低碳经济是一种以能源的清洁开发与高效利用为基础的社会经济发展新模式。开发利用生物质能,为大中型生物质发电工程提供稳定可靠的燃料保障,这在化石燃料日益枯竭的今天具有极其重要的现实意义。利用MODIS标准初级生产力数字产品(MOD 17)获取了广东省NPP(植被净初级生产力)分布图,结合由Landsat卫星影像处理生成的广东省土地利用类型图,得到了全省水稻生物质能的分布图及其统计数据。在此基础上,利用ArcGIS区域统计方法和区位配置模型筛选出了全省适宜发展水稻生物质能的最佳区位,认为肇庆、潮州附近区域比较适宜发展水稻生物质能产业。水稻生物质能定量化的估算和选址研究可为广东省开发利用水稻生物质能、发展低碳经济提供参考。
油气藏烃类微渗漏是一种普遍现象,利用遥感技术的快速、经济及高效等优势,探测烃类微渗漏从而发现油气田,是当前很多油气公司采用的主要勘探方法之一。介绍了烃类微渗漏的理论基础,阐述了烃类微渗漏在陆地表面、海底近地表及海洋表面的多种表现形式,综合论述了我国在应用遥感技术探测烃渗漏现象方面的研究进展,展望了遥感技术在未来烃渗漏检测方面的发展趋势。
在调研了全国各个土地督察局工作的基础上,总结了3S技术在土地督察工作中的具体应用和实施方法。结合具体的应用实例,说明了3S技术在土地督查中起到的重要作用。另外,本文提出了基于3S技术的土地督察系统目前所存在的问题及解决的建议,希望给土地督察信息系统的进一步完善和优化提供借鉴。
滑坡因子的分段和量化问题非常复杂,相同的滑坡因子在不同条件下对滑坡的贡献会有所不同,甚至完全相反。针对浙江省永嘉县具体滑坡点各个滑坡因子的分布情况,提出滑坡因子量化方案,并应用该方案构建滑坡危险性评价的神经网络模型。通过不同模型的对比分析,认为基于量化方案的支持向量机(Support Vector Machine, SVM)神经网络模型的实用性最强,结果最为满意,其滑坡分布的验证正确率达到84.2%。
影像融合是实现高空间分辨率遥感影像中全色数据与多光谱数据优势互补的基本途径,已有的融合方法比较侧重融合图像的视觉效果,较少考虑针对融合影像的分割、分析等后续处理与应用环节。以北京市某地区的QuickBird影像为研究数据,将融合、分割实验研究结果与定量分析相结合,从光谱和几何特征两方面对现有基于像素的主流融合方法IHS、PCA、HPF(高通滤波)、Wavelet-PC(WPC)、Ehlers(ELS)及GS(正交变换)进行对比研究,结果表明,不同融合方法针对同一数据源得到的融合影像在目视效果与定量指标两个方面均存在明显的差异,若顾及后续分割与分析,则以GS融合法的综合效果最佳。
以Hyperion数据为信息源,以江西省赣州地区为研究区,进行了粘土矿权重信息提取方法研究。通过对光谱角制图(SAM)和匹配滤波(MF)两种方法的对比,提出了将二者相结合确定各类粘土矿物权重信息的综合方法。实验结果表明,该方法能结合二者的优点,弥补相互之不足,从图像背景中准确提取出了各类粘土矿物的权重信息,部分权重大的粘土分布位置及其类型与采样点的位置及样品分析结果相吻合,证明了该方法的可行性。
宽刈幅多光谱遥感数据已经成为重要的数据源。如何使用商业遥感图像处理软件快速完成宽刈幅多光谱影像的正射纠正,得到了广泛关注。以北京一号小卫星多光谱影像为例,探讨了宽刈幅遥感影像正射纠正的技术方法,同时对比试验了基于通用推扫式模型(Generic Pushbroom Model,GPM)和有理函数模型(Rational Function Model,RFM)下正射纠正产品几何精度的影响因素。
研究了结合雷达影像纹理特征进行作物叶面积指数(LAI)估测的可行性,分析了作物LAI与多极化雷达纹理特征的相关性。将ENVISAT ASAR影像6种纹理特征与实测玉米的LAI进行相关分析发现,HH极化影像的灰度共生矩阵纹理特征与玉米LAI的相关性较VV极化的高; HH极化影像的对比度、异质性,VV极化影像的偏度、均质性等纹理特征与实测LAI均有较大的相关性。分别对两种极化影像雷达波散射强度及纹理特征与实测LAI进行多元回归分析,发现HH极化方式的相关系数达到0.68、VV极化的为0.87。说明结合纹理特征的雷达估测作物LAI方法具有一定的可行性。
以福建省永安市区为研究区,计算IRS-P6(LISS-III)多光谱数据的DVI、EVI2、MSAVI、NDVI、RDVI、RVI及TNDVI等7种植被指数,并与使用LAI-2000测量的马尾松叶面积指数(LAI)建立相关关系,分析植被指数对马尾松LAI的影响。从决定系数(R2)和标准误差两个方面对基于不同植被指数的LAI反演模型进行定量分析,反演模型包括线性模型、二次曲线模型、幂函数曲线模型和指数曲线模型4种。结果表明,马尾松LAI与植被指数呈指数曲线相关或幂函数曲线相关。反演马尾松LAI,最佳的统计模型是指数曲线模型和幂函数曲线模型,较佳植被指数为TNDVI、NDVI和RVI,其指数曲线模型和幂函数曲线模型拟合的R2均高于0.76,且验证结果R2均高于0.84,但RVI指数反演的模型标准误差相对较大。总体而言,TNDVI和NDVI的指数曲线和幂函数曲线模型对马尾松LAI具有较好的预测性。
多时相不变特征集(TIC)方法是一种简单而有效的相对辐射校正方法,该方法通过反射率基本不随时间变化地物的高密度中心确定线性回归方程,与目前国内多采用的伪不变特征点(PIF)方法相比, 在反射率基本不随时间变化的地物数量较少时,不受反射率发生变化地物的干扰。在植被覆盖程度高、城镇点较少的矿山环境中,反射率基本不随时间变化的地物较少,因此TIC方法适用于矿山环境遥感动态监测。以鄂东南多金属矿区为研究区,使用TM数据,采用TIC方法对不同时相的归一化植被指数(NDVI)进行了相对辐射校正,有效地减小了辐射差异,实现了多时相遥感图像的辐射归一化。
核电站运行过程中需要向附近海域排放大量的冷却水,冷却水是否影响周边环境及核电站的运行,温排水数学模拟和物理模拟验证都需要获取不同季节和潮汐状况下的核电站附近区域海面温度场分布特征,而航空热红外遥感技术可以获取高精度海面温度数据。对核电站近岸温度场航空热红外遥感测量数据的处理方法进行了研究,为核电温排水遥感测量提供可以借鉴的方法和思路。
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。
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。
2010年6月28日14时30分,贵州关岭县岗乌镇大寨村因连续强降雨引发山体滑坡,中国国土资源航空物探遥感中心(简称航遥中心)立即收集了滑坡前卫星遥感数据,并于6月30日成功获取了滑坡区0.08 m分辨率的航摄数据。作者利用滑坡前后的高分辨率影像数据和数字高程模型,采用数字滑坡技术分别对该滑坡的影响范围、滑动方向、规模及灾情进行了定量解译,得出滑坡灾害影响区面积、滑塌体规模、碎屑堆积规模、损毁耕地面积及掩埋房屋数量等,并在第一时间为前线救灾治理工作提供了丰富而准确的调查数据,确定关岭滑坡为一起罕见的滑坡碎屑流复合型特大灾害,这一灾害在贵州历史上未有过记载。
通过航空高光谱遥感地面定标、波谱特征分析、火区特征地物和热异常信息提取,确定了用于温度反演的热红外波段、拟合关系式和热异常对应辐射温度,探测精度达到了1∶2 000比例尺精度; 准确圈定了宁夏汝箕沟煤田火区范围,查清了火区燃烧强度,分析了热扩散规律以及遥感探测热异常与地下煤火热异常的对应关系,实现了将遥感定量调查结果直接用于灭火工程设计的目标。
采用地形图和航片、卫片等多源遥感图像,对京杭大运河杭州主城区段变迁进行研究发现,1955~2007年间,运河经历了多次扩建和改建,河道长度从21.05 km缩短至16.23 km,水域面积从0.76 km2增加到1.03 km2,平均宽度从36.10 m增加到63.46 m。运河沿岸2 km范围内的城市化程度不断提高,建筑用地从31%增加到68%,农用地从61%减少到16%,工矿用地从8%增加到16%。通过分析运河周边工矿用地类型的变迁,了解到杭州工业对运河的依赖。运河和钱塘江的沟通工程改变了运河的航道,工业用地的分布也随之发生了变化。从1988年和2007年的两期数据来看,虽然工矿用地面积所占比例都是16%,但运河老河道经过的中河流域工矿用地总面积从2.77 km2减少到0.82 km2,同时新开的运河河道流域工矿用地总面积从0.74 km2增加到3.38 km2。
以2007年5月15号晴空状态下获取的天山地区MOD10A1积雪遥感影像和Landsat-5 TM数据为基础,通过SNOMAP算法提取基于Landsat-5 TM数据的天山山区积雪分类图(30 m×30 m)。将MOD10A1数据与Landsat-5 TM积雪分类图进行对比分析,并分别在50像元×50像元、10像元×10像元和3像元×3像元统计样本尺度上对其进行定量的质量评价。结果表明: 随着统计空间尺度的减小,晴空状态下MOD10A1积雪产品的分类精度有降低趋势,上述不同统计尺度上的分类精度分别为0.94、0.87与0.80,说明受空间分辨率的限制,MOD10A1积雪产品的应用存在有效尺度及最优尺度的问题; 同时,在上述不同统计尺度上各代表性样方的精度值间的方差呈增大趋势,分别为0.032、0.074与0.135,说明误差增大的同时,MOD10A1数据质量的稳定性在下降。
通过地物光谱特征的深入分析,用线性光谱混合分解模型将主要地物覆被类型分离,并建立多个专题信息模型,依据经验知识建立了各用地类型的提取规则,对多伦县土地利用信息进行了计算机自动提取。通过分析两期遥感调查结果,得到了多伦县土地利用动态变化及不同土地利用类型之间的转换情况。结果表明,多伦县打破了过去的“三三制”土地利用结构,土地沙化发展趋势有一定程度的遏止。最后,对合理利用土地资源提出了一些建议。
选择辽宁省葫芦岛矿区为研究区,分别应用网格法、矢量多边形法及缓冲区法开展矿山地质环境评价工作,并对各评价结果进行了分析对比,认为采用矢量多边形法开展本地区矿山地质环境评价工作可以取得较好的评价效果。
通过对比不同水分指数对冬小麦水分状况的监测效果,选择出不同时期的最优水分指数,为遥感监测作物水分提供理论依据。利用冬小麦一个完整生长季内不同时期的5次水分胁迫下光谱与水分状况实测数据,计算出NDVI、NDWI、GVMI(全球植被水分指数)、PWI(植被水分指数)及WI(水分指数)这5个常用水分指数的数值,并与EWT(等效水厚度)、FMC(相对水分含量)进行相关性分析。经过综合分析与比较,发现在小麦生长前期,FMC比EWT更适合反演水分状况,而小麦生长后期,则EWT比FMC更为适合。不同时期小麦水分监测的最优指数不同,而且随着小麦的生长,光谱指数对水分状况监测效果呈现先升后降的趋势。在实际应用中,应当根据小麦生长的不同时期,选择不同的指数来监测小麦的水分状况。
利用遥感与GIS技术,从结构特征、形态特征、空间散布特征以及变化强度特征4个角度,分析山东省农村居民点用地20世纪80年代(记作1980s)至2005年间的时空变化特征。选择表征农村居民点时空变化特征的5项指标,即面积比例变化值、双向动态模型变化值、相对于全省的变化率、聚集度变化值及稳定性差异值,利用系统聚类法将全省17个城市分为3类: 德州、滨州为第一类,其结构变化最小; 枣庄、泰安、菏泽为第二类,其结构变化最大; 其余12个城市为第三类,农村居民点用地动态变化速度均处于中等水平,聚集度变化最小。
以MODIS多光谱和多时相数据为输入参数进行了全国土地覆盖分类研究。从试验区2007年MODIS 8 d数据的合成影像(MOD 09)中提取EVI、NDWI和NDSI 3个指数,并将其作为特征波段与原有的7波段(B1~B7)形成10波段影像。以统计分类J-M距离平均值和SVM分类总精度为标准评价不同波段对土地覆盖分类的贡献。在全国范围内,选择贡献最大的EVI、B7和B4这3个波段的月合成值,并分别对其作PCA变换,选取各PCA变换后的前3个波段进行分类运算。研究结果表明,在没有其他辅助信息的境况下,基于MODIS贡献最大的前3个波段结合多时相信息能够在中分辨率区域土地覆盖分类中取得较好的分类结果,其精度为78.04%。
为提高浅层地下水遥感探测的准确性和效率,开辟遥感找水新思路,首次将空间分辨率为30 m的Landsat-7 ETM多光谱数据和空间分辨率为150 m(Wide Swath模式)的Envisat-1 ASAR先进合成孔径雷达数据进行了融合,并利用基于主成分变换(PCA)和小波变换(WT)的融合算法成功地找到了浅层地下水信息异常带。通过实地调查和物探、钻探验证,I、II、III级找水靶区的富水性情况与预测结果基本一致,并在上述靶区找到了丰富的浅层地下水,证实了该方法的可行性和实用性,可为今后地下水快速勘察提供新的技术手段。
结合多时相和全极化SAR数据在地表覆盖分类中的优势,通过融合多时相全极化SAR数据,降低雷达图像上斑点噪声的影响,开展土地覆盖分类研究。以贵州扎佐林场大约12 km×17 km的区域为研究区,使用6个不同时期的RADARSAT-2全极化数据进行地表覆盖分类研究。研究结果表明: 不同地物的后向散射机制有很大区别,且对应的后向散射系数随时间的变化规律也各不相同; 该方法能有效区分人工建筑、森林、农田和水体等地物,斑点噪声得到有效抑制,图像质量,特别是视觉效果大为改善。
基于湿生植物光谱特征分析,采用面向对象分类方法提取湿地典型植被信息。在大量的野外实地调查基础上,确定提取的典型植物类型为芦苇(Phragmites australis)、长芒稗(Echinochloa crusgallii)和睡莲(Nymphaea tetragona); 采集湿地优势植物光谱数据,将优势植物与提取对象芦苇、长芒稗和睡莲的光谱特征进行相关性分析,获取物种间区分性好的波段及波段组合,参与影像分割权重的设置; 根据典型植被的分布特征,确定面向对象分割尺度(其中芦苇的分割尺度为50,长芒稗的分割尺度为20,睡莲的分割尺度为100)。通过研究发现: 基于光谱特征分析的面向对象的分类精度为96%,而未利用光谱特征的面向对象的分类精度为87.3%,传统监督分类精度仅为82.3%。证明在面向对象提取前对植物光谱特征分析得到区分性好的波段及波段组合参与分割,对提高分类精度起关键作用。
将GIS技术与环境模型相结合,集成应用于大气污染扩散评价中,不仅发挥了GIS强大的空间信息可视化管理和分析功能,也能将环境模型的分析预测功能直观应用于对各类污染源的宏观与微观模拟表达,实现了对大气污染扩散评价的可视化管理,为工程决策者和管理人员提供了一种强有力的决策支持方案。基于ArcEngine组件和.Net集成开发的大气污染扩散模拟与评价系统,实现了电子地图管理、大气污染扩散模拟、污染源评价及空气质量评价等功能。系统充分发挥了GIS的空间分析和空间数据处理的优势,实现了对大气污染源的可视化管理,从而为相关应用决策机构提供了一套面向应用、操作灵活的大气污染扩散模拟与评价专业软件平台。
介绍了基于ArcGIS Engine开发区域性粮食生产安全预警系统的结构和功能,提出了粮食生产安全预警采用的模型,并以东北三省为例,采用粮食生产安全预警系统进行了粮食生产安全的分析和评价研究。结果表明,基于ArcGIS Engine的区域性粮食生产安全预警系统,能够实现区域粮食生产的有效监测,达到粮食生产安全预警的目的,对保证区域粮食生产安全具有一定的实际意义。