检验。在此基础上，将相干目标的2组观测序列数据融合以实现加密观测。研究结果表明： 升降轨模式下沉降速率观测值的互检验精度优于2 mm； 2组观测序列数据的融合结果进一步揭示了相干目标在时域上的非线性沉降特征。

使用高级积分方程模型，模拟多个地表参数条件下的风云三号B星微波成像仪（FY-3B/MWRI）资料。基于模拟数据，分析地表微波辐射特性，利用粗糙地表发射率Q_p模型，建立我国西部地区裸露地表土壤湿度反演模型。将该模型用于我国西部地区4个日期（2011年10月8日、10月18日、10月28日和11月8日）的土壤湿度反演，并将反演结果用实测数据进行交叉验证。结果表明： 反演土壤湿度与实测土壤湿度的决策系数R²为0.604，均方根误差为0.030 5 cm³/cm³，反演模型具有较高的反演精度。

以岷江上游流域TM遥感数据和地形数据为主要数据源，结合其他统计相关资料，尝试运用层次分析法（analytic hierarchy process，AHP）对复杂因素构成的脆弱性特征进行层次分解和重新构造，建立多目标要素的综合评价指标体系和模型。选取植被指数变化率、人口密度、地形起伏度、坡度及土壤类型5个要素作为评价指标因子，通过AHP确定各评价指标的权重，在ArcGIS平台下将各指标图层进行叠加分析，得出岷江上游区域环境脆弱性评价图，再根据环境脆弱性指数阈值分级，将研究区环境脆弱度分为5级。结果表明： 岷江上游环境脆弱性表现较为强烈，自然因素和人文因素是造成该环境脆弱性的本质原因，该方法为岷江上游流域环境脆弱性模式和生态环境综合评价提供了一种定量分析的思路。

利用遥感技术进行区域生态变化评估，能够得到周期长、现时性强的结果。以常宁市为例，采用遥感生态指数方法来监测水土流失区的生态变化，选取1990年，2002年及2009年的Landsat TM 遥感图像，分别提取绿度、湿度、热度和干度4个生态因子作为评估指标，结合主成分分析方法，定量、客观地评估研究区域20 a间生态变化。结果表明，遥感生态指数方法能够很好地评价水土流失区生态修复的效果，其中，遥感生态指数值上升了22.39%，生态为优良等级所占的面积比例先从1990年的13.086%下降到2002年的4.006%，再上升到了2009年16.699%，说明常宁市经过20 a的水土流失治理，该区域的生态质量先急剧下降再有了较大的改善。通过对常宁市调查分析，以植树造林和施工预防为主的措施对生态质量的改善有较好的效果。

城镇建设与扩张是人类社会经济发展到一定阶段的必然过程，但城镇发展会对区域的生态系统产生不可忽视的影响，在脆弱敏感的湿地区域表现尤为突出。该文以山东省南四湖以及周边3个县域为研究对象，以遥感数据为基础，利用GIS技术，分析研究区1987—2010年间的地表覆被变化和生态易损性变化，并通过卫星遥感影像分析城镇景观的变化，探讨城镇化与区域生态易损性的关系。结果表明： 1987—2010年间，城镇面积的增长占所有景观有效变化的60%以上，但区域内生态损失度变化最大的景观却是水域和绿地，生态易损性变化最明显的区域是南四湖湖滨地带。

廊道效应是交通网等产生的、由中心轴线向外随距离增大而逐步衰减的效应。目前，城市交通网络对城市建设用地的廊道效应正在受到越来越多的关注，但现有的对城市交通网络的研究主要集中在城市轨道交通和公路网络等方面，并没有考虑到人们出行越来越多采用的交通工具——地铁。因此，以广州市番禺区为研究区，运用GIS和RS分析了广州地铁对番禺区土地利用的廊道效应。先分别建立地铁线和地铁站点的缓冲区，再分别提取距地铁500 m，1 000 m和2 000 m范围内的土地利用信息，最后研究广州地铁沿线和沿站点的土地利用空间分异情况。研究结果表明，到目前为止，广州地铁线对番禺区的土地利用还没有明显的廊道效应，但广州地铁站点却对番禺区土地利用具有明显的分异作用。

以长时间序列的SPOT-Vegetation遥感数据为基础，利用Theil-Sen斜率估计与Mann-Kendall趋势检验相结合的方法分析了中亚地区1999—2012年间的土地退化强度和趋势； 并结合高程数据，分析人类活动对土地退化的影响。结果表明： 土地退化强烈地区主要位于环卡拉库姆沙漠、克孜勒库姆沙漠边缘的绿洲经济带和哈萨克斯坦西部盐碱地带。环卡拉库姆沙漠、克孜勒库姆沙漠边缘的绿洲经济带地区近年来着重发展经济，对自然植被破坏加剧，对生态系统造成了一定的负面影响； 哈萨克斯坦西部盐碱地地区，由于盐碱化程度不断加重导致土地退化更加强烈。中亚地区在沿里海、各湖周边、各沙漠边缘以及山区雪线下的地区土地退化状况有明显改善，表明海湖地区围湖造田兴起，农业生产活动强度显著增加，同时沙漠周边各项环境治理工程和防风固沙工程得到有效实施，也起到一定作用。气候环境的变化使高海拔区域冰雪融化，原先不适合植被生长的苔原地区逐渐有林木和灌木生长，这与前人研究的全球变暖，中亚气候逐渐转向暖湿，植被“北侵”的认识相吻合。各沙漠内部土地改善趋势显著但强度非常小，这可能是由于这些区域的气候特征逐渐转向暖湿，从而造成沙漠植被的植物生理过程发生了微弱变化； 然而沙漠植被并不能为人们所利用，其繁茂程度对促进区域经济发展意义不大。所以总体来看，中亚地区人类的生存环境可能在恶化。

尕尔穷铜金矿的发现是近年来在西藏班公湖-怒江成矿带西段取得的重要找矿突破之一，目前已发现的矿体类型主要有接触交代矽卡岩型和构造破碎带型2种。前人在该区的研究已经注意到矽卡岩与花岗斑岩的成生联系，斑岩型矿产的成矿潜力较大。该文利用多光谱遥感图像，以寻找区内斑岩型矿床为目标，开展了线性构造、环形构造、铁帽类色要素和围岩分带的遥感解译，基于主成分分析法提取了遥感羟基异常和铁染异常。研究结果表明： 区内主要发育NW-NNW向、NE-NNE向和近SN向3组线性构造； 环形构造按组合样式可划分为5个环形构造系； 铁帽类色要素与遥感异常较吻合； 区内围岩分带较复杂，但多属斑岩铜矿成矿的有利围岩。综合分析认为，5个环形构造系为进一步找矿的重点区域。

2008年汶川大地震引发了岷江流域映秀—茂县段极为严重的地震次生地质灾害。利用震后多期高分辨率航空遥感数据并结合解译标志，快速、准确地分析研究区灾害的分布规律及发展趋势，对科学指导灾后重建具有重要意义。次生地质灾害分布规律主要表现为： 1滑坡、崩塌及其过渡类型——崩滑为主要的次生地质灾害类型（占90%以上）； 2次生地质灾害广泛分布在岷江两岸山坡，但在映秀—汶川段的发育程度和规模比汶川—茂县段大得多。研究区次生地质灾害发展趋势分析结果表明： 1地震形成的滑坡体趋于稳定，但解译的21个潜在滑坡体中部分已出现活动迹象，其中斗簇和沏底关2个潜在滑坡群更为明显，应对其进行遥感连续动态监测； 2泥石流为研究区今后最主要的灾害类型，其中映秀—汶川段为最主要的发生地段。

陕西柞水县冷水沟地区中酸性小岩体发育，与之相关的矿产丰富。为加速冷水沟地区找矿工作的突破，应用WorldView-I，ASTER等多源遥感数据开展大比例尺遥感地质解译。厘定了斜长花岗岩、闪长岩、石英闪长岩和花岗岩等4类不同岩性的侵入体，线性断裂构造、断裂破碎带及构造密集带等3类遥感线性构造以及环形构造的遥感地质特征； 通过对区内蚀变矿物的分类及光谱特征的分析，应用主成分分析方法直接提取了区内与矽卡岩化有关的“榴石类矿物-透闪石-透辉石-阳起石”和“绿泥石-绿帘石-阳起石-透闪石-透辉石”2类遥感蚀变矿物组合异常。遥感地质特征揭示，冷水沟岩体深部具有较大的岩浆穹窿，外围存在隐伏岩体，遥感异常信息矿致性明显。通过综合分析，在研究区内预测了阳沟凹—吊庄梁和青定坪2个遥感找矿预测区。

土地利用总体规划的合理编制与实施，需要开放的技术平台提高公众参与度。集成应用地理信息系统（geographic information system，GIS）、虚拟现实（virtual reality，VR）及触摸屏等技术，探索了建设开放的土地利用总体规划展示平台，以直观、形象及简洁的形式向公众展现了专业的规划工作内容。研究表明： 二、三维地理信息技术可与触觉等虚拟现实融合，实现了跨领域的技术创新的集成应用，创造了仿真的土地利用总体规划展示环境，实现了“图、文、数、声”一体化呈现。该平台突破传统纸质张贴形式的局限，推动了“开门”规划的实现，为提升政府部门公共服务职能提供了可借鉴的技术手段。