随着高分卫星的陆续发射,高分遥感数据在自然资源调查中的应用价值越显突出。在介绍高分(高空间分辨率、高时间分辨率、高光谱分辨率以及高辐射分辨率)遥感数据的基础上,综述了高分遥感数据在土地利用调查、矿产资源开发与环境监测、基础地质及资源能源调查、生态环境调查、地质灾害监测与应急调查等领域的应用,并分析了高分遥感数据的应用发展趋势,指出未来多源多尺度高分遥感数据协同应用将在自然资源调查中发挥越来越重要的作用。

由于小波变换方向分辨率较低,而高分影像中地物几何结构丰富,边缘存在于各个方向,导致了图像小波变换的频率系数仅被分解到水平、垂直和对角3个方向子带上,使得小波变换对具有复杂几何结构的地物边缘提取存在不足。为此提出一种Directionlet变换理论结合模极大值法的高分影像边缘提取方法。首先,对原始影像进行基于格的分解获得任意方向一维线集合,再进行小波变换并恢复图像格式得到高频方向子带; 然后,利用改进模极大值法和双阈值法对系数进行处理得到边缘结果; 最后,采用数学形态学方法对边缘提取结果进行细化连接等后处理,从而实现对高分影像边缘的提取。实验结果表明,该方法与传统边缘检测方法和小波变换相比,边缘提取更加完整,定位精度更高。

针对传统变化检测方法会存在明显的“椒盐现象”以及不同核函数对同一特征性能表现差别比较大的问题,借鉴面向对象思想,提出多特征混合核支持向量机(support vector machine,SVM)模型的变化检测方法。首先,依据高空间分辨率遥感影像对象不同特征的变化检测优势,提取影像多种特征; 然后,利用多种特征的多核函数组合,给出多特征混合核函数的构造方法; 最后,构建基于多特征混合核SVM的变化检测模型,充分挖掘变化目标的完整性与准确性。实验结果表明,该方法能综合利用多种特征信息,检测精度明显高于单一特征,有利于提取小样本的变化信息,避免了以往检测方法需要确定变化阈值的复杂性和不确定性。

为了有效去除高光谱图像中的噪声,强化空间结构,充分利用地物目标的空间上下文信息,提升高光谱图像的分类精度,提出一种基于递归滤波(recursive filtering,RF)和KNN(k-nearest neighbor)算法的高光谱图像分类方法。首先,利用主成分分析法对高光谱图像进行降维; 其次,通过RF算法对降维后的主成分图像进行滤波,以增强遥感图像的轮廓特征; 然后,采用KNN算法计算测试样本与不同类别训练样本的欧式距离,根据比较k个最小欧式距离的平均值得到测试样本所属类别; 最后,在2个典型的数据库上进行实验验证,并分析所提算法中不同参数对分类精度的影响。实验结果表明,RF算法可以有效地去除噪声点,强化图像轮廓,与其他高光谱图像分类方法相比,该方法在分类准确性方面表现突出。

针对高光谱影像数据中存在大量冗余,传统异常探测算法应用高光谱所有波段进行探测计算量巨大的问题,提出一种基于波段相似性线性预测与学习字典的异常探测算法。该算法首先通过对波段的相似性进行线性预测,找到最不相似的波段子集; 然后,利用学习字典算法获得能够表征图像背景信息的背景字典,并通过低秩分解的算法将影像分解为低秩矩阵与稀疏矩阵; 最后,使用经典RXD(Reed-X detector)探测算法对稀疏影像进行异常探测。实验结果表明,该算法可以在减少计算代价、保持波段原始信息不被破坏的同时,能够较好地实现了高光谱影像的异常探测。

针对大部分遥感影像阴影提取算法存在阴影信息提取不完整的问题,提出一种遥感影像阴影自动扩充提取算法。首先,根据近红外波段阴影边界的像素值变化率存在波峰和阴影内部的像素值变化率稳定的特性,建立阴影边界判断准则来判断像素是否位于阴影边界; 然后,在阴影初步提取的基础上,利用边界判断准则,由内向外对每个阴影区域进行扩充,从而能够考虑到单个阴影区域,不再局限于影像全局特征或局部特征,进而能更加完整地提取阴影。实验分析表明,该算法对阴影的提取效果明显,可以有效提高阴影提取的精度和效率。

针对高分辨率遥感图像检索中手工特征难以准确描述图像的问题,提出聚合卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)特征的方法来改进特征表达。首先,将预训练的CNN参数迁移到遥感图像,并针对不同尺寸的输入图像,提取表达局部信息的CNN特征; 然后,对该CNN特征采用池化区域尺寸不同的均值池化和视觉词袋(bag of visual words,BoVW)2种聚合方法,分别得到池化特征和BoVW特征; 最后,将2种聚合特征用于遥感图像检索。实验结果表明: 合理的输入图像尺寸能提高聚合特征的表达能力; 当池化区域为特征图的60%80%时,绝大多数池化特征的结果优于传统均值池化方法的结果; 池化特征和BoVW特征的最优平均归一化修改检索等级值比手工特征分别降低了27.31%和21.51%,因此,均值池化和BoVW方法都能有效提高遥感图像的检索性能。

在面向对象多光谱图像分割方法中,初始对象特征往往无法反映真实区域的整体特征,从而产生错误的合并结果。针对以上问题,提出采用简单线性迭代聚类(simple linear iterative clustering, SLIC)超像素与结构张量粗分割相结合的方法对其进行改进。先采用SLIC超像素方法产生初始过分割结果,用结构张量产生尺度空间下的粗分割结果,再用粗分割结果指导超像素进行初步合并,使分形网络演化方法(fractal net evolution approach,FNEA)所面向的初始对象能够表达该区域的整体特征,增强后续合并过程对噪声的抗性。将该方法与传统FNEA的分割结果对比表明,该方法具有良好的抗噪能力,对复杂城区高空间分辨率多光谱图像能够得到较好的分割结果。

基于边缘特征的提取方法被广泛应用于遥感影像道路识别当中,针对传统方法抗噪性较差且易误判和漏判的缺点,基于Canny边缘检测思想,采用一种平滑尺度自适应的高斯滤波对遥感影像降噪,降低噪声干扰,同时保留了边缘细节。在进行双阈值的边缘判断环节根据像素点目标尺度范围内的局部特性选取高、低阈值,提高边缘的准确判断能力。实验结果表明,该方法能有效改善边缘检测的准确度和定位精度,提取的道路边缘误判明显减少,完整度和连续性显著增强,且自动化程度高。

建筑物检测在城市规划、变化检测、地表覆盖等方面均起到重要作用。然而高空间分辨率遥感影像(简称“高分影像”)中建筑物朝向不一,形态颜色各异,大小尺寸也有着较大差别,使得建筑物检测成为一道难题。为此,提出一种基于多尺度多特征来自动化检测高分影像中建筑物的方法: 首先,对影像降采样构建高斯金字塔模型,固定尺度的滑动窗口在不同层影像中对应着不同的实际地面面积; 然后,对影像进行超像素分割并计算滑动窗口中多种描述建筑物特性的特征值,通过多特征融合来衡量建筑物目标在不同尺度影像中的显著性; 最后,计算超像素块的显著性均值,结合Otsu算法自动求取阈值,进一步设置长宽比等约束条件,从而准确、自动地提取建筑物目标。分别采用空间分辨率为0.5 m和0.2 m的影像进行实验,并和基于颜色和纹理建模的马尔科夫随机场模型算法进行定性和定量的比较。实验结果表明,该方法对高分影像中建筑物的提取有更好的实际效果和检测精度。

大气水汽含量对海陆水循环、气溶胶和云的形成等具有重要作用,对其时空变化特征及其影响因素的研究具有十分重要的意义,而下垫面因素对其影响还有待进一步研究。以黑龙江省为研究区,基于MODIS、数字高程模型和探空数据,利用两通道和三通道比值法反演出大气水汽含量并进行精度评价。在此基础上,分析大气水汽含量的时空分布特征及其与下垫面之间的关系。研究结果表明: ①两通道比值法要稍优于三通道比值法(与实测数据相关系数分别为0.795和0.754); ②在4—7月间,黑龙江省西北部和东南部水汽含量低,而东部、西部水汽含量较高; ③全省平均水汽含量整体呈上升趋势; ④不同土地覆盖和地貌类型上空的水汽含量有着明显的差异。

基于遥感影像的区域尺度地裂缝自动提取技术存在光谱范围不确定和几何特征多样导致提取精度低的问题,对此提出了一种基于对象的地裂缝分步提取方法。首先,对影像进行分割,根据分割对象的光谱和几何特征,掩模去除与地裂缝区别较大的地表干扰要素; 然后,提取影像中的线性对象,去除不具有线性特征的地表要素; 最后,计算线性对象的分形特征,进一步区分地裂缝和其他线性地表要素,实现地裂缝的精确提取。以鄂尔多斯东北部某煤矿开采区为研究区进行实验,结果表明,该方法能够有效地提取地裂缝,正确率达到85.7%,高于传统监督分类精度(57.1%)和知识模型提取精度(71.4%)。在提取结果的基础上,研究了典型研究区的地裂缝分布特点,分析其与采空区位置以及地形的空间关系,结果显示该研究区的地裂缝个数与采空区距离呈现负相关关系,而与地形没有明显的相关性。研究可为区域性地质环境保护和矿区煤炭资源合理开发提供必要的技术支撑。

以位于我国不同地区的15个湖泊为研究区域,基于高分一号(GF-1)卫星遥感影像计算归一化水体指数(normalized difference water index,NDWI),在此基础上分别采用迭代法、大津法和直方图双峰法选取分割阈值及提取水体信息,并分析3种方法的阈值选取结果及水体信息提取结果。研究结果表明: 迭代法与大津法选取的阈值相近,与直方图双峰法选取的阈值相差较大; 迭代法选取阈值的效率较高; 直方图双峰法的提取精度最优,其提取的水域面积与参考面积拟合的效果最好。该研究可为GF-1影像的精准水体提取提供自适应阈值分割方法的选取策略。

总悬浮物浓度是水质评价的重要参数之一。2015年8月,在鄱阳湖布设33个采样点,通过测量水面光谱和采集水样进行检测,获取水面遥感反射率、总悬浮物浓度和叶绿素a浓度等数据。结合实测水面遥感反射率数据与总悬浮物浓度的相关性分析,建立了单波段、一阶微分和波段比值3种反演模型,并分别进行了精度验证。研究发现,3种反演模型的拟合度(R ²)均大于0.9,其中单波段模型最优,其R ²、均方根误差(root mean square error,RMSE)及平均相对误差(mean relative percentage error,MRPE)分别为0.980 5,3.78 mg/L和16.99%。将该单波段模型应用于2015年8月3日的高分一号(GF-1)卫星影像数据,同样得到了较高的反演精度,R ²,RMSE和MRPE分别为0.847 7,12.23 mg/L和35.22%。结果表明,鄱阳湖丰水期总悬浮物浓度值总体偏低,平均值为23.26 mg/L,高值主要集中在鄱阳湖北部通江河道及其以南的中部水域,其余水域分布较为均匀。利用2015年10月24日GF-1影像和准同步观测的21个采样点的总悬浮物浓度数据使用此模型做进一步验证,其反演精度接近于2015年8月影像验证结果,表明该模型能进一步推广应用到鄱阳湖不同时期总悬浮物浓度的反演。通过实测光谱的分析以及在遥感影像上的应用,可以为鄱阳湖总悬浮物浓度的反演以及环境监测提供参考。

采用高光谱技术获得的数据进行土壤有机质含量的反演和估测是近年来的研究热点。为确定有效的估测建模方法,利用地面实测的土壤高光谱反射率及有机质含量等数据,采用小波分析方法实现去噪,包络线去除法实现建模参数提取和数据量压缩,结合多种不同的数据变换方法,利用BP神经网络法、多元线性回归法及最小二乘回归法建立不同的估测模型。对比发现,BP神经网络模型的估测效果优于回归模型,其中结合对数的平方变换和神经网络所建立的模型为最优估测模型,模型的决定系数达到0.933,检验样本的均方根误差达到0.069。实验证明,BP神经网络+对数的平方变换模型的学习机制适用于土壤有机质含量地面高光谱估测且效果好。通过在建模因子层面上进行数据变换建立了较好的估测模型,其研究方法、模型和结论,对土壤有机质含量地面高光谱估测具有一定的参考意义。

经典的Goldstein InSAR干涉图滤波算法选取滤波参数时存在较大的主观性。以经验值作为滤波参数的Goldstein滤波算法为基础,基于相干系数、相位标准偏差、伪相干系数、伪信噪比和结构相似性来获得滤波参数的Goldstein自适应滤波方法,采用32像素×32像素的滤波窗口对模拟和真实干涉相位图分别进行单次滤波实验,对滤波结果进行详细评价和对比分析。研究结果表明,基于这6种滤波参数均能在一定程度上抑制噪声,使干涉条纹趋势更加清晰,提升了干涉图的质量。其中,基于相位标准偏差的滤波不仅能够抑制噪声,并且较好地保持干涉图的细节和边缘信息; 基于结构相似性和伪信噪比的滤波效果相对较弱; 基于经验值、相干系数和伪相干系数的滤波效果相对欠佳。

多源数据联合平差不仅可以保证异源数据之间的接边精度,还可提高整体区域网的稳定程度,精度分析是多源联合平差的重要保障。随着国产卫星传感器类型的日益丰富,多源联合平差逐步应用于国产卫星数据,然而基于此方面的精度分析和其对单源数据平差产生影响等方面的研究相对缺乏。为此,以国产高空间分辨率卫星数据为研究对象,构建基于有理多项式 (rational polynomial coefficient,RPC)的多源数据联合区域网平差模型,并对重庆市西部地区的高分一号(GF-1)、高分二号(GF-2)和资源三号(ZY-3)卫星数据进行多源联合区域网平差试验,通过设计不同控制点布设策略、统计平差结果的精度,综合分析不同方案下区域网平差对系统误差的改正效果及对单源数据产生的影响。试验结果表明,基于国产高分卫星的多源联合区域网平差方法可行,并对单源平差精度产生了积极作用。

富贵竹作为一种观赏植物,在我国南方省份有大面积种植,具有良好的经济价值。为了解与监测区域富贵竹种植情况,以Landsat8 OLI遥感影像为数据源,构建了一种新的网体—水体差异增强指数(difference enhence between net and water index,DENWI)作为特征参数,通过面向对象的分类方法建立富贵竹信息提取规则集,得到研究区域内富贵竹的种植信息,并与2种传统信息提取方法进行对比研究。结果表明,相比于传统方法,基于DENWI的面向对象分类方法可以更有效地提取富贵竹种植信息,总体分类精度为98.46%,Kappa系数为0.97,该方法监测提取富贵竹种植信息是可行且有优势的,可以为富贵竹种植监测和管理提供科学依据。

南方丘陵山区茶园空间分布的提取对于南方经济发展和生态环境保护有重要意义。为此提出一种基于中尺度光谱和时序物候特征的茶园提取方法。利用MODIS增强植被指数(enhanced vegetation index,EVI)和归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)数据产品选择Landsat影像的最适时间窗口,使用面向对象方法和决策树分类模型提取初步分类结果,使用MODIS-EVI植被时序数据提取不同植被物候参数,完成茶园分布范围提取。以福建省漳州市和安溪县为研究区进行茶园提取,经检验,总体分类精度达到85.71%,Kappa系数达到0.83,其中茶园的生产者精度为83.72%,用户精度为90.00%; 提取结果与漳州市和安溪县茶园种植面积的公开统计数据接近。结果表明,该方法可获得较高的茶园提取精度。提取结果可以为南方经济发展和政府有关部门对茶园的调控提供一定参考和指导。

针对以往无人机遥感用于城市植被分类时多利用影像光谱、纹理和形状等特征,影像重建点云数据未能充分利用的问题,提出一种综合影像重建点云与光谱信息的城市植被分类方法。首先,基于运动恢复结构(structure from motion,SFM)、多视图聚簇(cluster multi view stereo,CMVS)和基于面片模型的密集匹配(patch based multi view stereo,PMVS)算法重建研究区密集点云; 然后,经滤波、插值生成研究区数字高程模型(digital elevation model,DEM)和归一化数字表面模型(normalized digital surface model,nDSM),同时结合影像光谱信息对不同高度的城市植被进行分类提取; 最后,采用面向对象的影像分析方法,根据nDSM信息与归一化绿红差异指数(normalized green-red difference index,NGRDI)及可见光波段差异植被指数(visible-band difference vegetation index,VDVI)等光谱信息,分别建立了水生植被、草地、灌木、小乔木和乔木等不同植被的分类规则。实验结果表明综合利用影像重建点云得到的nDSM信息与影像光谱信息提取不同高度的植被是可行的,总体分类精度达到92.08%。该方法可为城市植被分类与制图提供理论支持和应用参考。

将遥感技术与野外调查相结合,根据野外调查点中砂性土和黏性土在遥感影像上的反射光谱特征解译了潮白河中游冲积平原浅层沉积体的分布格局,利用钻孔岩芯验证了遥感解译结果,并综合面上和垂向规律分析了研究区的宏观沉积特征。结果表明: 早期中低空间分辨率Landsat TM影像数据在识别地表岩性时效果较好,在B7(R),B4(G),B1(B)波段组合下砂性土与黏性土色调差异明显,颜色饱和度可以反映同种岩性粒度上的变化; 利用钻孔浅层岩芯对遥感解译结果进行验证,两者基本一致; 研究区表层沉积体自西向东可以分为右堤外河漫滩、现代河床、左堤外河漫滩、古河道和泛滥洼地5个沉积体,其中古河道发育深度浅,以透镜体形式存在,河床及其两侧河漫滩、河漫洼地在20 m以浅继承性发育,各沉积体随着河流的摆动此消彼长。

基于黄河流域雨量计网络降水数据,利用相关系数、平均误差、均方根误差和相对误差4个评估指标以及极端降水指数和误差分析方法,研究全球降水测量计划卫星(global precipitation mission,GPM)的2个降水产品(GSMap-gauged和GPM IMERG)的误差空间变化特征、对极端降水的捕捉能力和降水数据精度。结果显示: 2个产品数据都大体存在西部低估,东部高估的现象,而相比于GSMap-gauged产品,GPM IMERG产品在大部分地区的误差更大,并且漏报误差受海拔和降水强度的影响更为显著,但对微量降水的观测较为精确些; 2个降水产品日尺度降水数据统计指标对比表明,GSMap-gauged产品的相关系数更大,平均误差绝对值更小,监测性能更好; 在极端降水观测能力上,GSMap-gauged产品监测能力强于GPM IMERG产品。

针对京津高铁(北京段)存在的地面沉降问题,采用时序合成孔径雷达干涉技术获取研究区2010—2015年间地面沉降信息,结合地下水实测数据,采用交叉小波的方法探讨不同层位地下水位变化与地面沉降的关系,最后结合研究区内可压缩黏土层分布情况分析地面沉降与可压缩黏土层厚度的关系。结果表明: 研究区年均沉降速率最大值为121 mm/a; 地面沉降滞后承压水位变化910个月,滞后潜水位变化4个月; 位于同个冲洪积扇控制范围的地面沉降速率随可压缩黏土层厚度的增加而增大。本研究对于科学有效防控不均匀地面沉降对线状地物的损害具有实用意义。

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。

基于ALOS/PALSAR雷达卫星影像,采用合成孔径雷达干涉测量(interferometric synthetic aperture Radar,InSAR)技术,重建地震形变前后的数字高程模型(digital elevation model,DEM),经RTK校验后利用差值算法反演天山乌吐劲河谷地震同震场形变特征。研究结果表明: ①去尖三角状崩塌形变面积为104.47万m ²,崩塌量为1 461.60万m ³,起始端高程为3 225 m,平均坡度为48°,坡向为NNW; ②喇叭状堆积形变面积为78.61万m ²,堆积量为1 424.27万m ³,掩埋深度为3580 m; ③河道南岸堆积形变将河床向北推进了100 m、向东推进了300 m; ④崩塌形变阻塞河道后导致水体形变,形成堰塞湖水面面积在30 d内由原有的0.039 km ²增大至0.059 km ²,并在2010年湖面面积出现峰值0.146 km ²; ⑤形变原因不仅是由于其处在地震活动带上,还有石灰岩岩性、地形坡度和断裂构造等综合因素作用的结果。

以新疆渭库绿洲为研究区,对Radarsat-2全极化数据进行Freeman-Durden和H/α这2种目标极化分解处理,得到相应的特征参数,结合SVM-Wishart半监督分类方法对研究区土壤盐渍化信息进行提取,并利用目视判读和野外实地考察对分类结果进行分析验证。研究结果表明: ①应用不同极化分解得到的特征参数进行影像类型识别和参数特征空间构建,不同参数信息识别度不同,且参数之间特征空间分布不同,其中H/α分解后特征参数构成的特征空间存在明显规律; ②利用SVM-Wishart半监督分类方法对Freeman-Durden分解和H/α分解结果进行分类,Freeman-Durden分解后分类效果优于H/α分解分类效果,分类精度分别达88.00%和78.96%; ③SVM-Wishart半监督分类优于传统的SVM分类效果,可以较好地提取研究区土壤盐渍化信息。SVM-Wishart半监督分类可对极化非相干分解后得到的特征参数进行较充分的挖掘,并使分类结果得到一定程度的提高,在区域土壤盐渍化信息提取中具有优势。

植被指数法是利用卫星遥感影像识别火烧迹地的常用方法之一。植被因受火的干扰会形成火烧迹地,其光谱特征易与裸地、水体、道路、阴影和耕地等地物光谱混淆,使用遥感影像采用合适的植被指数提高过火区遥感监测精度仍是亟待解决的问题。以四川省2014年和内蒙古自治区2017年发生的4次森林火灾形成的火烧迹地作为研究区,利用高分一号16 m宽幅(GF-1 WFV)数据和Landsat8数据的波谱特性,选取归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)、增强型植被指数 (enhanced vegetation index,EVI)、全球环境监测植被指数(global environment monitoring index,GEMI)、过火区识别指数(burned area index,BAI)和归一化火烧指数(normalized burn ration,NBR)等5种典型植被指数,通过构建不同植被指数的分离指数M来定量评价这些植被指数识别火烧迹地的潜力。研究结果表明,基于近红外—短波红外波段的NBR和基于可见光—近红外波段的BAI对过火区的分离性较好,NDVI的分离性次之,EVI和GEMI的分离效果较差; 基于GF-1 WFV和Landsat8数据采用BAI和NBR指数对内蒙古鄂伦春自治旗火烧迹地进行了识别(其中GF-1 WFV数据只用于BAI识别),并利用高分二号(GF-2)数据进行了精度验证,两者火烧迹地识别总体精度均大于87%,Kappa系数均大于0.7。

采用1992—2013年间DMSP/OLS夜间灯光数据与新疆统计年鉴数据相结合,并应用数学统计分析的方法,选取以灯光面积和总DN值为自变量模拟的算法,构建了新疆的能源消费空间模型。在考虑降尺度修改模型的基础上模拟了新疆地州市级的能源消费数据,并对年均模拟值数据空间分布差异进行分级,其中昌吉回族自治州、乌鲁木齐市、塔城地区和喀什地区的能源消费等级相对较高。本研究为新疆能源消费动态监测提供了新的方法支持。

为辅助钢铁行业生产状态变化监测,以唐山市钢铁企业为例,选取2016年2月7日,3月10日,3月26日,5月13日和5月29日5期Landsat8 TIRS 第10波段热红外数据进行地表温度反演,结合2015年9月26日和2016年9月10日的高分2号(GF-2)数据所提供的钢铁企业空间结构信息,采用阈值法从地表温度图中划分出低温区(背景热辐射区)和高温区(生产区域); 在二者温度差的基础上建立生产热辐射模型来判断该时期内钢铁企业的生产状态; 最后通过GF-2卫星数据提供的钢铁企业空间结构变化信息以及钢铁企业的月产量数据,对监测结果进行初步验证。研究结果表明,本研究建立的基于热红外遥感技术的生产热辐射模型对钢铁企业生产状态变化辅助评估具有可行性。

我国新疆—甘肃境内的北山裂谷位于重要的金、铜、钼、铁等多金属矿产成矿带内,具有较大的成矿潜力。为更好地发挥遥感技术在该地区蚀变信息提取和找矿预测中的作用,选取成矿带西段红十井地区和磁海南一带为研究区,利用传统主成分分析法和波段比值法提取与金矿有关的羟基异常、碳酸根异常和铁染异常。但是,受区域变质作用影响,提取的异常中存在大量干扰信息。针对此问题,通过波段运算成功去除了多数干扰信息,筛选出的异常区与已知矿点具有较高的吻合度。在磁海南一带利用该方法筛选蚀变异常,经野外验证在异常区内发现2处金矿,因此认为该方法在北山地区寻找韧性剪切带型金矿的工作中具有重要先行指导意义。

活动断裂活动性的强弱显著影响着人们的生命、财产安全。在系统总结活动断裂的遥感影像解译标志的基础上,综合利用Landsat ETM+影像、ASTER GDEM数字高程模型及Google Earth影像等多种数据资料,结合前人研究成果,获得研究区活动断裂的空间展布情况: 平武—青川断裂、北川—映秀断裂北东段、茶坝—林庵寺断裂和广元—江油断裂在空间展布上大致平行。通过对错断水系错位量的测量、夸张三维地貌的对比、历史地震震级对比和地形起伏度等比较分析,得出了断裂的性质和活动性强弱情况: 平武—青川断裂、北川—映秀断裂北东段、茶坝—林庵寺断裂和广元—江油断裂为研究区内主要的活动断裂,均为右旋走滑兼逆冲断裂; 平武—青川断裂的活动性最强,北川—映秀断裂北东段及茶坝—林庵寺断裂的活动性次之,广元—江油断裂的活动性最弱。龙门山断裂带北东段主要活动断裂的活动性由北西向南东减弱。

以莲花山断裂在广东及相邻海域的延伸为研究对象,在陆域收集ETM+数据对断裂带的地形地貌进行遥感影像解译,在海域使用实测航磁数据推断断裂构造特征,分析了莲花山断裂对珠江口盆地的沉积控制作用。遥感解译结果显示,莲花山断裂带呈NE向束状线性特征,南北两支主干断裂沿西南向入海。断裂带主体为东陡西缓的山脉,两侧为低丘和平原,沿断裂带常发育NE向直线型河,东部山脉多发育深切的"V"型沟谷、直立陡崖或断层三角面; 磁场特征显示,北支主断裂延伸至珠江口盆地北侧,南支主断裂穿过珠江口盆地直至海南岛东南侧,沿断裂带岩浆活动明显。莲花山断裂带为不同磁场特征的分区界线,控制了珠江口盆地的基底结构、NEE向断裂和深源岩浆活动,是珠江口盆地一级控盆深断裂。

月球次级坑是月球上的一种地质特征,易与初级坑相混淆,对月表定年影响大,同时对主撞击坑的撞击方向有一定的指示意义,因此识别和筛选出次级坑是一项重要的工作。综合考虑撞击坑空间分布位置和直径关系,选取哥白尼纪5个典型撞击坑为研究对象,基于遥感影像和地形数据,通过总结相关学者对特定形态指标与次级坑定量关系的研究,构建4个形态指标(不规则度、椭圆度、深径比、坑缘高度与直径比)及其参数范围,进行次级坑的智能化识别、提取与空间分布研究。最终识别出次级坑总数量为17 811个,在此基础上构建了包含位置、大小、形状、距离和方向5大类的数据库; 并研究了距主坑边缘不同距离范围内次级坑的规模和空间分布特征; 提出了基于次级坑主轴方向判定撞击坑入射方向的新方法。研究结果表明: ①在规模大小上,月海次级坑直径大小主要集中在初级坑直径的(2.7±0.11)%以下; 月陆次级坑直径大小主要集中在初级坑直径的(3±0.3)%以下; 在空间分布上,月海与月陆次级坑分布规律相一致,次级坑数量占总次级坑数量的90%时,其分布距离是最大分布距离的(57±7)%; ②Tycho撞击坑的入射方向为W-E方向,Copernicus撞击坑和Kepler撞击坑的入射方向为SE-NW方向,Aristarchus撞击坑和Jackson撞击坑的入射方向为NW-SE方向。这些认识将对更准确地开展撞击坑撞击方向的研究提供参考。

利用三维实景建模进行传统村落数字化具有效率高、还原度真实的优势。以安徽省黄山市13个村落为研究区开展模型重建试验,首先,采用多旋翼飞行器挂载五镜头倾斜相机完成对村落影像数据的采集和预处理; 然后,结合ContextCapture软件进行空三解算和重建模型; 最后,得到村落模型成果并将该模型窗口在中国传统村落数字博物馆的网页中调用。结果表明,该方法适用于村落范围的模型构建,能够自动生产出空间分辨率高、拓扑关系良好、细节表现丰富的实景模型,对于中国传统村落数字博物馆的建设起到了积极作用; 同时通过分析多个村落的数据处理时间,得到了空三解算时间与数据采集时间的内在关系,并给出了在地貌环境复杂的传统村落环境下实施飞行任务的若干建议。

分析了当前地质数据处理共享服务的现状与问题,提出了一种基于消息调度机制的分布式地质服务体系,该架构是地质服务体系的新尝试,初步解决了地质数据处理服务共享中的复用性问题。在简要介绍消息调度机制的概念和应用模式的基础上,基于发布/订阅模式设计了地质数据处理服务共享应用架构,实现了地质数据处理算法库的封装、地质数据服务共享的发布、描述了地质数据处理消息的流程,并以流程化地质数据处理在线服务为示例,简述了流程的设计和执行。实践证明,该体系能够复用已有的地质数据处理应用软件,满足互联网应用系统的快速开发的需要,节省算法重新编码和服务生产,可以在地质数据处理服务中推广使用。

针对交通路网对城市应急疏散过程的影响,使用空间分析技术对路网的脆弱性与应急疏散模型进行研究。使用最小费用最大流(minimal cost maximal flow,MCMF)算法寻找GIS路网数据中的脆弱点,以北京某实地区域数据进行算法验证,并与同类软件的提取效果进行比较。结果表明,基于GIS平台集成的模型算法可以准确提取路网脆弱点,可提高在应急疏散中路网的利用效率,加快疏散速度。