遥感技术是监测区域农业旱情时空变化的主要手段,其反演的植被指数(NDVI)和地表温度(Ts)两个参数可以通过表征绿色植被对干旱胁迫生境的反应揭示土壤水分信息,反映作物受旱状况,但两者单独使用时均存在局限性。而基于植被指数和地表温度的二维特征空间综合了两个参数特有的生理生态意义,不仅可以指示作物受旱时的水热胁迫环境,同时揭示了作物在这种胁迫环境下表现出的症状,可有效提高农业干旱监测的精度和效率。本文在较为详细地阐述植被指数-地表温度特征空间评估农业旱情的原理基础上,综述了这方面有代表性的4个干旱监测模型,初步分析了影响这类模型特征空间的部分非土壤水分因子,并对它们在应用中的优缺点做了评述和总结,为今后此领域研究中需要关注的问题做了展望。
协克立金方法是一种多元最优无偏的线性估值方法,已被广泛应用于许多领域。本文将协克立金方法应用于遥感图像的融合中,并与经典的基于主成分分析方法的融合结果进行定性和定量比较和分析。首先,通过计算实验变异函数,进行变异函数理论模型拟合; 然后,运用3种不同协克立金方法对较低分辨率的多光谱图像和较高分辨率的全色图像进行融合。实验结果表明: 基于简单协克立金方法融合的图像空间分辨率最好; 普通协克立金方法融合的图像光谱保真性最好; 标准化的协克立金方法融合的效果介于两者之间。
应用线性光谱混合模型研究城市环境生物物理组成,端元的确定是其关键。城市地表同物异谱现象显著,光谱变异强烈,对于高反照率地物尤其突出。端元的光谱变异对线性光谱混合模型拟合结果产生重要影响。以同种纯净地物光谱曲线形状具有相似性为出发点,提出了一种端元优化选取方法,在此基础上计算了北京城市地表不透水层覆盖度。研究结果表明,该方法能够在一定程度上减小端元光谱变异性对线性光谱混合模型拟合结果的影响,进而提高城市不透水层覆盖度的估算精度。
提出了针对ASTER数据同时反演地表温度和发射率的多波段算法。即利用ASTER数据的第11~14热红外波段建立热辐射传输方程,并同时对相应波段的发射率建立近似线性方程,得到6个方程6个未知数,从而形成了针对ASTER数据的同时反演地表温度和发射率的多通道算法。利用3种方法求解方程: ①先分类,然后进行数学计算; ②利用最小二乘法; ③利用神经网络方法。利用辐射传输模型MODTRAN 4模拟数据进行反演及验证分析,结果表明,神经网络能够提高算法的精度和实用性,反演的地表温度平均误差为0.5 ℃,反演的发射率平均误差分别在0.007(11、12波段)和0.006(13、14波段)以下。
利用实时探空数据和单窗算法对2004年7月6日北京市TM图像进行地表温度反演,根据反演结果,采用阈值法将北京城区地表温度空间分布分为植被正常温度区、水体正常温度区、水体高温区、裸地正常温度区、建筑物低温区、建筑物正常温度区、建筑物高温区、植被建筑物混合高温区和植被建筑物混合正常温度区等9种模式。在此基础上,对水体高温区、植被建筑物混合高温区、建筑物低温区和建筑物高温区等4种温度异常区进行了实地抽样调查,详细分析了这些温度异常区形成的原因。
地面沉降已经成为全球性问题,传统的大地测量技术在日益严重的大范围地面沉降监测方面越来越显得难以胜任,新兴的
雷达干涉测量技术正好提供了一种大覆盖、高空间和高时间分辨率的地面沉降监测手段。本文以天津地区为实验区,介绍并实现了
利用PS点的InSAR时间序列分析方法,取得了较好的实验结果。
通过对积雪、云及其阴影等光谱特性的深入分析研究,结合国内外积雪监测研究动态,根据中巴资源卫星传感器的特性,
研究利用中巴资源卫星数据进行积雪监测的方法。在大量数据分析基础上,建立了一套精度较高的积雪识别方案。文章阐述了具体
的数据处理流程,并对可能的误差来源进行分析。利用西藏那曲地区班戈县内的试验场数据,对该积雪识别方案进行了验证。结果
表明,该方案的积雪监测效果比较理想,精度较高,为积雪监测业务化提供了可靠的理论依据。
针对IHS变换在QuickBird数据融合中存在的光谱扭曲问题,提出了利用Visual-Pan波段和线性加权匹配两种方法进行改进
,并给出了Visual-Pan波段方法中系数α的最佳取值范围,以及线性加权匹配融合图像的空间特征与光谱特征达到最佳效果时Pan
权值(wPan)和I权值(wI)的最佳取值。结果表明,对于Visual-Pan方法而言,当0.2<α<0.25时,可以获得非常好的融合效果; 而
对于线形加权匹配方法而言,当wpan=3/4、wI=1/4时,融合图像的空间特征与光谱特征可以达到最佳效果。
高分辨率遥感影像波段间配准误差是影响影像质量及其应用精度的重要因素之一。配准误差指标要求是影像传感器研发中
的一项重要参数。为准确分析配准误差对遥感应用的影响程度,在试验研究中利用多项式模型模拟各种配准误差的图像,并从几何
精校正、目视解译、非监督分类实验及数据融合等角度分析了不同波段配准误差情况下对遥感应用的影响,提出了遥感应用中对高
空间分辨率卫星影像的波段配准指标要求。
采用CBERS-02星CCD数据,提出一种基于统计的最邻近法,该方法能自动消除中巴地球资源一号卫星CCD图像上的色差,不
仅能取代传统的手工方法,而且可大幅度提高CBERS-02星CCD预处理系统的生产能力,为中巴地球资源一号卫星数据的广泛应用奠
定基础。
为了通过水稻冠层反射光谱来提取水稻叶面积指数信息,尝试利用辐射传输模型PROSPECT+SAIL来模拟水稻冠层反射光谱,
比较了各植被指数中叶面积指数(LAI)和叶绿素浓度的相关性。在观察光谱曲线后发现,红边位置光谱可以较好地区分LAI和叶绿素
浓度二者引起光谱变化的差异。由此提出对700 nm~750 nm区间内的反射光谱做主成分变换,并利用第2主成分与LAI建立反演模型(
即主成分分析法),取得了较好效果,表明在植被指数趋近于饱和以至于无法区分二者相关性时,主成分分析法可以作为一种简单
而有效提取水稻叶面积指数信息的补充手段。
根据矿床遥感地质理论,解译分析老厂矿床线、环构造及蚀变信息,并结合地质、物化探信息,拟建老厂矿床线-环结构模
式。在区域性北西向线性构造带遥感地质背景下,南北轴向南老环和东西轴向透镜体系列叠加形成老厂环-环横叠式结构,二者分
别反映华力西期火山洼地和燕山-喜山期隐伏中酸性岩体,其叠加地段是有利成矿部位。影像上受北北西向线性构造控制的色调异
常斑块显示了近矿围岩蚀变的范围,并据此模式进行成矿预测。
为调查漓江流域近30 a来的生态环境变化,开展了基于TM/ETM+和MODIS遥感长、短周期结合的动态监测研究。通过对3期
Landsat-5/7 TM/ETM+遥感影像的信息提取、模式识别和实际调查,发现造成漓江上游生态环境退化的主要原因与漓江水源林遭人
为破坏、城市化扩展和水质污染等因素有关。通过对MODIS-NDVI和水体反射波谱分析,初步探明了流域区植被总量的季节变化规律
和漓江水体污染的遥感反射波谱特征,确定了水质遥感监测的最佳MODIS波段,得到了研究区的植被覆盖、城市扩展变化及河流水
质变化信息。
基于美国SRTM-DEM数据,利用彩色晕染、密度分割与GIS空间统计分析等技术,并结合地质资料,通过地形高程、地表坡度
及地形剖面等分析手段,对阿尔泰山的构造地貌特征进行初步分析。研究表明,阿尔泰山脉平均海拔约1 790 m,平均坡度约21°
,其高海拔与高坡度的现代地貌特征,主要与强烈的断裂构造活动有关; 山脉严格受到以北西向为主的断裂构造活动的影响与控
制,其发育的构造地貌单元基本上呈北西走向特征; 山脉阶梯状地貌特征明显,共发育5级剥夷面,不同级剥夷面所处的海拔不一
样,同级剥夷面具有东北侧高于西南侧,山脉东、中段高于西段的特点。
土壤中水分、有机质和氧化铁的含量对其光谱特征有很大影响。本文对粤西红土的有机质光谱指标、水分、氧化铁含量与
野外光谱特征进行分析。研究表明,在短波红外波段,水分含量与野外红土反射光谱关系最密切; 在近红外波段,氧化铁含量与
野外红土反射光谱关系最密切; 在可见光波段,有机质对野外红土光谱影响最大。
利用韩江河口近20多a的卫星影像资料,结合GIS技术,通过对韩江河口流势、流态和水沙输移特征的分析,探讨韩江河口
出口水流动力状况及其对泥沙输移的影响。结果表明,韩江河口区内泥沙含量较低,在河口区内涨落潮流呈西南-东北向运动,在
河口外则易受西南沿岸流影响,具有近岸输沙的特性。
在土地利用/覆盖研究中,对于范围广、地域差别大的地区,仅用同一标准对遥感图像进行分类往往难以得到理想的效果。
本文以浙江省钱塘江流域为例,通过对Landsat TM数据各波段组合,首先提取水层和山层信息,然后采用掩模法提取平原丘陵层信
息,并根据地形地貌和土地利用现状的差异,将平原丘陵层划分为6个区,当所划分区域内各景的影像时相不一致时,再对该区进
行分景处理。最后,分别对每层、每区和每景图像进行训练样本的选择和监督分类。试验结果表明,结合分层、分区和分景的监督
分类方法是一种适合于较大区域土地利用/土地覆盖分类的有效方法。
在遥感和GIS技术支持下,运用景观生态学的基本理论与方法,结合土地利用/土地覆被变化特征,通过分析景观类型的斑
块大小、数量与形状特征以及主要景观要素间的转化关系,定量反映了1996~2000年三江平原景观数量结构与空间格局的变化。研
究表明,该时期人类活动的强度较大,耕地面积显著增加和林地、沼泽湿地面积逐渐减少相对应,林地、草地和沼泽湿地向较分散
小块分布发展,景观整体呈现破碎化的趋势。
以TM影像、1︰1万数字地形图以及其它辅助数据为基础,以土地利用类型、植被覆盖度以及坡度等作为影响因子,在遥感
和GIS技术的支持下,对余江县洪湖乡的土壤侵蚀强度进行了快速分级评价实验。结果表明,该方法所获取的土壤侵蚀强度信息与
实际情况比较吻合。
矿山开采会造成植被生态破坏,植被覆盖的变化间接反映矿区扩展变化。以攀枝花钒钛磁铁矿矿区为例,首先采用土壤调
节大气耐抗植被指数差值模型提取矿区扩展变化,然后用最大似然监督分类得到矿区扩展信息,接着在ArcView 9.1下将二者结果
进行叠加“与”分析,得到矿山扩展动态信息,最后将结果与2005年专家解译分类结果进行比较,精度达到95.3%。
通过对实测光谱数据和水深数据的分析研究发现,泥沙浓度在水深遥感中具有重要意义。泥沙含量决定水体光谱反射率与
水深的相关性方向: 泥沙含量较少的清水区,光谱反射率与水深呈负线性相关; 而在泥沙含量较高的浊水区,光谱反射率与水深
数据呈正线性相关。以此为依据,对水体进行清/浊水体的光谱分别处理,可提高水深的光谱反演精度。同时,结合实测水体光谱
进行不同光谱分辨率的模拟分析,发现高光谱分辨率遥感将有助于提高水深反演精度。
利用MSS、TM/ETM及CBERS-2数据,对开滦煤矿地面塌陷积水进行了动态监测。通过对4个时相遥感信息的提取,得到了28 a
来开滦煤矿地面塌陷积水的动态信息。结果表明,遥感技术是对矿区地面塌陷积水进行监测的一种很好的方法,在矿区积水信息的
提取中采用CBERS-2数据,可以取得较好的效果。
ESRI是GIS领域的拓荒者和领导者,Google Earth则提供了全球范围的影像数据库,将二者结合起来进行商业开发具有很强的现实意义。本文介绍了基于ArcEngine的ArcGIS矢量数据到KML转换的主要思想,提出了转换方法,并进行了程序实现。