本文从遥感影像图的应用潜力、发展趋势和传统专业图件的局限性两个方面论述遥感影像与专业图件相结合的必要性。同时阐述了遥感专题影像图制作的指导思想和基本要求,并以“海南省旅游规划卫星影像图”为例,介绍了专题影像图的制作方法。
首先采用精密单点定位(PPP)对POS系统中的GPS数据进行解算,以提高GPS定位精度,然后将处理结果应用到POS辅助空中三角测量,并与传统的DGPS解算结果进行比较。实验表明: 采用PPP解算结果进行POS辅助空中三角测量,其测图精度可以满足国家标准对1∶2 000地形图航空摄影测量内业规范的精度要求,一定程度上解决了无基站情况下的POS数据定位问题。
纹理在图像检索和分类中起着非常重要的作用。目前已有的纹理特征提取算法大多只能提取灰度图像的纹理特征,用于彩色图像的纹理特征提取算法则很少。参照对灰度共生矩阵(gray level co-occurrence matrix,GLCM)的分析方法,实验和分析了方向、距离、灰度级和窗口大小等参数对彩色图像GLCM纹理特征的影响,实现了基于GLCM的彩色图像纹理特征提取方法(color GLCM,CGLCM); 通过分析上述参数对角二阶矩、熵、对比度和相关性等4个纹理特征的影响规律,给出了合理的参数取值范围,优化了CGLCM方法。将CGLCM方法和GLCM方法进行对比的结果表明,用CGLCM方法计算的角二阶矩、熵、对比度和相关性等4个纹理特征的稳健性更好、鉴别能力更强。上述研究结果可为基于纹理信息的图像检索和分类提供参考。
鉴于全球径流数据的可获得性逐年下降,替代水文站点实测河道流量的反演算法正变得越来越重要。当前卫星遥感技术不断发展,估算河道流量的方法亦逐渐丰富,为此,该文对遥感技术反演河道流量的方法进行系统总结,并归纳了与河道流量估算密切相关的水力遥感要素反演方法及其进展情况。首先,梳理基于水文模型和基于经验回归方程2 类算法的方法原理和应用现状; 然后,总结不同方法的适用条件和存在不足; 最后,展望未来通过卫星遥感技术反演世界范围内河道流量的发展趋势: ①积极开发先进卫星遥感数据同化技术; ②集成新的传感器产品; ③优化与创新算法。
积雪是表征地表冰冻圈的重要因子,也是重要的天气、水文现象的参数。借助遥感技术对积雪形态及变化进行长时序、大范围监测,在全球气候变化研究、水文水资源调查和地质灾害预防等领域有重要作用。经过数十年的发展,国内外积雪遥感监测技术领域取得了很大进展,积雪遥感监测产品种类不断丰富,积雪反演的算法也在不断改进。文章对现有应用比较广泛的积雪产品按照积雪范围产品、积雪覆盖率产品和雪深/雪水当量产品3类进行归纳总结,梳理当前典型积雪范围及覆盖率产品和雪深/雪水当量产品的业务化遥感反演算法。文章指出,随着国内外高时间和空间分辨率传感器的不断出现,在光学和微波新数据源、新技术支持下,研究人员逐渐针对区域特点优化积雪反演算法,使得反演精度不断提高,为未来积雪遥感监测产品的不断改进提供更多支持。
内陆地表水体包括江河、湖泊、水库等,是人类和生态系统的重要淡水资源,其监测、管控具有重要意义。光学遥感技术为地表水资源监测提供了极大便利,是内陆地表水体提取与动态监测的重要手段。文章从水体提取的基本原理、遥感数据源、提取方法和存在问题与展望4个方面进行评述。水体在遥感影像上具有独特的特征,通过遥感手段能够精确、科学、有效地提取内陆地表水体; 多种遥感数据源可用于水体提取; 光学遥感水体提取方法可分为阈值法、分类器方法、面向对象方法、深度学习方法和其他方法,不同的方法有不同的优缺点和适用条件,根据研究区情况,合理选择多源数据、结合多种方法往往能够提高水体提取的精度; 基于光学遥感的水体提取目前仍然存在一些问题,例如遥感数据时空分辨率的制衡、水体特征的挖掘、水体模型的泛化能力以及精度评价标准的统一性等。
基于2000年、2005年TM影像获取的土地利用信息,以武汉市为研究区域,根据其土地利用结构特征,以GIS技术为数据分析平台,构造了综合性生态风险指数。同时利用空间分析方法对生态风险指数进行了变量空间化,通过对生态风险指数采样结果进行半变异函数分析和空间插值,编制了武汉生态风险程度分布图,以分析解释研究区的生态风险空间分布特征和形成机理。结果显示: 2000年、2005年研究区生态风险水平分为3个层次,广大的植被和水域集中分布区域属于低生态风险区,城市建成区和靠近城市建成区边缘形成中度生态风险和生态风险相对较高的分布区域。5 a内各个等级分布的空间也发生了一定程度的变化。
简单多边形顶点凹凸性判断算法种类繁多,在模式识别及计算机图形学等领域具有重要应用。为了研究不同种类算法的内在联系与区别,以便在实际应用中根据情况选择合适的算法,分析了目前较为流行的角度法、左右点法、矢量面积法、向量积法、射线法、斜率法和极点顺序法等算法。经过详细的推导论证发现,这些算法都可以使用公式b=p*m来表示,且各种算法在本质上是等价的。但通过对算法计算量的对比,推荐在程序设计中使用向量积法、射线法和斜率法。
针对多聚焦图像因聚焦点不同而产生的图像模糊问题,提出了一种基于小波变换的新融合方法。该方法首先对图像进行小波分解,然后对图像的高频和低频系数分别采用区域梯度和能量加权平均法进行融合,再使用小波逆变换得到融合后图像。对实验结果进行主、客观评价的结果表明,该方法得到的融合图像具有较好的主观视觉效果和客观量化指标,效果优于传统融合方法。
植被光学厚度(vegetation optical depth,VOD)为一种基于微波的植被含水量和生物量估算方法。与光学遥感相比,卫星VOD对大气扰动的敏感性较低,可测量植被不同方面的特征和信息,为全球植被监测提供了一个独立和互补的数据源,已经被广泛用于研究全球气候和环境变化对植被的影响。了解目前VOD在全球植被动态监测的应用研究进展,对其进一步发展和深入应用非常重要。鉴于此,文章首先重点介绍了被动微波和主动微波反演VOD的主要方法,对比分析不同传感器VOD产品的主要特点; 然后,从植被特征监测(如植被含水量、生物量)、碳平衡分析、干旱监测、物候分析等方面总结当前VOD在植被动态监测应用方面的研究进展; 最后,探讨了VOD产品的优缺点和改进方法,进一步展望了VOD技术在植被动态监测中的应用前景。
高光谱图像是一种新型的具有“图谱合一”特性的遥感图像,其连续的光谱曲线可更好地表达地表物质间的细微差异,在地表物质的分类、解混和目标探测等方面得到了广泛应用。随着高光谱遥感技术的深入发展,对不需要先验信息的异常目标检测的研究成为最活跃的方向之一,许多研究者提出了具有较好效果的异常检测算法。基于对国内外已有算法的综合归纳和分析,系统地论述了高光谱异常检测的研究现状和最新进展。阐述了高光谱异常目标检测的实质和基本理论;从算法思想、关键技术和优缺点等方面重点分析总结了较有代表性的异常目标检测算法,并对其进行了概括和阐述;最后对异常检测算法的未来研究方向进行了展望,力图为高光谱异常目标检测算法研究找到新的突破点。
在简要讨论地基合成孔径雷达干涉测量(ground-based interferometric synthetic aperture radar,GB InSAR)技术原理的基础上,归纳了常规地基InSAR形变测量的主要处理流程。全面总结了地基干涉测量雷达系统的主要类型及其发展趋势,地基InSAR技术的主要应用领域以及目前存在的问题,对比分析了地基和星载InSAR在形变测量上的优势和不足。
回顾了目前国内外土壤水分的遥感监测方法,介绍了反射率法、植被指数法、地表温度法、温度-植被指数法、作物水分胁迫指数法、热惯量法和微波法,并对各方法的优缺点进行了详细比对;在总结国内外土壤水分遥感监测研究方法的基础上,对目前该研究领域的重点、难点和未来的发展方向进行了评价。认为:热惯量法和植被温度指数法是较为成熟的方法;微波遥感因其独特的优越性,将是该领域的重点研究方向。
土壤盐渍化是导致土壤肥力下降、生产力衰退、植被覆盖减少以及作物产量降低的重要原因之一。光学遥感监测技术具有宏观、及时、动态和低成本等优点,对于实现土壤盐渍化的动态监测具有重要意义。然而,目前少有对多尺度遥感数据、多类型遥感特征参量以及反演模型进行系统性梳理和总结的综述研究。为此,该文首先对光学遥感数据源进行了梳理,并总结了目前盐渍土监测相关研究中使用的遥感数据来源与尺度平台,将多源遥感数据分为卫星、航空和地面3种不同平台; 其次,整理了目前主流的建模特征参量以及统计回归和机器学习2类经典的反演方法,并分析了各方法的研究现状; 最后,对遥感数据源间的融合进行了探讨,比较了各建模方法的优缺点,并结合当前研究热点,展望了将数据同化与深度学习应用于土壤盐渍化监测研究的前景。
云层遮挡是影响遥感图像质量的主要因素,对受云层遮挡的遥感图像进行云检测是遥感数据修复过程中需解决的首要问题。在参考国内外大量文献的基础上,分析了云检测方法的研究现状,对现有的检测方法进行分类和综述,并重点介绍几种常用卫星数据的云检测方法,通过对不同云检测方法的比较,总结了现有云检测方法存在的问题以及发展趋势。
溢油是海洋环境的主要污染源之一,及早监测与发现对保护海洋生态环境具有重要的价值与意义。针对溢油散射机制问题,通过分析基于波浪谱溢油后向散射系数计算研究,综合考虑水体特性、水分子张力、弹性模型及表面张力等因素的研究状况进行了分析,对针对微扰近似解方程,结合水体参数的阻尼作用的研究开展了综述,阐述溢油遥感监测阻尼在与波浪谱结合不紧密以及阻尼的定量计算不够等研究不足问题,并提出了今后溢油遥感监测阻尼的研究在针对海浪谱的阻尼特性、基于波浪谱后向散射系数计算的研究方向,为定量分析溢油的阻尼特性提供技术支撑,从而提高溢油遥感监测的精度。
在“双碳”背景下,开展遥感生态评价与监测分析对于及时掌握生态状况、制定科学合理的生态保护政策具有重要作用。早期遥感生态评价指标单一、过程复杂。遥感生态指数(remote sensing ecological index, RSEI)实现了生态评价效率的提高,得到广泛应用。为深入理解RSEI,文章阐述了该指数的产生背景,介绍了RSEI的计算方法及研究现状,归纳了指数存在的问题及区域适应性调整措施,并对RSEI主要应用方向,即区域生态评价和区域生态变化监测进一步分析,最后指出,未来RSEI虽有广阔发展空间,却仍需围绕影像时空尺度、存储和批处理能力、模型自适应、智能化等方面进行研究。
为评价“白屋顶计划”对缓解城市热岛效应的有效性,以上海市城区为例进行了研究。首先,对研究区域TM图像进行大气校正获取地表反照率;然后,用Hottel模型模拟了晴天逐时太阳辐照度,并对城市屋顶在不同反射率下吸收太阳辐射过程进行了模拟;最后,经过回归建模估算出“白屋顶计划”在夏季午间高温时段能使热岛温度降低1.32℃,并估算出夏季白屋顶室内空调节能效率可达12.60%。
贵州是我国岩溶石漠化最严重的省份,分析其石漠化长期演变规律可为该省石漠化治理工作提供客观依据。以20世纪80年代末、90年代末及2008年3期、时间跨度达20 a的遥感图像为基础数据,经过几何纠正、图像配准、影像镶嵌、辐射校正和信息增强等处理,依据石漠化分类标准进行遥感图像解译和信息提取; 结合野外调查和解译修正,得到贵州省碳酸盐岩分布图、石漠化现状分布图、石漠化演化图和石漠化数据库。通过对比分析认为: 从20世纪80年代末至90年代末,贵州省岩溶石漠化呈严重恶化态势,年均恶化面积达744 km2; 从20世纪90年代末至2008年前后岩溶石漠化有所改善,年均改善面积为1 153.3 km2。同时,结合贵州省石漠化演变特征,讨论了农业人口的减少、沼气的开发利用、人均收入的增加以及退耕还林国策与石漠化演化规律的相关关系,以期为石漠化的进一步改善和治理工作提供客观依据。
目标运动信息提取技术是指利用卫星遥感检测地面移动目标并估计其运动参数,在智能交通、军事遥感等方面应用广泛,是遥感图像应用的重要方向之一。高分辨率光学卫星图像中动目标的纹理特征更明显,包含的信息更丰富,是大范围目标运动特征研究的良好数据。首先,总结了光学卫星图像动目标研究进展; 然后,将高分辨率光学卫星图像目标运动信息提取过程分为动目标检测和运动参数估计2部分,并分别进行算法综述; 除已有算法外,还介绍了基于序列全色卫星图像的新型动目标检测方法的原理与思路; 最后,分析了已有研究在数据源和算法方面的不足,指出目标运动信息提取向自动化、智能化、实时化发展的趋势。
水体表面离水反射率是研究水体光学特征的一个重要参数。以2008年11月10日、11日太湖水面实地光谱和水体样本为基础,探讨了蓝藻污染对太湖水体表面离水反射率的影响: 蓝藻的存在提高了水体在近红外波段的离水反射率,使红波段出现了明显的吸收谷。通过FY-3A和MODIS卫星的通道响应函数,建立了卫星数据与水体表面离水反射率间的函数关系。在此基础上,利用MODIS卫星数据构建了比值指数(RI),利用该指数成功反演了2008年11月12日太湖水体叶绿素含量(R2=0.72),并获得了叶绿素含量的空间分布。这一结果为分析太湖水面光学特性、水质污染状况提供了重要依据。
随着我国全民健身运动的深入开展,社会公众的健康意识明显提高,体育健身设施逐渐无法满足人民日益增长的健身需求。通过对地理信息系统(geographic information system,GIS)技术应用于全民健身的历史发展、应用范围和应用方式的回顾与总结,认为GIS在全民健身中的应用范围主要集中在空间数据分析、健身设施资源配置以及健身信息查询检索等,应用方式主要包括全民健身设施的空间与分布特征分析、可达性评估以及相关性验证。GIS技术可以高效处理体育健身设施的布局问题,方便群众参与体育锻炼活动,大幅提升全民健身活动效果,且在科技进步和多学科交叉研究的发展中,为全民健身活动提供更多有力的技术支持。
遥感数据在空间分辨率和时间分辨率上相互制约,单一的卫星传感器不能获得既具有高空间分辨率又具有高时间分辨率的数据,遥感数据时空融合技术是目前解决此问题的重要方法之一。对此介绍了国内外在遥感数据时空融合领域的主要研究成果,通过对当前主流融合模型构建理论进行对比分析,将时空融合模型分为基于变换的模型和基于像元重构的模型,并且进一步将基于像元重构的模型分为了基于线性混合模型和时空自适应融合模型2类,分别介绍了各类模型的基本原理与方法,并对模型的优缺点进行了对比分析。最后,对时空融合模型的发展趋势从数据、应用和尺度3个方面进行了展望。
建筑物层数获取可为城市安全和灾害隐患提供数据支撑和决策服务。目前,建筑物层数往往是基于人工调研和统计为主; 基于遥感影像的建筑物高度自动反演,也存在算法效率低、提取不完整、自动化程度偏低等问题。为解决这些问题,实现快速和大范围获取建筑物层数,基于GF-7卫星影像,设计、实现了一种楼层数识别的算法,在主成分分析等预处理的基础上,采用渔网法阴影线自动提取算法,并利用阴影形成的几何关系计算楼高并转换为楼层数,最终为消除阴影长度测量误差的影响,采用支持向量机回归对算法提取结果进行误差改正。以北京市朝阳区为研究区,进行模型的训练与测试; 以河南省郑州市为验证区的实验结果表明,建筑物层数总体识别精度为90.21%,6~50层的建筑物层数识别误差在3层以内。研究可为基于卫星数据快速和大范围自动获取建筑物层数提供全新的技术支撑和应用服务。
首先介绍了无人机低空航测系统的组成,然后针对无人机影像分辨率高、像幅小的特点提出了3种影像地图的制作方法,即单张影像几何纠正法、拼接后纠正法及空中三角测量法。文中着重对3种方法的关键性技术问题进行了论述,并从成图效果、精度及效率等方面对每种制图方法进行了综合分析和实验验证。结果表明,拼接后纠正法效率高,空中三角测量法精度高,而单张影像几何纠正法在效率和精度方面均介于二者之间。
介绍了高分辨率遥感影像上道路的特征、模型和道路提取的基本思想,对已有的道路提取方法进行了分析,并对道路提取问题进行思考,提出下一步的研究方向。
为进行伊犁河谷矿山地质环境评价分析与生态恢复治理对策研究,该文基于遥感影像提取的伊犁河谷矿山开发状况与矿山地质环境遥感调查结果,结合多源地质资料、人文数据和气象资料,运用层次分析法,构建层次结构模型,对伊犁河谷矿山环境进行了分析评价。结果显示,伊犁谷地严重区分布较为集中,占伊犁河谷总面积的4.61%; 较严重区与一般严重区呈现连片分布,且互为交叉,界线不太分明; 一般严重区主要分布在极高山区、中高山区及低山丘陵区; 无影响区主要分布在伊犁河谷中部冲积平原区和昭苏盆地平原区。生态承载力高的地区主要集中在中部,除去昭苏县和特克斯县的南部、尼勒克县的东部边缘地带与霍尔果斯的北部地区,其他地区生态承载力相对比较高。研究结果可为伊犁河谷生态环境可持续发展及矿山资源的合理开发提供基础数据和技术支撑,亦可为干旱半干旱区矿山地质环境监测评价提供范例。
查明全国历史遗留矿山分布现状,有序开展历史遗留矿山生态修复是矿山生态修复规划编制的重要内容和生态修复工程部署的主要依据。根据历史遗留矿山定义和行政管理的需求,提出了历史遗留矿山核查的技术流程和工作方法,工作步骤包括遥感调查监测、分类核查、分级审核和数据入库,其中,对核查内容、核查具体工作、属性定义、制图标准等进行了探究。以江西省和辽宁省的4个县级行政区作为试验区,通过试验验证了该技术方法的有效性。
设计了基于GIS的昆明市园林绿化管理信息系统的功能结构,对园林绿化数据中图斑碎片出现的原因进行了说明,并提出了图斑碎片合并的解决方案,实现了图斑碎片的自动合并; 根据城市绿地的分类标准与我国城市园林绿化指标计算的制定情况,实现了昆明市绿地规划建设三大指标的计算与分析功能、园林绿地分类与数据更新等功能。
基础地质和成矿理论研究是成矿预测的基础,成矿理论创新可大大拓宽成矿预测领域和找矿思路。遥感技术在控矿要素解译,成矿带展布研究,矿致色调异常、控矿环形影像、找矿地貌特征、矿化蚀变信息提取和多源信息综合分析等方面比常规找矿方法更具优势。根据在我国西部地区的找矿实践和效果,总结了一套遥感成矿预测方法和程序。
作物种子作为种植业最基本、最原始的生产资料,选择出高质量的种子直接决定着农业生产的经济效益和生产效益。高光谱成像技术出现于20世纪80年代,具有无损、快速成像以及“图谱合一”等特点。运用高光谱成像技术在作物种子方面的研究,前人主要集中于作物种子的品种鉴别、活力检测和种子品质检测等方面。在前人的研究基础上进行深化总结凝炼可知,高光谱成像在作物种子品种鉴别研究主要应用数据处理模型包括偏最小二乘法(partial least squares,PLS)、 Ada-Boost算法、极限学习机(extreme learning machine,ELM)、随机森林(random forest,RF)、支持向量机(support vector machine,SVM)和人工神经网络(artificial neural network,ANN)等。综上所述,本研究旨在为各种类型的作物种子研究提供最佳的光谱范围、样本种类、降噪方法、特征波段提取和模型建立等方面的依据,且对未来研究的方向提供了建议。
为客观获取矿山环境基础数据,采取遥感数据与多源数据相结合、计算机自动信息提取与人机交互解译相结合、室内综合研究与实地调查相结合的技术路线,开展了全国废弃露天开采矿山的采矿损毁土地、生态修复土地监测。2022年遥感监测查明: 全国废弃露天矿山采矿用地面积约82.74万hm2,占全国陆域面积的0.86‰,主要分布在内蒙古自治区、新疆维吾尔自治区、河北省、山东省、黑龙江省等省(自治区)。其中,采矿损毁土地面积约50.74万hm2,生态修复面积约32.00万hm2,生态修复率38.68%。废弃露天矿山采矿用地占用基本农田2.63万hm2,占总面积的3.18%; 位于生态红线内的全国废弃矿山露天采矿用地面积8.09万hm2,占总面积的9.77%。全国与第三次全国国土调查(采矿用地)吻合的废弃矿山露天采矿用地面积累计30.13万hm2,占总面积的36.42%。初步分析了全国废弃矿山露天采矿用地情况、废弃矿山采矿用地占用基本农田情况、生态红线内的废弃矿山采矿用地情况、废弃矿山环境恢复治理土地等遥感工作现状及存在问题,提出对策建议。
为实现输电线路精细化巡线管理,提高其运维效率,实现卫星智能巡检,精准查找杆塔及输电线路的缺陷及隐患,以云南省昆明市输电线路杆塔坐标为例,提出利用卫星影像进行输电杆塔坐标校准的方法。首先以参考底图数据为基准匹配控制点,并利用数字高程模型(digital elevation model,DEM)对原始遥感影像进行几何纠正; 然后结合阴影检测、边缘检测等技术与目视判读,得到校准的杆塔坐标。实验检验了昆明地区高景一号和高分二号卫星影像的几何纠正精度,纠正后平面中误差分别为0.931 m和1.387 m; 此外,实验检验了2条线路上的旧杆塔台账坐标校准精度,结果表明,杆塔台账的平面精度由13.811 m和8.256 m分别提升至5.970 m和5.104 m,满足基本的电网需求。该方法可以实现杆塔坐标的校准,减小人工巡检的工作量,提高巡线效率。随着遥感影像的数据量级爆发式增长,空天地多源影像将不断结合,基于卫星遥感影像的输电线路杆塔定位技术将有更加广阔的发展前景。
在地籍管理中,宗地面积是宗地多边形的重要属性。在测量数据处理过程中,经常利用坐标转换得到实际应用数据。本文推导了坐标转换前后宗地多边形面积的关系式,提供坐标转换后面积的简便快捷计算方法,通过示例分析,得到影响转换后面积变化的因素,检验坐标转换方案和转换参数的正确性。
土壤盐渍化是影响干旱区土壤健康的重要因素之一,因此快速获取土壤盐度信息、监测土壤盐度变化对干旱区土地资源合理利用和土壤恢复至关重要。本研究选取宁夏平原土壤盐渍化较重的银北灌区为研究区域,以野外采集的52个土壤样本和同时期Landsat8 OLI遥感影像为数据基础,采用相关分析和曲线回归分析法对基于多光谱遥感数据构建的土壤盐渍化评价指数与实测土壤电导率(electrical conductivity,EC)的相关关系和拟合度进行了定量化分析。结果表明: ①采样时期研究区土壤盐度较轻,非盐渍化和轻度盐渍化土壤样本合计占比82.68%; ②盐度指数与土壤EC的相关性整体高于植被指数,全样本中盐分指数S3(salinity index 3,S3)、盐分指数S5(salinity index 5,S5)、盐分指数S6(salinity index 6,S6)和盐分指数SI(salinity index,SI)与土壤EC的相关性均达到0.50以上; ③全样本中与土壤EC拟合度较高的为盐分指数S2(salinity index 2,S2),S3,S5和SI,其中S5的表现最好(R2=0.406),不同盐度水平下指数与土壤EC的拟合度随土壤盐度升高而显著增加,中重度盐渍化中指数与土壤EC的拟合度最高的为指数S1(salinity index 1,S1)(R2=0.730)和S2(R2=0.724); ④拟合模型中,基于Cubic模型、Quadratic模型和S模型计算的评价指数与土壤EC的拟合度较高。本研究分析了多种土壤盐渍化评价指数在银北灌区土壤盐度监测中的适用性,得出的初步结论可为宁夏银北灌区土壤盐度遥感监测提供参考依据。
高空间分辨率遥感影像已被广泛应用于矿区分类。针对典型露天红土风化壳型镍矿矿区信息提取及其动态变化监测的研究相对较少等问题,该文以缅甸著名的达贡山镍矿为研究区,基于Pleiades和GF-2高空间分辨率遥感影像数据,首先采用分层次多尺度分割的面向对象分类方法,提取矿区地物信息; 然后,对达贡山镍矿的动态变化情况进行分析; 最后,从定性和定量2个方面对分类结果进行精度评价。研究结果表明,基于分层次多尺度分割技术的分类识别效果较好,Pleiades 和 GF-2 影像的整体分类精度分别为 94.24% 和 89.02%,Kappa系数分别为0.889和0.816,该方法适用于露天红土镍矿的矿区信息提取。通过动态变化分析,2015—2017年达贡山镍矿开采规模不断扩大,开采速度较快,具有良好的资源开发潜力和广阔的开发前景。研究结果可为缅甸达贡山镍矿区的动态变化监测提供技术支持。
机载激光雷达(light detection and ranging,LiDAR)技术具有受天气干扰小、能穿透一定厚度植被获取地表信息和数据处理过程相对简单等优势。通过与定位定向系统(position orientation system,POS)集成,机载LiDAR点云数据可快速生成精细数字高程模型(digital elevation model,DEM)。DEM是滑坡调查与监测的一种基础图件,其精细程度可直接反映地表形态的微小变化。通过DEM可在三维环境下准确地对滑坡特征参数进行定量分析。利用LiDAR技术对湖北省秭归县张家湾滑坡进行了识别与参数提取的研究和应用。首先,利用航带平差法和不规则三角格网加密对获取的点云数据进行检校与滤波处理,制作出高精度DEM成果; 然后,通过DEM生成的山体阴影图、坡度图和地表粗糙度图,实现了对滑坡体的定性与定量分析; 最后,完成对分析结果的评估。结果表明,机载LiDAR生成的高精度DEM可以清晰地识别出滑坡,并能够准确地对各种滑坡要素进行定量提取和分析。
传统的遥感监测手段受限于数据的可用性以及计算性能,往往无法满足大区域的滑坡灾害监测研究。为此,该文利用谷歌地球引擎(Google Earth Engine,GEE)云平台建立了三峡库区滑坡危险性动态评价模型,依托GEE云平台海量的存储数据和强大的算力,实现了三峡库区的滑坡危险性动态评价。首先,采用坡度、坡向、归一化植被指数、归一化水体指数和地质构造等因子,通过加权的梯度提升决策树(weighted gradient boosting decision tree, WGBDT)模型生成了滑坡易发性分区图; 然后,利用全球降雨测量(Global Precipitation Measurement,GPM)数据,研究三峡库区诱发滑坡的降雨阈值,建立了降雨分级标准,构建了联合降雨和滑坡易发性的滑坡危险性评价模型; 最后,以三峡库区“8·31”降雨过程为研究对象,逐日生成三峡库区滑坡危险性分布图,得到了滑坡危险性的时空变化趋势。利用GEE 提供的一系列的数据处理和分析工具,可以用来分析三峡库区滑坡地质灾害相关的数据,并提供滑坡危险性近实时的监测和预警信息,为政府部门防灾减灾政策的制定提供决策依据。
露天开采矿区要素遥感提取是矿业活动监测研究中的热门话题,但少有对相关研究的系统梳理和总结。为此,该文首先对露天开采矿区要素进行了界定,按要素种类将要素提取分为单要素提取和多要素提取,并简述了与一般地物提取和土地利用分类的区别; 其次,简要总结了目前相关研究的遥感数据来源与处理平台; 然后,将露天开采矿区要素遥感提取方法分为目视解译方法、基于传统特征的方法和深度学习方法3类,分别总结其研究现状,并分析了各方法的优缺点以及适用情况; 最后,对露天开采矿区要素遥感提取的未来研究方向进行了展望。文章认为有效地利用多源多时相数据、更强特征提取能力网络和复杂场景优化方法,进一步推动矿区要素智能化、精细化和鲁棒性提取是未来发展的趋势。研究结果可为露天开采矿区要素遥感提取的研究与应用提供参考。
利用遥感技术开展农作物空间分布的快速调查与精准制图是现代精细农业的一项基础工作。然而,由于遥感影像获取、处理与分析过程中的局限性,传统农作物种植结构遥感制图精度受到一定影响,亟须面向农作物分类开展不确定性的空间建模与特征分析。该文将耕地地块作为基本空间单元,选择宁夏引黄灌区作为试验区,利用多源遥感数据和机器学习算法实现地块尺度的农作物分类,进而基于混合熵构建不确定性计算模型,生成地块农作物类型不确定性空间分布,再利用多源辅助数据对地块农作物分类不确定性进行回归建模,探究相关地理变量的潜在影响。实验结果表明: ①耕地提取及分类环节共构建地块矢量单元149万个,总体作物分类精度达0.80,制图结果与实际农业耕作管理单元相匹配,分类效果较之传统的像素尺度方法更为理想; ②地块尺度的农作物分类不确定性总体较低,存在较为显著的类别差异,水稻、菜地、苜蓿分类不确定性较小,单种、复种小麦不确定性较高,玉米作物分类不确定性介于二类之间; ③地块级作物分类不确定性与种植结构、资源条件等多种环境因素有关,且与作物类型、水源可达性的相关性最为显著。
随着我国社会经济的快速发展和对自然资源需求的日益增加,自然保护区面临的压力越来越重。在对于红树林扰动和恢复的监测当中,应用时间序列分析法对其进行遥感研究还处于起步阶段,并且时间序列算法本身都十分复杂。文章基于谷歌地球引擎(Google Earth Engine, GEE)云平台的LandTrendr时间分割算法和Landsat影像时序数据,研究了东寨港红树林自然保护区1990—2020年期间红树林的扰动情况。研究结果表明: 1990—2020年间,共有42.39 hm2的红树林发生了扰动,其中2014年保护区内红树林扰动面积最大,为12.78 hm2; 1990—2020年间,轻微扰动和中度扰动所占比例较大,分别为65.39%和30.78%,严重扰动所占比例最少,只有3.83%; 红树林变化像元的总体识别精度为89.50%,对扰动年份检测的总体精度为88%,Kappa系数为0.79。本研究基于LandTrendr算法解析了30 a间东寨港保护区内红树林发生扰动的年份和面积,结合实际情况分析了导致扰动的因素,认为人类活动是红树林扰动的主要原因,自然因素(如病虫害和极端天气等)是导致扰动的次要原因。研究结果能够为红树林保护区的管理提供科学依据和决策参考。
运用RS和GIS技术,以青藏高原冈底斯地区遥感影像图的制作和水系格局详细解译为基础,结合冈底斯地区线性构造解译,分析了冈底斯地区水系的展布特征和活动构造对水系的控制作用,认为冈底斯地块在新近纪以来随青藏高原整体隆升的同时,区内断隆带和断陷带的隆升速率和强度又有显著差异; 伴随强烈的隆升过程,在地体内发育大量不同性质的近NS向断裂构造,冈底斯地区水系的分布和形态明显受该区新构造运动的控制。
湖泊水储量通常采用观测水位和实测水下地形数据相结合的方法进行估算,因此对于无资料或资料匮乏区域很难获得湖泊水储量信息。为了探讨针对这一问题的解决方法,以西藏自治区纳木错为例,基于湖泊水面以上和水下地形具有相似性的特性,利用湖泊水面以上的数字高程模型(digital elevation model,DEM)构建高程与面积的关系以及面积与体积增量的关系,进而对湖泊水下高程—面积—体积增量递推计算,最终构建面积—体积模型从而估算湖泊水储量。试验结果表明,利用湖泊周围地形构建的基于面积的湖泊水储量估算模型具有较高的精度,以纳木错湖盆DEM求得其湖面面积,计算得其水储量为1 115.70亿m 3,该结果与基于实测水深数据建立的纳木错水下地形DEM计算的水储量(1 019.50亿m 3)相比,绝对误差为96.20亿m 3,相对误差为9.40%。该文为无资料地区水上和水下的地形特征参量基本一致的自然湖泊水储量的估算提供了方法参考。
利用遥感影像进行近海养殖区提取,是近海渔业资源监管的一种有效手段。然而由于近海养殖区受海水叶绿素和悬浮泥沙浓度差异分布的影响,海域水色背景往往较为复杂,使得传统近海养殖区提取方法很难取得理想效果。为了准确提取复杂水色背景下的近海养殖区,提出一种结合光谱和纹理信息的养殖区自动提取方法。首先,利用基于正交子空间投影的约束能量最小化(orthogonal subspace projection-weighted constrained energy minimization,OWCEM)方法增强近海养殖区信息; 然后,利用近海养殖区的空间纹理信息,使用局部标准差自适应分割法(standard deviation adaptive segmentation,SDAS)对影像进行划分; 最后,基于分割图像对近海养殖区进行自动提取。选取山东桑沟湾养殖海域和福建三都澳养殖海域为实验区,采用Landsat8数据对所提方法进行近海养殖区提取实验,结果表明: 在复杂水色背景下,该方法能够准确快速地识别出近海养殖区的分布情况,在2个实验区都能达到93%以上的准确率,为近海养殖区自动提取提供了一种新的有效方法。
智慧城市是我国新型城镇化发展的必然选择,作为信息化和城市化融合的产物,正逐步实现利用智能化的手段开展对人、财、物、事的高效精细化管理。在此背景下研究无人机遥感技术在智慧城市建设中的应用,对于推动智慧城市的建设和发展进入纵深阶段具有重要意义。首先,对智慧城市的定义及其发展现状进行了梳理; 然后,从城市规划、城市违章建筑监管、工程环境监测、废弃物管理、智慧交通、城市安全防控和智能媒体等方面阐述了无人机遥感技术在智慧城市建设中的应用; 最后,对未来的发展趋势进行了展望。
水是非常重要的资源,是一切人类与生物得以生存和发展的重要物质基础,水体提取便于了解现有的水资源概况,有助于对水资源合理的规划及治理,对人类的生活及社会活动具有重大影响。传统的人工方法费时费力,利用卫星遥感数据进行水体位置、面积、形状和河宽等水体参数的信息提取,已经成为一种快速获取水体参数的有效方法和手段。在广泛文献调研的基础上,阐述遥感影像水体提取的基本思想及其发展历程,对学者在水体提取的基本方法和现状进行较全面的综述,分析各种方法的优缺点,说明当前水体提取存在的问题和研究前景,使读者直观了解这一领域并为其研究提供一定思路。
为了评估木孜塔格峰冰川在全球气候变暖背景下的变化,利用历史地形图数据、Landsat遥感影像、数字高程模型(digital elevation model , DEM)数据及TerraSAR-X/TanDEM-X数据,基于合成孔径雷达干涉测量(interferometry synthetic aperture Radar,InSAR)和大地测量法对木孜塔格峰地区1972—2011年间的冰川面积变化和物质平衡进行了详细研究。结果表明: 1972—2011年间木孜塔格峰地区冰川面积年均缩减率为0.02±0.06%,其中47条冰川表现为退缩,2条冰川表现为前进; 木孜塔格峰地区冰川物质呈现微弱的负平衡(-0.06±0.01 m w.e./a)趋势,其中1999年以前为-0.11±0.02 m w.e./a,主要受气温升高所影响,1999年后几乎接近于平衡状态(0.02±0.04 m w.e./a),降水的增加弥补了气温升高造成的物质亏损; 木孜塔格峰地区冰川前进不同于正常前进冰川,其前进原因可能是冰川内部消融引起的液态水润滑作用导致上游物质向下转移; 在当前气候背景下,该区域大部分冰川表现为退缩,2条冰川有前进现象,1条冰川有过跃动(崩塌)现象,总体上该区域冰川呈现微弱的物质负平衡。