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• 基于简缩极化特征值分析的溢油检测
• 谢广奇,杨帅,陈启浩,刘修国

• 摘要：为了有效利用简缩极化SAR进行海洋溢油检测，本文基于简缩极化特征值分析，提出了三种新的用于简缩极化溢油检测的参数。引入了基于简缩极化特征值分解的简缩极化熵(Compact Polarization Entropy，Hc)、简缩极化比参数(Compact Polarization Fraction，PFc)、简缩极化基准高度(Compact Polarization Pedestal Height，PHc)特征进行海洋溢油检测。海表的散射类型主要为低熵散射(小粗糙面发生的Bragg散射)，为弱去极化、弱散射过程随机性状态，由于溢油会阻尼海水的Bragg散射，使其熵值变高、呈去极化、强散射过程随机性状态，故简缩极化熵、简缩极化比参数和简缩极化基准高度可以用来检测海洋溢油。本文采用C波段的Radarsat-2、SIR-C/X-SAR数据进行了实验，结果表明：简缩极化熵、简缩极化比参数和简缩极化基准高度能够有效抑制疑似溢油，使海水与疑似溢油差异变小；突出溢油区域，使海水与溢油的可区分性变大。
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  摘要(933)

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• 基于多源数据的嫦娥四号着陆点定位
• 邸凯昌,刘召芹,刘斌,万文辉,彭嫚,王晔昕,芶盛,岳宗玉,辛鑫,贾萌娜,牛胜利

• 摘要：嫦娥四号着陆点的精确定位对于工程任务安全高效实施至关重要。本文基于嫦娥二号正射影像、LROC NAC正射影像、嫦娥四号降落相机影像、嫦娥四号监视相机影像等多源数据,利用影像特征匹配定位和单像视觉测量定位技术,确定了嫦娥四号着陆点的精确位置为(177.588° E, 45.457° S)。本研究结果对综合利用多源数据深入开展着陆区科学研究具有重要意义。
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  摘要(21)

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• 1992至2017年中巴经济走廊DMSP/OLS与NPP/VIIRS夜晚灯光数据辐射一致性校正研究
• 梁丽,边金虎,李爱农,冯文兰,雷光斌,张正健,左家旗

• 摘要：由美国国防气象卫星搭载的可见光成像线性扫描业务系统（DMSP/OLS）和国家极轨卫星搭载的可见光近红外成像辐射仪（NPP/VIIRS）获取的夜间灯光影像是监测人类社会经济活动和自然现象（如林火、油气燃烧等）的主要数据源。然而，现有的夜间灯光数据存在缺乏星上的辐射定标、像元饱和、时间尺度不连续、多源夜间灯光影像辐射不一致等问题。基于此，本文以中巴经济走廊区域为研究区，提出了一种基于线性拟合提取不变目标区域的方法，实现了DMSP/OLS影像间、DMSP/OLS与NPP/VIIRS两种数据间的相互校正。然后对中巴经济走廊的校正结果在不同空间尺度上选用区域灰度总量、标准化差异指数以及标准化差异指数和作为评价指标进行检验。结果表明，两种校正模型的拟合优度均在0.78以上，校正后的DMSP/OLS影像灰度总量与GDP和人口数据的相关性显著提高(GDP:R2=0.7689;人口:R2=0.9033)，且标准化差异指数明显降低；NPP/VIIRS影像经过与DMSP/OLS互校正后在辐射亮度、时空分布上与DMSP/OLS更加一致，空间细节信息更加突出，从而增强了多源夜间灯光影像的一致性，更加适合用于长时间序列社会经济要素发展趋势的分析。
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  摘要(538)

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• 多特征融合的高分辨率遥感影像飞机目标变化检测
• 徐俊峰,张保明,余东行,林雨准,郭海涛

• 摘要：为利用高分辨率遥感影像实现高精度的飞机目标变化检测，提出了一种自适应的多特征融合变化检测与深度学习相结合的方法。首先通过加权迭代的多元变化检测法获取变化强度图，并结合自适应的直方图统计法自动获取显著的变化与不变化样本；然后提取多时相影像的光谱、边缘和纹理特征，完成多特征融合的变化检测，并通过形态学处理得到变化图斑；最后利用训练的Network in Network（NIN）结构的卷积神经网络飞机识别模型，完成变化图斑的类型判别，实现变化飞机的检测。实验结果表明，本文方法在精度方面优于对比方法，能实现准确可靠的飞机目标变化检测。
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  摘要(249)

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• 综合多特征的极化SAR图像随机森林分类算法
• 徐乔,张霄,余绍淮,陈启浩,刘修国

• 摘要：为抑制相干斑噪声对极化SAR图像分类结果的影响，提高极化SAR图像分类精度，本文提出一种基于超像素综合利用极化特征和空间邻域特征的极化SAR图像随机森林分类方法。方法将简单线性迭代聚类（SLIC）算法生成的超像素作为分类单元，并构建高维极化SAR特征图像；在此基础上利用训练好的随机森林模型，统计其中各决策树的分类投票数，以计算出各超像素的类别概率；为进一步降低相干斑噪声的干扰，增加利用超像素空间邻域特征，采用概率松弛算法（PLR）迭代修正超像素的类别后验概率，并依据最大后验概率（MAP）准则得到分类结果；最终实现以超像素为分类单元利用空间邻域特征修正的极化SAR图像随机森林分类算法。通过不同传感器的极化SAR数据进行实验并与其它方法相比较，结果表明本文方法能得有效抑制极化SAR图像中噪声的干扰，得到高精度且光滑连续的分类结果。
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  摘要(539)

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• 基准影像数据辅助遥感影像几何定位
• 潘雪琛,姜挺,余岸竹,王鑫,张一

• 摘要：针对遥感卫星影像几何定位时实测控制数据不足的情况，提出了利用影像范围内基准影像数据辅助定位提高精度的方法。利用已有高精度影像数据与卫星影像匹配得到平面控制点，在已有高程数据中内插得到高程坐标，将其视为精度较低的控制点参与区域网平差，从而实现在不额外增加实测控制条件的情况下提高定位精度。经过在国内外三个地区进行一系列试验，验证了方法的可行性和有效性，对提升线阵遥感影像几何定位精度效果显著。
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  摘要(466)

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• 融合数据内部变化信息的丰度估计算法
• 袁静,章毓晋

• 摘要：丰度估计（AE）是从高光谱图像中识别地物的关键预处理技术.由于线性模型的可解释性以及数学上的可操作性,基于该模型的线性回归技术(Constrained linear regression, CLR)在丰度估计中受到了广泛关注.目前,该方法仅仅考虑到了估计数据与被估计数据之间的能量相似性,没有考虑数据内部的变化信息之间的相似性,比如一阶梯度之间的相似性以及二阶梯度之间的相似性.为了提高丰度估计精度,本文提出了融合数据内部变化信息的稀疏低秩丰度估计算法.首先通过增加一阶梯度和二阶梯度的约束项改进传统的丰度估计的数学模型.其次,通过采用范数不等式和优化理论证明了在约束条件下,该模型的有效性及该模型在相关领域的可拓展性.接着,采用辅助变量将改进的数学模型变为增强拉格朗日函数.最后,采用交替双向乘子技术(Alternating Direction Method of Multipliers, ADMM)求解该模型并估计高光谱图像的丰度.经仿真实验和实际高光谱图像的实验证明该方法能够改善仿真数据和实际高光谱数据的丰度估计的效果,特别是当端元的丰度存在丰富的变化细节时,丰度估计的精度和抗噪性能均优于当前较流行的丰度估计算法.
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  摘要(517)

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• GNSS-R DDM波形仿真的时延与多普勒间隔研究
• 夏俊明,吴学睿,白伟华,孙越强,骆黎明,杜起飞,王先毅,柳聪亮,孟祥广,赵丹阳,王迎强

• 摘要：DDM波形是GNSS-R技术用于反演地球物理参量的基本观测量，其仿真结果的可靠性直接影响GNSS-R的理论研究及项目工程参数设计。本文利用GREEPS仿真软件分析了时延间隔与多普勒间隔对DDM波形仿真结果可靠性的影响，得到了用于获取可靠DDM仿真波形的时延与多普勒间隔参数。研究表明: 时延和多普勒间隔越小，DDM仿真波形与理论波形吻合度越高；当时延间隔取1/16 个GPS L1 C/A码元、多普勒间隔取50 Hz时，DDM仿真波形与理论波形几乎完全吻合，二者的相关系数大于0.99；时延间隔多DDM仿真波形峰值位置的影响远大于对峰值信噪比的影响；而多普勒对DDM仿真波形峰值位置与信噪比的影响相当。
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  摘要(509)

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• 深度神经网络条件随机场高分辨率遥感图像建筑物分割
• 王宇,杨艺,王宝山,王田,卜旭辉,王传云

• 摘要：高分辨率遥感图像建筑物分割的实质是构建一个输入图像到分割结果之间的高维强非线性映射模型。然而，建筑物可能遍布整幅遥感图像，则在语义分割过程中，当前像素点可能与非邻域的像素点存在直接关系。为了更加精确地逼近建筑物分割的真实映射模型，克服道路、建筑物错层和阴影的影响，提高分割精度，本文以深度残差神经网络为基础，构建Encoder-Decoder的深度学习架构，自动提取建筑物的特征，学习建立高维强非线性分割模型；同时，通过条件随机场的成对势函数调节当前像素点与其他像素点之间的关联关系，从而构成全连接条件随机场对Encoder-Decoder的分割结果进行调节，提升分割精度。在全连接条件随机场的计算过程中，采用循环神经网络的运行机制来完成均值场的计算，这将条件随机场与深度神经网络有机融合，实现了Encoder-Decoder和全连接条件随机场参数的同步训练。实验结果表明，本文采用的深度神经网络条件随机场方法能有效克服道路、建筑物错层和阴影的影响，提升高分辨率遥感图像中建筑物的分割精度；同时，在一定范围内对多分辨率遥感图像具有较好的泛化能力。
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  摘要(311)

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• 基于MODIS数据的淮北地区云特性研究
• 曹亚楠,袁野,郑小艺,周述学

• 摘要：本文利用2006~2015年MODIS云产品数据(MYD06),对淮北地区不同云相态、不同相态云粒子有效半径和云顶温度逐月概率分布进行了统计对比分析,同时对四季云水路径逐年变化进行了研究。研究表明：淮北地区夏秋冬季水云出现的概率较高,春夏季冰云出现的概率较高。水云年均发生概率是冰云的近2倍,晴空和冰云相当,混合相态云较少。除7月份,水云有效半径概率逐月分布逐年有所变化,主要分布在5~30mm之间。冰云有效半径主要分布在15~35mm之间,且10年间4、5和8月份概率分布较为一致。混和相云有效半径主要分布在10~40mm之间,逐月发生概率在10~20mm和25~35mm之间出现两个峰值,这与水云和冰云不同,且在春秋冬较为明显。十年间淮北地区上空云水路径年均值低于300 g/m₂。冬季年均云水路径相对较低且逐年呈现减少的趋势。春秋冬季云顶温度逐月概率分布逐年变化较大。春冬季冷云发生的概率较大,夏秋季暖云出现的概率要高于冷云。
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  摘要(475)

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• 海表面温度的时空变异特征及其对验证误差影响分析
• 蒋锦刚,徐曜,聂晨晖,潘骁骏,周斌

• 摘要：海洋环境遥感已成为全球气候变化及海洋生态环境研究的重要组成部分，由于海洋水体特别是近海二类水体复杂的光学特征以及高动态变化的特点，使得遥感产品的精度评估及表达成为海洋遥感研究的难点之一，也给基于遥感数据的海洋地球物理和环境生态模型的建立和应用带来了不确定性。海洋要素的变化存在明显的区域性和季节性的变化特性，本文选择海洋要素中最为突出的海表面温度(SST)要素作为主要分析参数，设计时空变异参数的计算指标，分析时空变异对验证误差影响的关系，文中从理论和试验的数据精度验证中，证明了时空变异是造成误差的直接原因之一，强烈的时空属性变异，在验证过程中会引入很大的验证误差，处于不同变异等级区划的数据，其验证结果相对误差可达13.08%，变异越剧烈的区域，精度验证效果越差，验证误差就越大，这些误差并非完全是遥感产品的误差，验证结果不具有代表性，不能真实的反映遥感产品的误差特征。并从上述结论中建议：对于SST等海洋遥感产品验证时，需要考虑时空变异对验证误差的影响和贡献，合理选择验证试验区域、代表性的评价数据集和科学的评价方法。
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  摘要(495)

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• 海南省遥感大数据服务平台建设与应用示范
• 张丽,李国庆,朱岚巍

• 摘要：空间信息技术产业是国家战略性新兴产业。遥感技术的多元化应用和海量数据使得空间信息技术与大数据时代接轨成为现实。海南省依靠其独特的自然地理环境,坚持生态立省,而且是中国最大的省级经济特区,目前正在实施国际旅游岛的国家战略。2016年立项的海南省重大科技计划—海南省遥感大数据服务平台建设与应用示范项目,以天空地一体化的空间科技为切入点,基于遥感、导航、GIS等天空地一体化技术手段,建设以海南遥感大数据云为代表的大数据基础设施和智能化共享服务平台,实现海南省典型行业的空间技术应用示范,满足面向新时期海南省社会经济发展中对空间信息产品的快捷、准确、个性化共享服务需求。项目重点攻克了大规模空间观测数据和信息产品共享中的多项关键技术难题,消除目前空间数据分散和信息孤岛现象,提高空间信息获取的准确性和时效性,实现信息资源共享和高效服务。在天空地一体化遥感大数据服务平台下,围绕海岸带、农业、林业、旅游、城市环境等典型行业领域开展应用示范,构建省级典型行业领域应用服务信息系统,提供及时有效的动态监测信息和科学决策,进一步提升政府部门在资源环境管理方面的能力和水平,实现全省资源、环境、经济、社会协调可持续发展。
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  PDF(249)

  摘要(305)

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• Sentinel-2影像多特征优选的黄河三角洲湿地信息提取
• 张磊,宫兆宁,王启为,金点点,汪星

• 摘要：本文以北方典型河口湿地—黄河三角洲湿地为研究区，采用在特征选择和分类提取等方面具有明显优势的随机森林算法，对研究区内的湿地信息进行提取。首先基于多时相、光谱信息丰富的Sentinel-2数据生成4类不同的特征变量，包括光谱特征、植被指数和水体指数、红边指数、纹理特征；再根据以上特征构建6种不同的提取方案，对黄河三角洲湿地信息进行提取并验证不同方案的提取精度，旨在选择最佳方案改善湿地信息提取的效果。结果表明：（1）有效地使用多种特征变量是提高湿地信息提取的关键，就不同特征对湿地信息提取的贡献率而言，红边指数>植被指数和水体指数>光谱特征>纹理特征；（2）基于随机森林算法优选的特征变量提取效果最佳，总体精度高达90.93%，Kappa系数为0.90，表明随机森林算法可以有效地进行特征选择，在特征变量数据挖掘的同时，仍能保证湿地信息提取的精度，提高运行效率。本研究为湿地信息提取在数据源选择、特征选择和方法选择方面提供了一种新思路、方法和技术手段。
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  PDF(457)

  摘要(407)

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• 激光测高数据辅助卫星成像几何模型精化处理
• 曹宁,周平,王霞,唐新明,李国元

• 摘要：资源三号02星作为资源三号系列的第二颗卫星，于2016年5月30号成功发射，其主要服务于我国空间基础建设等重大工程，其搭载了我国首个对地观测的试验性激光测高载荷。高程精度作为立体测图的重要指标，困难程度远大于平面。在借鉴目前较成熟的卫星影像区域网平差的基础上，结合近年来激光测高数据精度的大幅提升以及资源三号02星激光测高数据的特点，本文首次提出了激光测高数据辅助卫星立体影像进行成像几何模型精化处理的通用理论。首先，利用传统的区域网平差理论对所处理影像进行高精度连接点匹配处理，并对其进行无约束的自由网平差处理，获得高精度相对精度及不差于原始成像几何模型的绝对精度；其次，根据激光测高数据三维坐标和精化后参考影像成像几何模型获取激光数据参考影像坐标；而后将参考影像坐标通过几何模型映射获取目标影像上待匹配目标影像坐标，通过连接点匹配算法，对待匹配目标影像坐标进行精化获取高精度像方同名点；最后，以同名点作为高程控制进行区域网平差计算，对影像成像几何模型进一步处理，获取高精度补偿参数。通过湖北、青海两测区的试验，以激光测高数据辅助卫星影像几何模型精化精度可分别达到1.97m、3.23m，结果表明本文提出的方法可有效提高卫星立体数据测图精度。
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  摘要(485)

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• 一种改进的多时相云检测方法
• 陈曦东,张肖,刘良云,汪晓帆

• 摘要：针对云检测在高亮度地表以及雪覆盖区域存在过度检测的问题，本研究设计了一种不依赖热红外波段的增强型多时相云检测(Enhanced Multiple Temporal Cloud Detection, EMTCD)算法。首先，利用云的光谱特征建立单时相云检测规则，并基于云、雪的光谱差异构建了增强型云指数(Enhanced cloud index, ECI)，改进了云、雪的区分能力；其次，以同一区域无云影像为参考，基于ECI指数构建了多时相云检测算法，较好地克服了单时相云检测中高亮度地表、雪和云容易混淆的问题，提高了云检测的精度；最终，选择2个典型区域的Landsat-8 OLI影像，对比分析了不同算法的云检测结果。实验结果表明：ECI指数能够有效区分云、雪，EMTCD方法的平均检测精度达到93.2%，高于Fmask (Function of mask)(81.85%)、MTCD(Multi-Temporal Cloud Detection)(66.14%)和Landsat-8地表反射率产品(Landsat-8 Surface Reflectance Code, LaSRC)的云检测结果(86.3%)。因此，论文提出的EMTCD云检测算法能够有效地减少高亮度地表和雪的干扰，实现不依赖热红外波段的高精度云检测。
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  摘要(271)

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• 线性光谱混合模型的适用观测尺度分析
• 宋江涛,潘军,邢立新,蒋立军,孙也涵,张雪峰,仲伟敬,范博文

• 摘要：线性光谱混合模型是目前应用最广泛的光谱混合模型，但由于遥感观测多分辨率的特点，模型的适用性会受到尺度效应的影响。为探索该模型在不同观测尺度下的适用程度，本文从地物辐射原理出发，通过理论推导微面元辐射通量表达式，得出地物辐射通量除了与端元反射率和面积比有关外，也与天顶角存在显著的非线性关系。因此，在线性光谱混合模型和微面元辐射通量的基础上，推导了更具普适性的积分线性光谱混合模型的表达式，再采用数值模拟的方法，计算了两模型的相对差值Δρ，结果表明Δρ的大小仅与探测单元的半瞬时视场角β有关，并通过实测光谱实验对上述推论进行了验证。研究表明，当β<13°时，Δρ较小，线性光谱混合模型是积分线性光谱混合模型的一种近似表达形式，β完全可作为确定线性光谱混合模型适用观测尺度的关键依据，并且该模型的适用程度随β的增大而降低。
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  摘要(257)

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• 利用国产遥感卫星进行金沙江高位滑坡灾害灾情应急监测
• 唐 尧,王立娟,马国超,贾虎军,靳晓

• 摘要：高位地质灾害具有强隐蔽性、强破坏性、难排查性等特征，近年来在我国西南山区频频发生，给山区居民造成了严重的人员伤亡和财产损失。本文以国产高分二号与北京二号等国产遥感卫星影像为数据源，对“10?11”金沙江高位滑坡开展灾情应急监测，分析了滑坡致灾情况、致灾演变及灾前蠕变特征，对灾后堰塞湖周边隐患灾后开展二次排查，查明了堰塞湖全域存在疑似裂缝隐患2处、滑坡隐患16处及5淹没区受损情况。结果表明国产遥感卫星对国家重特大地质灾害应急监测发挥了重大作用。
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  摘要(79)

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• 高分应用 一种利用GF-3全极化影像在地表浅覆盖区进行地质构造解译的新方法
• 涂宽,文强,谌华,于飞,谷鑫志

• 摘要：摘要：地质构造信息对地质矿产调查具有重要意义，野外实测和光学遥感等常规手段在一些地表浅覆盖区获取的地质构造信息十分有限，而合成孔径雷达（SAR）对地表具有一定的穿透性，在探测地表浅层覆盖区域的地质构造特征中具有独特优势。本文利用高分三号（GF-3）全极化影像，在典型的地表浅层覆盖区域，开展了断裂构造等信息的解译探索，提出了一种地表浅覆盖区域地质构造解译的新方法。本文首先对西藏改则、林芝、贵阳、北京千家店等4个研究区内的断裂构造和环带构造进行分析；接着，提出了GF-3全极化影像用于浅覆盖区地质解译的处理流程，通过引入DEM数据对GF-3影像进行地形校正，充分利用微地形微地貌特征，并采用不同极化方式的RGB合成，增强了影像的判读性，并进行地质构造解译；最后，将解译结果与1:5万实测数据进行对比，断层的位置和方向与实测结果基本一致，同时获取了大量野外实测未能探明的浅覆盖层以下的断层信息，进一步丰富了研究区的地质构造信息。试验结果表明： GF-3全极化影像可用于浅覆盖区的地质构造解译，并且具有野外实测和光学遥感等常规手段所不能替代的独特优势。
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  摘要(187)

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• 基于高分二号的沈阳市黑臭水体遥感识别
• 姚月,申茜,朱利,高红杰,曹红业,韩惠,孙建国,李俊生

• 摘要：我国城市黑臭水体情况严重，基于遥感监测黑臭水体刚刚起步，很多问题待解决。我们以沈阳市城市建成区内主要河流为研究区，于2015-2016年开展地面调查，获取了浑河和蒲河46个一般水体的样点，和辉山明渠、满堂河、细河以及微山湖路附近、丁香湖北部50个黑臭水体的样点数据，包括水面光谱和主要水质参数。分析了黑臭水体与一般水体的光谱特征，发现城市黑臭水体反射率光谱在绿光-红光波段变化比一般水体平缓，我们基于这一特点提出了一种基于反射率光谱指数BOI（Black and Odorous water Index）的黑臭水体识别模型，并将其与红绿波段比值指数（温爽等，2018）进行对比，具有更好的识别精度。结果表明：（1）基于遥感反射率（R_rs）计算的BOI小于0.065时，可判为黑臭水体。（2）由于GF2水体图像精确大气校正存在困难，可以利用瑞利散射校正反射率（R_rc）替代R_rs，BOI小于阈值0.05时，可判别为黑臭水体；同时模拟证明，当气溶胶光学厚度逐渐增大时，黑臭水体与一般水体的光谱差异将逐渐减小，因此这种方法主要适用于比较清晰的图像、气溶胶光学厚度比较小（如AOT（550）≤0.5时）。（3）基于R_rc的BOI模型可以较好的应用于GF2图像上，具有较好的识别精度。对2015-2016年三景GF2影像提取的结果显示，满堂河和新开河黑臭现象得到逐步改善，辉山明渠黑臭现象依然严峻。本文发展的黑臭水体遥感识别算法主要是基于沈阳黑臭水体的光谱特征，仅在沈阳市进行了验证，将来还需在其他城市进一步验证，并且需要更多地考虑多种因素对水体反射率的影响。
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  摘要(1443)

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• 基于近红外偏振辐射卫星数据的海洋耀光动态检测方法
• 陈震霆,孙晓兵,汪俊锋,李树,黄红莲,陈卫,乔延利

• 摘要：海气辐射传输对全球气候及其变化起着至关重要的作用。太阳光入射海表在特定区域形成海洋耀光,并呈强反射和偏振特性。在卫星海洋遥感中,海洋耀光对遥感成像质量有较大影响,尤其对海洋上空云、气溶胶及海色等研究干扰较大,因此剔除海洋耀光是卫星遥感数据处理过程中首先要解决的关键问题。以PARASOL卫星的POLDER载荷数据为研究对象,获取载荷成像时刻太阳照明及观测几何条件、海表风速及风向等参数,采用海气辐射传输相关理论,联合耀光角和多角度近红外偏振辐射信息(865nm),构建基于近红外偏振辐射特性规律表现的海洋耀光动态检测模型,获取耀光角临界值实现耀光动态检测。以印度洋某海区为研究对象,获取实测耀光区近红外通道的表观反射率和表观偏振反射率,利用耀光动态检测模型将耀光角判别临界值动态调整为34°。相比MODIS经验临界值(40°),标记耀光像元相对减少了30%。结果表明：该方法不仅能够通过动态调整临界值准确识别海表耀光,为云检测及云物理特性反演提供可靠的源数据,还能为我国正在研制的高分五号卫星多角度偏振载荷在轨定标及气溶胶反演提供支持。
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  摘要(577)

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• 资源三号卫星影像无控制区域网平差方法
• 孙钰珊,张力,许彪,张勇

• 摘要：国产高分辨率光学卫星影像的无地面控制精准定位是实现境外大范围区域或大规模遥感应用和中小比例尺测图的前提。本文针对资源三号卫星影像的几何特点，以航空摄影测量中约束问题最优化方法“交替趋近法”和基于RFM的最小二乘平差为基础，提出了一种易于并行化、高效的高分辨率光学卫星影像无控制联合区域网平差方法－GISIBA(GCP-Independent Satellite Imagery Block Adjustment)，通过构建“平均值”虚拟控制点来解决无控制区域网平差中的“秩亏”问题，便于分析无控制区域网平差结果与影像数据的覆盖次数及时相之间的关系。首先，交替趋近法被用来实现并行处理平台基础上的待平差未知数初值的解算、中等尺度以上粗差的自动检测与剔除，并根据计算结果赋予所有未知数一定的先验权值；然后通过最小二乘法实现大型法方程矩阵的解算，获得满足高精度影像产品生产制作需求的高精度定向参数；最后，利用多组典型区域的资源三号卫星影像数据试验验证了该方法的精度和实际性能，结果表明无控制区域网平差达到了优于6.0m/5.0m的平面/高程精度，所提方法为全球地理信息资源建设工程、国产光学卫星影像高精度影像产品生产提供了技术保障。
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  摘要(355)

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• CX-6(02)微纳卫星超分辨率成像
• 谭政,相里斌,吕群波,孙建颖,李平付,高爽,尹增山

• 摘要：面向微纳卫星高分辨率对地遥感，将超分辨率成像应用于我国整星60公斤级的CX-6(02)微纳卫星设计中，解决因体积和重量限制导致传统长焦距、大口径成像载荷无法应用于微纳卫星的问题。图像获取上，采用高帧频面阵CMOS探测器对同一地物目标多次曝光的方式，利用卫星姿态控制偏差和地速补偿来获得多帧具有亚像元位移的图像；超分辨率重建算法上，在变分贝叶斯框架下提出加权双向差分模型，提高先验概率模型的方向约束性，削弱观测方程求解的病态性。CX-6(02)星成像数据实验结果表明，本文的图像采样方法可获得较为充分的亚像元信息；相比传统的L1范数先验和全变分先验的变分贝叶斯超分辨算法重建结果，本文重建结果对反卷积运算导致的噪声放大具有更好的抑制作用，可获得2倍分辨率提升，有效提高数据质量和应用价值。
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  PDF(355)

  摘要(277)

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• 静止气象卫星轨道运动的成像补偿研究
• 吕旺,董瑶海,沈毅力,张志清,陈文强

• 摘要：为进一步提高观测频次和信噪比，近年来各国新一代静止气象卫星均采用三轴稳定工作模式对地扫描成像。为了精确提取遥感目标物所在地点关于地表、云和大气状态的定量参数产品，必须要解决图像配准和定位问题。轨道漂移运动引起卫星视轴在地球表面上移动，导致连续图像之间产生相对位移，影响云图动画的图像配准精度。论文以2016年12月发射的中国风云四号卫星成像仪为研究对象，给出了图像参考基准的严密定义，研究了一种轨道运动补偿（OMC）方法。通过给成像仪二维扫描机构增加转角补偿的方法在卫星上实时引导视线扫描路径，卫星相当于在理想轨道位置的视角成像。得到的遥感图像均被配准到地球固定网格（FG），保持相对固定的几何定位关系。由于这种在卫星上完成的补偿剥离了L0级图像数据与卫星轨道测量信息之间的关系，从根源上保证了原始图像的长周期定位稳定性。为证明方法的正确性，利用风云四号卫星在轨测试的遥感图像L0级数据进行了试验验证。结果表明，云图动画中南北方向相对运动距离由973.0μrad缩小至75.6μrad，东西方向由205.8μrad缩小至81.2μrad。星上轨道运动补偿有效削弱了周期性轨道运动对图像定位与配准的干扰，显著提升图像配准精度。针对未来带有长线阵的新型静止卫星成像仪发展趋势，分析了进行星上轨道运动补偿时引起的长线阵探测器边缘像元误差问题，提出了采用电推进系统对卫星轨道倾角进行高精度保持控制来降低边缘误差的解决方案。
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  PDF(303)

  摘要(287)

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• 决策树结合混合像元分解的中国竹林遥感信息提取
• 崔璐,杜华强,周国模,李雪建,毛方杰,徐小军,范渭亮,李阳光,朱迪恩,刘腾艳,邢璐琪

• 摘要：竹林是我国亚热带地区特殊而重要的森林资源，现有方法难以实现全国范围竹林时空分布信息快速准确提取。针对此问题，本研究利用2003、2008、2014年MODIS NDVI、反射率产品数据和省域Landsat分类数据，提出了基于决策树结合混合像元分解的全国竹林信息提取方法，即首先通过最大似然法获取中国林地分布信息，然后，在林地信息的基础上，构建决策树模型提取中国竹林分布信息；最后，采用线性最小二乘法混合像元分解得到中国竹林丰度图，并计算竹林面积。研究结果表明：(1)最大似然法提取的三个时期中国林地信息的生产者与用户精度均在90%以上，Kappa系数均值为0.93，为竹林信息提取奠定了基础；(2)C5.0算法构建的决策树模型能够很好的提取中国竹林时空分布信息，三个时期竹林分类精度均在80%左右。(3)在混合像元分解的基础上，统计得到的全国各省竹林估算面积与清查面积具有较高的相关性，R2分别为0.98、0.97和0.95，RMSE范围为3.92～9.58万ha，说明估算得到全国竹林面积与实际情况较为吻合。本研究所提出基于MODIS遥感数据运用C5.0算法决策树结合混合像元分解的方法，实现了全国竹林时空分布信息的准确提取，为全国竹林资源信息动态监测及管理提供了技术手段和数据支撑。
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  摘要(504)

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• 全波形激光雷达回波分解方法
• 李洪鹏,李国元,蔡志坚,吴冠豪

• 摘要：全波形激光雷达的回波中携带了被测目标的距离与特征信息，为了获取这些信息，本文实现了一种回波分解方法。本方法采用可变阈值的经验模态分解滤波法（EMD-soft)，Levenberg–Marquard （LM）优化算法，以及一套应对多种波形组成的初始参数估计方法，将原始的全波形回波分解为几个独立的高斯脉冲，并得到其函数表达式，从而提取出被测目标的距离等信息。仿真波形的分解实验表明，本方法的分解误差在0.1ns量级，换算成距离误差为15mm，通过实验室自制的全波形激光雷达实验系统获取的回波的分解实验表明，本方法分解的距离误差小于0.1m。对比另外两种高斯分解方法对于相同仿真与实验数据的分解结果可以看出，本方法在分解成功率与精度上都有较大的提高。回波分解后的独立高斯脉冲中，除距离外还含有被测目标的反射率、粗糙度、面型等丰富的信息，回波分解方法作为回波分析的基础，将在遥感、测绘等生产与科研领域中发挥非常重要的作用。
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  摘要(524)

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• 高分辨率遥感影像建筑物分级提取研究
• 游永发,王思远,王斌,马元旭,申明,刘卫华,肖琳

• 摘要：高分辨率遥感影像建筑物信息自动提取是遥感应用研究中的一个热点问题，但由于受到成像条件不同、背景地物复杂、建筑物类型多样等多个因素的影响使得建筑物的自动提取仍然十分困难。为此，在综合考虑影像光谱、几何与上下文特征的基础上，提出了一种基于面向对象与形态学相结合的高分辨率遥感影像建筑物信息分级提取方法。该方法首先利用影像的多尺度及多方向Gabor小波变换结果进行建筑物特征点的提取，然后采用面向对象的思想构建空间投票矩阵来度量每一个像素点属于建筑物区域的概率，从而提取出建筑物区域边界，最后在提取的建筑物区域内应用形态学建筑物指数实现建筑物信息的自动提取。实验结果表明，本文方法能够高效、高精度地完成复杂场景下的建筑物信息提取，且提取结果的正确性和完整性都优于效果较好的PanTex算法。
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  摘要(661)

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• 空间碎片探测卫星成像CCD的在轨辐射效应分析
• 李豫东,文林,黄建余

• 摘要：电荷耦合器件（CCD）是卫星应用的主流成像器件，其受空间辐射环境影响易产生辐射效应，导致卫星成像性能退化，因此CCD的在轨辐射效应分析对卫星在轨风险评估、在轨维护具有重要意义。针对空间碎片探测试验卫星成像CCD在轨出现的辐射效应，通过在轨图像数据计算，对辐射作用于CCD导致的瞬时效应、热像素、电离总剂量效应和位移损伤进行了估算。分析认为瞬时效应主要源于南大西洋异常区内高能质子入射器件导致的瞬间电离作用；热像素源于质子辐射导致的单个像素位移损伤，且数量随着在轨时间的累积不断增加，与瞬时效应无明显的相关性；在轨初期累积的电离总剂量效应和位移损伤并不突出；热像素是影响探测器光电探测性能的主要问题，在较低粒子注量时就比较显著。上述工作为卫星在轨风险评估与运行管理收集了数据依据，并初步形成了针对在轨运行光电探测载荷辐射效应分析方法，可为天基目标探测卫星成像器件的在轨辐射效应分析、抗辐射设计提供参考。
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  摘要(498)

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• 偏振激光雷达探测大气-水体光学参数廓线
• 周雨迪,刘东,徐沛拓,毛志华,陈鹏,刘志鹏,刘群,唐培钧,张与鹏,王雪霁,任佳炜,金时伟

• 摘要：激光雷达在上层水体垂直廓线的遥感中展现出巨大优势。本文研制了一套高垂直分辨率的实时探测偏振激光雷达，提出了一种基于偏振激光雷达回波信号的反演算法，可获得非均匀大气-水体的衰减和退偏光学产品。展示了一个中国内陆水体激光雷达探测实例，观测到了两次气溶胶积聚现象和一次水体浑浊现象。对实验数据的分析表明，退偏比主要由前向多次散射和后向单次散射产生的退偏两部分组成。当多次散射强度较大时，退偏比的变化主要取决于多次前向散射退偏；反之，则主要依赖于单次后向散射退偏。
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  摘要(306)

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• 余弦调相散射波干扰对SAR双通道对消干扰抑制的影响
• 张云鹏,毕大平,周阳,张博,房明星

• 摘要：作为多通道合成孔径雷达的一种高效便捷的抗干扰方法，SAR多通道对消技术可有效抑制包括散射波干扰在内的多种干扰类型，因此，提出采用方位向余弦调相散射波干扰方法来对抗 SAR双通道对消的干扰抑制能力。该方法通过对传统散射波干扰慢时间域进行余弦调相，不仅实现了干扰信号的方位向扩展，更使得干扰信号到达各通道之间的相位关系发生严重改变。这种相位差变化会影响干扰对消过程中的自动相位搜索环节，扰乱对消时所需补偿相位的估计结果，进而严重破坏对消后的真实场景成像。 以SAR双通道对消系统为例分析了该干扰方法的影响效果，理论分析与实验结果表明：余弦调相散射波干扰可使得补偿相位的估计结果在慢时间上近似正弦分布；在双通道对消成像中，该干扰使得真实场景在方位向上被重复搬移，造成严重的影像重叠，同时在方位向上伴随着密集的明暗条纹；干扰效果可通过设定余弦调制频率、调制指数等参数进行控制。
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  PDF(431)

  摘要(502)

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• 联合EEMD-KECA算法的InSAR干涉相位时频滤波
• 余洁,刘利敏,李小娟,朱琳,谢东海,陈蜜

• 摘要：根据干涉图信号和噪声时频分布差异的特点，提出一种改进的基于经验模态分解EEMD的InSAR干涉相位滤波方法。该方法首先利用可有效降低模态混叠的EEMD算法，对干涉图的实部及虚部分别进行二维经验模态分解，获得具有不同时间尺度的模态分量；再根据信号和噪声分量的时间尺度分布特性的差异，采用适用于非线性信号分析的KECA算法对噪声识别、分离，最后利用去除噪声后的模态分量重构干涉图。分别利用模拟数据及真实InSAR差分干涉相位进行滤波试验，对比本文EEMD-KECA滤波方法、Goldstein滤波、圆周期-中值滤波、EMD分解、EMD-PCA方法的滤波效果，采用相干斑指数、均方差指数、边缘保持指数进行定量评价。结果表明，与经典InSAR干涉图滤波方法相比，本文联合EEMD-KECA算法的滤波方法能有效滤除干涉图噪声，且在条纹边缘等细节信息的保持上也具有较大优势。
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  摘要(561)

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• 新疆地区鸟类和哺乳动物丰富度与环境因子的空间格局与关系研究
• 龙昶宇,万华伟,李利平,王锦地

• 摘要：干旱区生态系统极易受到气候及土地利用变化的影响，其生物多样性格局及其形成机制是重要的生态学问题。基于新疆地区鸟类及哺乳动物物种多样性数据，结合气候、地形和长时间序列的植被遥感参数产品FAPAR数据等，主要在不同的土地利用类型及海拔带上采用单因子相关分析方法探讨了物种丰富度格局的形成机制。总体来说，不同生境类型中，植被遥感参数因子（DHI、NDVI等）与两种类群物种丰富度分布的相关性强于与气候因子（温度、降水）的相关性。具体而言，植被遥感参数因子中，基于FAPAR的生境指数因子与丰富度的相关性大于基于植被指数的因子（DHI_cum> NDVI-cum >EVI-cum）；气候因子中，在草地生境或者较低的海拔上，年均降水因子对于丰富度分布的解释力强于年均温度因子。这表明在新疆地区，影响鸟类与哺乳类动物物种丰富度分布的主导理论是生境异质性与环境稳定性，其解释力在多种生境内均强于生产力与环境热量。
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  PDF(268)

  摘要(189)

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• “定量遥感论坛”——广东省和江苏省大气甲醛时空变化对比分析(2005-2016)
• 朱松岩,李小英,程天海,余超,王新辉,苗晶,侯灿

• 摘要：本文利用了Aura/OMI月均甲醛对流层垂直柱浓度数据对2005年至2016年中国广东省和江苏省的大气甲醛的时空变化规律、不同排放源的前体物的潜在贡献进行了分析。甲醛在广东省主要集中在珠三角地区，在江苏省分布则相对较为均匀。从2005年至2010年，随着经济发展，在两省都发现了大面积的甲醛增加趋势；相应的，在2011年至2016年，由于减排等治理措施的实施，在两省都有大面积的甲醛减少现象。广东省的甲醛主要呈现出春季、秋季高于冬季再高于夏季的特征；而江苏地区夏季甲醛浓度远高于其它季节，并与光照强度的季节性特征较为一致。此外，由于广东省甲醛分布的均一性较差，因此区域性因素（如地形等）对广东省甲醛分布可能有着较大的影响。各个排放源中，工业源、交通源对珠三角潜在贡献可能较大；自然源对梅州等林地覆盖地区可能有相对较高的影响；在江苏省，各个排放源对甲醛的贡献相对均衡，但夏季较为频繁的生物质燃烧可能对夏季高值甲醛有着相对较高的贡献。
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  摘要(242)

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• (第三届全国定量遥感论坛 李小文奖)基于辐射传输模型的植被冠层可燃物含水率遥感反演
• 全兴文,何彬彬,刘向茁,廖展芒,邱实,殷长明

• 摘要：植被冠层可燃物含水率（Fuel moisture content, FMC）是评估野火风险及估算火灾蔓延速率的重要指标。本文以中国西部六个典型研究区为例，基于辐射传输模型，利用Landsat-5 TM及Landsat-8 OLI遥感数据，开展草原、森林冠层FMC定量反演研究。为克服基于物理模型的病态反演问题、FMC自身的弱敏感性问题及西南森林多具复杂的双层冠层结构问题，研究中通过考虑模型参数之间的相关特征，使用多波段遥感数据及耦合辐射传输模型等手段缓解上述问题。反演结果显示，总体植被冠层FMC反演精度R2为0.64，RMSE为44.86%，其中草地冠层FMC的反演精度（R2=0.64，RMSE=47.57%）略低于森林冠层FMC的反演精度（R2=0.71，RMSE=30.82%）。为进一步论证该反演结果对野火风险评估的有效性，研究中选取并分析了2011年3月2日于云南大理白族自治州剑川县金华镇金和村森林火灾爆发前、爆发时及灾后该区域植被冠层FMC的变化特征。结果显示，火灾爆发时该地区植被冠层FMC明显低于火灾发生前后（约一月时间）植被冠层FMC，证明了本文FMC反演结果对野火风险评估的有效性。
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  PDF(316)

  摘要(295)

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• 基于机载WIDAS数据的Landsat卫星反照率初步验证（定量遥感论坛）
• 何丹丹,焦子锑,董亚冬,张小宁,丁安心,尹思阳,崔磊

• 摘要：地表反照率是地表能量平衡研究中的一个关键参数，精确反演地表反照率对气候变化研究十分重要。利用机载多角度数据验证星载地表反照率是遥感地表参数验证的重要手段。针对内蒙古根河森林实验区机载红外广角双模式成像仪（WIDAS）多角度反射率数据，首次将BRDF原型反照率反演算法应用于森林实验区，实现对星载Landsat反照率的初步验证。首先，基于核驱动模型和各向异性平整指数（AFX）提取了实验区四种MODIS 二向性反射分布函数（BRDF）原型；然后，将其作为先验知识应用到根河森林WIDAS机载数据的反照率反演中；最后，用WIDAS反照率和地面通量塔观测的反照率对Landsat卫星数据的反照率进行初步验证。本文主要基于BRDF原型的反照率反演算法，反演森林实验区小角度机载观测数据的地表反照率，同时对Landsat卫星数据的反照率进行初步验证。结果表明：（1）Landsat反照率与BRDF原型算法反演地表反照率结果较为一致，总体均方根误差（RMSE）约为0.02，偏差为0.0057；（2）由于2016年内蒙古根河森林实验区机载WIDAS可用观测角度范围为25°，BRDF原型反照率反演算法表现出了在小观测角度情况下的算法鲁棒性。因此，在多角度观测范围较小时， BRDF原型的反照率反演算法可为星载地表反照率的验证提供了一种有效的验证手段。
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  PDF(271)

  摘要(206)

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• 植被叶绿素荧光遥感碳循环监测研究进展（定量遥感论坛） “李小文奖”
• 章钊颖,张永光,王松寒,邱博,宋练

• 摘要：摘 要: 植被叶绿素荧光遥感是近年快速发展起来的新型遥感技术，尤其是2011年实现全球尺度卫星反演以来，在反演算法、植被监测和碳循环应用等方面发展迅速。本文阐述了现阶段（2011年以来）日光诱导叶绿素荧光（SIF）遥感反演及其在碳循环应用方面的进展。本文首先介绍了卫星SIF遥感的发展及其反演算法现状，接着重点剖析了其在陆地生态系统总初级生产力（GPP）估算、全球碳循环监测、物候和植被胁迫监测等方面的应用现状和特点。最后从卫星SIF反演算法优化、SIF-GPP关系机理、SIF多尺度综合观测和全球碳循环监测等方面对今后植被叶绿素荧光遥感的发展前景进行了展望。
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  PDF(744)

  摘要(1022)

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• 地表净辐射通量观测、模拟和同化的研究进展
• 赵丽芳,沈占锋,李春明,郜丽静,郭 明,孙 源,彭 嫚

• 摘要：地表净辐射通量是陆-汽相互作用水热交换过程中的一个重要物理参量,在全球变化背景下,定量研究地表净辐射通量的时空变化对气候变化研究具有重要意义。本文结合国内外研究现状,总结了目前定量研究地表净辐射通量的主要方法——观测、模拟和同化,分析了观测和模拟的优势和不足,提出了利用数据同化的方法可以弥补观测和模拟的不足,利用不同来源的观测数据对模型进行校准,获取时空上连续一致的高精度地表净辐射的预报值；本文也比较分析了目前流行的同化算法的优缺点。最后,探讨了同化多源遥感数据改进地表净辐射通量的研究中存在的问题、发展方向及其在全球变化研究中的意义。
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  摘要(218)

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• 李小文奖-异质性地表反照率遥感产品真实性检验研究现状及挑战
• 吴小丹,肖青,闻建光,游冬琴

• 摘要：地表反照率直接决定了地表能够吸收到的太阳辐射能量，是研究气候变化、能量平衡的一个关键参数。遥感为大尺度、连续获取地表反照率提供了一种有效的观测手段。但遥感数据本身的精度限制和反演模型的不确定性，使基于卫星数据反演的反照率产品存在误差，而这种误差的存在又会影响产品的进一步应用。正确的认识这种误差有助于提高产品的应用精度，深化其应用的深度和广度。真实性检验就是正确认识卫星反照率产品准确性、稳定性的重要手段，它是卫星产品从生产到应用的桥梁。虽然目前已经开展了大量的真实性检验工作，但即使是针对同一种卫星产品，真实性检验的结果往往并不一致。其根本原因在于验证中所采用的参考值能不能够准确地代表卫星像元尺度的地面真值。地面观测和卫星产品像元之间巨大的尺度差异以及广泛分布的地表异质性，使地面观测并不能直接作为像元尺度真值与卫星产品进行简单的对比。因此真实性检验过程并不是直接的，而是需要经过一系列严格、独立的过程得到像元尺度真值后与产品在一定的空间和时间范围内进行对比。针对目前真实性检验结果准确性和可信度不高等问题，本文尝试从地面实测数据、尺度转换、验证方式、评价方法及验证中存在的问题等几个方面来论述反照率产品的真实性检验现状及挑战。
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  摘要(244)

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• 发展几何光学遥感建模理论，推动定量遥感科学前行
• 柳钦火,阎广建,焦子锑,肖青,闻建光,梁顺林,王锦地

• 摘要：李小文院士长期致力于遥感基础研究，是植被几何光学遥感建模的先驱。他创建了Li－Strahler几何光学模型，论文入选国际光学工程学会(SPIE)“里程碑系列文集。以李小文为首席科学家，带领国内外科学团队，在植被二向性反射建模、热红外遥感辐射方向性建模、遥感信息尺度效应、定量遥感综合实验与真实性检验方面做出了卓越成就。本文介绍了李小文院士的生平，总结了他的主要学术思想，对定量遥感研究的相关研究进展进行了总结和回顾，对遥感科学相关领域的研究具有重要的借鉴和参考意义。
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  摘要(124)

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• 建筑点云几何模型重建方法研究进展和展望
• 杜建丽,陈动,张振鑫,张立强

• 摘要：从大规模机载点云中重建几何精确、拓扑正确、语义丰富且屋顶遵循LoD3规范的建筑几何模型是当前机载点云建筑建模的难点和重点。本文首先根据建筑几何建模思想，将国内外相关建筑点云建模方法分为五类建模体系，并对每一类体系中的代表文献进行了深入的综述和剖析。在此基础之上，本文提出当前机载点云建模算法存在的一些共性问题，并给出可能的解决方案。最后本文给出了几何建模发展的趋势和后续潜在的研究方向。本文旨在为完善机载点云建筑重建理论，发展更智能的建模算法，构建更高质量的建筑模型库，提供一定程度的参考和借鉴。
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  PDF(241)

  摘要(268)

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• 高分辨率遥感技术在活动断层研究中的应用——遥感地震专刊
• 姜文亮,张景发,申旭辉,焦其松,田甜,王鑫

• 摘要：高分辨率遥感技术为活动断层大比例尺调查提供了高效的技术方法。利用高分辨率影像，可以对活动断层及其控制的构造微地貌进行全面深入的定量研究，分析断层几何形态、结构特征与构造变形，进而明确断层运动学特征及力学机制。然而，遥感技术应用于活动断层与传统遥感地质调查工作区别很大，前者需要建立不同类型的活动断层遥感解译标志，目前该方面仍然缺乏系统性的总结与指导，错误不当的解译标志容易造成对活动断层理解的偏差。为此，本文首先系统分析了高分辨率遥感在活动断层调查应用中的技术现状，特别是与传统遥感地质调查之间的区别与联系。在断层形成力学机制分析的基础上，总结了不同断层模式形成的复杂多样的构造微地貌模型及其表现形式，通过对一些活动断裂带上典型地貌特征遥感影像的分析，给出了不同活动断层及相关微地貌的高分辨率遥感识别标志及分析方法。通过大量典型的高分辨率遥感影像特征，建立了遥感解译标志、构造微地貌与活动断层之间的关系模型，并强调利用遥感资料分析活动断层时，需考虑不同类型断层形成构造地貌的相似性与叠加性，应根据遥感解译标志对构造地貌模型及其形成的断层力学环境进行综合判定。本文相关研究可以为中国大陆活动构造探察中遥感技术的应用提供很好参考。
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  摘要(184)

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• 融合航空影像的震后机载LiDAR建筑物点云提取(遥感地震专刊)
• 邓飞,窦爱霞

• 摘要：快速准确地提取震后建筑物，对建筑物震害识别和应急救援起着至关重要的作用。本文分析了基于机载激光雷达（Light Detection and Ranging，LiDAR）点云数据提取地震灾区建筑物存在的诸多难点，已有的方法思路难以达到预期效果，因此提出了融合同机航空影像数据的方法，实现了震后灾区建筑物点云的获取。该方法在数据预处理的基础上，利用布料模拟滤波（Cloth Simulation Filtering，CSF）算法进行点云滤波，得到地面点云和非地面点云（主要是建筑物、植被和车辆行人等），并将航空影像红波段光谱信息赋予非地面点云；然后基于灰度直方图阈值分割的方法剔除植被点，最后对剩余激光脚点利用DBSCAN（Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise）算法进行迭代聚类提取最终的建筑物点，并与参考建筑物点对比进行精度验证，总体精度达到86.97%。结果表明，在一定精度要求范围内，该方法能有效实现地震灾区建筑物点云的自动提取，为震后机载LiDAR建筑物点云提取提供技术参考和方法借鉴，为地震灾区建筑物震后识别、建筑物损失评估做好基础工作。
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  摘要(162)

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• 结合纹理特征分析与比辐射率估计的震后滑坡提取(遥感地震专刊)
• 杨明生,李山山,冯钟葵

• 摘要：滑坡提取是获取滑坡灾情信息的首要环节。许多学者基于NDVI分离植被的优点提出了不同的滑坡提取算法，但NDVI在稀疏植被区的分离能力受到土壤因素的抑制，导致滑坡提取难度增大。为此，本文针对高植被区和稀疏植被区共存的复杂灾区环境，根据纹理特征差异进行分区，以避免全局滑坡提取所出现的过提取或欠提取现象，并在此基础上利用NDVI估算比辐射率以增强裸地信息，从而实现更高精度的滑坡提取。本文围绕5·12大地震后的汶川县城及其周边区域，分别基于Landsat5 TM和Terra ASTER数据展开滑坡提取实验，并从定性和定量两个方面进行精度平价。相比其他方法，本文所提方法的提取结果与人工提取结果更为吻合，Kappa系数更高。这表明本文的滑坡提取方法具有更高的提取精度，且对不同数据源的适用性较强。
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  摘要(164)

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• 地震专刊-美国锁眼侦查卫星遥感数据在活动断层研究中的应用-以郯庐断裂带江苏段为例
• 王鑫,张景发,姜文亮,王德华

• 摘要：遥感技术是活动断层研究的重要技术手段之一。美国锁眼侦查卫星（Keyhole，简称KH）于20世纪60年代开始运行，在我国拍摄了大量的影像数据，具有成像时间早、分辨率高的特点。该影像较好地保存了东部地区城镇化建设之前的原始地形地貌信息，可以有效地揭示现今影像无法呈现的构造地貌特征，从而完成活动断层及微地貌的精细化填图与定量化分析，是活动断层调查的重要资料来源。本文首先简要介绍了KH卫星数据的基本信息及处理流程，其次论述了KH卫星影像的优势及其在活动断层研究中的初步应用，最后以郯庐断裂带江苏段为例，开展了基于KH卫星影像的活动断层遥感解译工作；试验结果表明，郯庐断裂带江苏段在试验区内仅马陵山—重岗山分支断裂（F5）、新沂—新店分支断裂（F2）断续出露地表，两条断裂的构造微地貌极为发育，为高角度逆冲断层，走滑运动不明显。KH卫星影像记录着上世纪至今大量的瞬时影像信息，为研究和理解活动构造相关地质构造、构造地貌、最新的地貌演化与历史变迁提供了更精确的基础数据，这些影像资料在活动构造研究领域乃至其他行业都具有重要的应用价值。
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  摘要(152)

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• 2008年新疆乌恰M 6.7地震多参量时空变化特征研究
• 荆凤,崔月菊,孙珂,熊攀

• 摘要：基于NOAA卫星观测资料分析了2008年乌恰M6.7级地震前后长波辐射异常变化，根据异常时空特征与地震时空窗的对应关系检测到震前的长波辐射异常信息，并结合卫星观测获得的地气系统地表温度、大气温度、大气相对湿度、大气压力、一氧化碳含量等地球物理和地球化学参量，基于DTS（Deviation-Time-Space）准则开展了多参量综合分析。结果表明，长波辐射异常点位上的地表温度、大气温度及大气相对湿度在地震前存在耦合关系，而检测到的一氧化碳异常出现在震后4天，可能与本次地震的断层特性及震后余震频发有关。此外，震前5-10天出现的大气压力突变也可能对地震发生起到了触发作用。研究认为可以将地气系统中长波辐射的异常变化看作与地震活动相关的重要参量，其他地气系统参量作为辅助参量，在未来的地震监测研究中应重视多参量间的耦合及关联性研究。
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  摘要(173)

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• 遥感地震专刊-昆仑山Ms8.1地震遥感大气温度垂直分层演化特征研究
• 马未宇,康春丽,刘军,岳冲,卢显

• 摘要：研究引潮力的相位变化周期与发震的关系，进而确定地震大气温度增强异常识别的背景指示时间，采用大气分层技术，处理美国国家环境中心的NCEP大气温度数据，分析了昆仑山MS8.1地震前后不同高度层的大气温度垂直分布动态演化，结果显示：地震发生时引潮力值所处最大振幅相位附近，反映引潮力对本次地震的发生具有触、诱发的作用；孕震区地表及其上附多层大气热变化经历震前起始增温，震后消亡的连续时间演变过程，增温区集中在地震活动断裂带及其附近区域，呈现出与构造紧密关联的非均匀加热，与岩石受力，由形变-破裂过程中向外热辐射变化过程相吻合，表明大气增温与昆仑山地震活动相关；热增强表现出自下而上的从地表开始增温，并随大气运动抬升扩散，在一定高度的高空逐渐消亡的过程，符合地面对大气加热导致大气升温→抬升→扩散→消亡的大气热动力学特性，表明下垫面构造运动是本次温度异常变化的主控原因；大气增温过程与引潮力（低值-高值）的变化过程具有一定的同步性，显示引潮力为地震大气温度异常识别过程中，背景温度选择提供具有力学含义、可预先计算获得的时间指示，而通过引潮力周期获得的大气温度变化反映了临震构造应力的变化，将引潮力变化与大气温度垂直分层分析结合，将有助于区分地震热异常与非震热异常。
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  PDF(204)

  摘要(164)

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• 基于多源遥感图像的1976年Ms7.8唐山大地震等烈度区判定（地震专刊）
• 张景发,李强,张庆云,田甜,申文豪,薛腾飞,王建飞

• 摘要：1976年7月28日3点42分，河北省唐山地区发生了Ms7.8级强烈地震，地震给人民的生命财产造成了巨大的损失。传统的地震烈度评估方法依靠人为实地调查，易造成部分地区数据的缺失，导致等烈度线丢失细节信息。本文以实地调查的等烈度线分布为基准，结合保存的唐山地震震后航片资料、卫星图像和其它资料，从宏观上更细致的开展了唐山地震的等烈度线图判定研究。利用地震后的航空照片和地震前美国锁眼间谍（KH）卫星图像进行对比分析，详细判读典型震害建构筑物目标、喷砂冒水等，总结影像判读标准，采用面向对象分类变化检测的方法确定极震区和重点破坏区分布；利用地震前后的航片、KH卫星、美国陆地资源卫星Mss图像，选取2495个建筑区样本点，基于图像纹理信息熵的相关性分析对重点村镇目标进行变化检测处理，确定各村镇建筑物的破坏程度及其趋势；综合分析历史航片、余震等资料，分析地震发震断层等多源遥感资料，基于反距离加权插值的方法对样本点进行插值获取地震烈度分布区域，综合多源遥感资料实现了唐山地震的地震烈度区的判读，与前人实地调查结果对比，综合多源遥感图像判定的地震烈度区与实地调查结果形态相近，证明该方法可用于地震烈度评估。
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  摘要(162)

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• 论岩石受力辐射变化机理及地应力遥感（地震专栏）
• 吴立新,毛文飞,刘善军,徐忠印

• 摘要：地应力遥感是打开地震预测大门的金钥匙，岩石受力附加电磁辐射定量分离是地应力遥感的基础。本文简要回顾了地震红外及微波遥感异常的研究历程，系统梳理了固体力学中电磁辐射实验观测的研究成果，包括材料应力与材料损伤的热图分析、岩石受力破裂过程的热成像与微波辐射观测；总结了岩石受力电磁辐射变化物理机制的研究成果，包括自由电子逃逸效应、矿物晶体压电效应、介电常数变化效应、表面发射率变化效应、孤立系统能量平衡原理、地壳岩石电池转换效应、地下氡气逸出效应；探讨了岩石受力附加电磁辐射变化的量子力学机理，包括原子振动与分子转动能级跃迁、裂尖扩展-电荷分离-电磁辐射。面向地应力及地应力场变化遥感、地震监测预测及地球系统地震响应研究的重大需求，提出并阐述了地应力卫星遥感亟待突破的三大科技难题，即岩石受力辐射波段的敏感性差异及遥感优势波段选择、构造活动辐射异常的智能识别及地震前兆遥感诊断、地球系统地震耦合多观测参数标定及空天地协同观测。
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  摘要(148)

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• 遥感地震专刊：基于地基InSAR评估爆破作业对露天采矿边坡的稳定性影响
• 刘斌,葛大庆,李曼

• 摘要：强烈地表或地下震动（如地震余震、爆破开采）可能会对露天采矿边坡稳定性产生影响，边坡稳定性评价是露天矿山开采安全生产的重要研究内容。利用地基InSAR系统可近实时监测露天矿边坡活动特征，为安全生产提供可靠数据。本文采用地基InSAR连续观测模式，通过简单网络组合方式对相邻时刻影像两两干涉处理，在远离爆破点的坚硬铁矿岩石上选取信噪比和相干性高的像元作为稳定参考点，建立环境因素相位时序校正曲线消除环境干扰的影响。数据处理结果表明，本次观测精度能控制在[-0.3，0.3] mm以内，除矿石堆积层产生了小幅度的下滑外，爆破未对整个开采面造成显著的破坏性影响。地基InSAR系统能在短时间内高精度、高分辨率观测并识别出变形区，可在人工边坡、灾后滑坡、露天开采边坡、工程区边坡稳定性调查与评价中发挥重要作用。
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  PDF(233)

  摘要(192)

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• 遥感地震专刊：基于SAR图像纹理特征相关变化检测的震害建筑物提取
• 李强,张景发

• 摘要：SAR图像变化检测是遥感震害信息识别中重要的方法之一，常规的SAR图像变化检测方法主要以强度图像为主，易受图像中地物目标方位变化、表面粗糙度变化和图像中涵盖地物目标信息量庞大的影响。针对震后强度图像变化复杂无规律、纹理特征参数繁多且难优选的问题，本文以熊本地震益城町区域的ALOS-2数据为例，提出了一种基于纹理特征主成分变换的相关性变化检测方法，该方法首先提取图像的多个纹理特征参量，其次采用主成分变换的方法获取多个纹理特诊参量的第一主成分分量，然后计算第一主成分分量的相关性，最后根据实地调查样本统计分类阈值对图像中不同程度震害建筑物进行检测，并与基于强度图像相关性变化检测方法、强度图像差值变化检测方法结果进行了对比。结果表明，基于纹理特征主成分的相关性变化检测方法能够有效地检测不同震害程度建筑物的分布，总体提取精度可达87.2%，高于基于强度图像的两类变化检测方法检测精度，在保持较高提取精度的同时，也有效降低了震害建筑物的错分概率，证明了该方法的可行性，提出的方法可用于震后灾损评估、救援决策制定、指导灾后重建。
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  摘要(155)

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• 利用Sentinel-1卫星数据提取同震形变场：最新技术及震例（地震专刊）
• 王腾,廖明生

• 摘要：高分辨率同震形变数据对地震学研究十分重要。欧空局哨兵一号A/B星（Sentinel-1A/B） 自2014年、2016年在轨运行以来，在板块交界地带获取了大量数据，成为研究地震的主要雷达遥感系统之一。本文通过简要介绍Sentinel-1A/B数据获取模式和最新数据处理技术，结合2014年加州纳帕山谷地震，2015年尼泊尔地震，2016年日本熊本地震和新西兰地震四个典型震例，综述全面利用Sentinel-1数据中的相干及非相干信息提取远场和近场、方位向和距离向同震形变数据的最新进展。相关研究成果表明，我们从Sentinel-1数据中不但能够通过传统InSAR技术提取地震远场形变梯度较为平缓的形变，也能够获取靠近地表破裂，形变梯度较大的形变。这些新方法和最新震例研究表明Sentinel-1系统在地震学领域将会发挥越来越重要的作用。
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  摘要(147)

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• 卫星重力加速度计标校方法研究(地震专刊)
• 李瑞锋

• 摘要：重力卫星搭载的加速度计用于测量非保守力。加速度计的偏差和标度因数在空间随环境变化而缓慢变化，需要实施外部标定，以方便正确应用于数据处理。很多文献研究了动力学标定法、定轨标定方法、能量标定法等，在快速性、高精度性等方面有待提高。本文提出了加速度标定方法，建立数学模型，用于重力卫星的加速度计标定。结果表明，该方法是一种有效的标定方法，在目前的数据条件下，其标校精度达到10-8-10-9 m/s2水平，标校效果X方向参数最优，Z轴次之，Y轴最差。加速度标校法受到先验地球重力场模型的影响，需要采用迭代方法，逐步逼近真实的加速度计参数。如果提高GNSS轨高产品采样率，可提高总加速度计算精度，从而提高加速度计的定标精度。加速度标定方法是一种有效、快速、精度较高的标定方法，提供精确的标定参数，可以在重力卫星数据处理中使用。
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  摘要(167)

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• 主喜马拉雅逆冲带的震间与同震重力场变化 (遥感地震专刊)
• 周新,万晓云,申旭辉

• 摘要：为了对我国自主重力/重力梯度卫星在陆地地震研究中提供理论依据，本文选取了主喜马拉雅逆冲断层(MHT)，模拟了断层在同震和震间滑移产生的大地水准面、重力变化和重力梯度变化。利用大地测量和遥感观测资料反演了MHT同震滑移和震间耦合分布，结果表明：基于马尔科夫链-蒙特卡洛方法，从GPS和InSAR数据反演的2015年Mw 7.8尼泊尔地震同震破裂并未达到地表，最大滑移约为6±0.7 m，地震矩为1.02×10^21 Nm，相当于Mw 7.9，与其它手段得到的结果一致；MHT的震间耦合模型表明MHT深度20 km以上部分在震间均处于闭锁状态，地震矩亏损率为6.8×10^19 Nm/yr。基于滑移模型，模拟了MHT同震和震间的重力场变化。变形地表面的同震重力变化呈南负北正两极分布，范围为-261 ~ 125 μgal，可以被陆地重力测量所检测到。长波长的空间重力/重力梯度变化信号难以被当前重力卫星观测到；对冰川等大尺度质量变化源进行改正后的重力/重力梯度变化有望被提高测量精度的下一代重力卫星检测出。本研究成果对我国未来发射的自主重力卫星数据在地震发生和孕育方面的应用研究将提供有益的启示。
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  PDF(188)

  摘要(174)

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• 遥感地震专刊激光测距对静态重力场恢复精度的影响分析
• 朱永超,万晓云,于锦海,梁磊,张国庆

• 摘要：鉴于下一代重力卫星设计中利用更高精度的激光测距技术代替微波测距,本文对激光测距提高地球重力场探测精度的问题进行了讨论。通过高精度的动力学重力场模型反演方法,本文推导了线性化的星间变率公式,并以一定的权融合卫星精密轨道与星间变率数据。通过模拟计算结果,可知当卫星轨道、定轨精度、加速度计精度与GRACE(Gravity Recovery and Climate Experiment)相同,星间变率精度依次从1.0*10_-6 m/s提高到5.0*10_-7m/s、1.0*10_-7 m/s、5.0*10_-8 m/s、1.0*10_-8 m/s时,累积大地水准面误差则在120阶时依次从85.14cm降低为33.09cm、7.33cm、3.70cm、3.59cm。结果表明当采用高精度的激光测距后,采用低低卫卫跟踪模式,地球静态重力场模型的探测精度有望比GRACE提高1个量级。当激光测距精度提高至10 nm/s时,计算结果与精度为50 nm/s的计算结果无明显差别,表明过高的星间变率测量精度相对于其他指标而言有冗余。本文建议在其他测量技术精度未有提高的前提下,只需将激光测距的精度提高至50 nm/s即可。
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  摘要(159)

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• 基于GNSS掩星探测数据的f₀F₂和h_mF₂全球分布特征研究(遥感地震专刊)
• 刘祎,孙睿迪,周晨,赵庶凡,张学民,申旭辉,赵正予

• 摘要：本文通过利用GNSS掩星数据统计分析了全球f₀F₂和h_mF₂的周年变化特性、日变化特性以及季节变化特性。同时,通过与日本地区测高仪站f₀F₂数据进行对比,分析了两种探测方式获取电离层参数的相关性。结果表明,全球f₀F₂和h_mF₂周年变化与太阳活动以及地磁活动具有明显的正相关性,且f₀F₂和h_mF₂也具有明显的空间分布特性。此外全球f₀F₂和h_mF₂峰值出现在LT14:00-16:00期间,且h_mF₂出现明显的日落后赤道电离异常复苏现象。全球f₀F₂具有比较明显的季节变化特性,f₀F₂峰值出现在春秋季中低纬地区,在夏冬季较小,且出现比较明显的冬季异常现象,而h_mF₂季节分布相比f₀F₂并不明显。通过和日本地区Wakkanai、Kokubunji、Yamagawa以及Okinawa测高仪站f₀F₂数据对比,发现两种探测手段获取的电离层参数具有比较好的相关性。初步研究表明,全球f₀F₂和h_mF₂分布受到多种因素的影响,其中太阳活动和地磁活动占主要地位。其次,电场、热层风以及高能粒子沉降等都对全球f₀F₂和h_mF₂有很大的影响。
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  PDF(197)

  摘要(149)

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• 星载朗缪尔探针载荷研制与测量技术（地震专刊）
• 刘超,关燚炳,张爱兵,郑香脂,孙越强

• 摘要：相关研究结果表明,由地震活动引起的电离层扰动是确实存在的，并且在前兆现象中存在着震前空间等离子体参数的变化。本文设计研制了星载朗缪尔探针载荷，可以实现对空间等离子体电子密度、电子温度等参数的测量。该载荷采用优化的球形传感器，消除了其结构与支撑杆连接处的终端效应，其性能指标达到了国际同类仪器的先进水平。并通过在意大利国家天体物理研究院行星际物理研究所（INAF-IAPS）的地面等离子体环境下的测试，验证了该载荷在空间应用的可行性和正确性。星载朗缪尔探针载荷将首次在我国电磁监测试验卫星任务中得到应用，为探索大地震短临预测与预警新方法提供空间观测数据，为我国地震立体观测体系的建立提供技术支撑。
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  PDF(234)

  摘要(178)

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• 电磁监测试验卫星地球磁场探测任务(_{遥感地震专刊})
• 周斌,程炳钧

• 摘要：电磁监测试验卫星是我国第一颗近地轨道电场磁场监测试验卫星，地球磁场探测是其重要的科学任务之一，本文将介绍执行这一任务的载荷高精度磁强计的设计、研制和标定的情况。根据卫星平台观测磁场的特点，以及电磁监测试验卫星对矢量磁场准确度的需求，设计了矢量结合标量的磁场探测方案。高精度磁强计包含2个磁通门探头及1个绝对磁场校准装置探头，安装在卫星舱外伸杆的顶部。本文介绍了高精度磁强计总体设计，数据地面处理流程，以及单传感器的物理量标校、绝对矢量校正、剩磁干扰消除和坐标系转换等算法。对高精度磁强计飞行件进行了线性度试验、温度试验、磁轴与结构坐标系转换标定试验、传感器互扰试验和CDSM转向差试验的测试，对磁场探测方案和高精度磁强计的性能进行了验证，并为地面数据处理提供了依据。按照所设计的磁场探测方案，高精度磁强计已经完成了全部的载荷研制、理论算法研究、标定试验等地面工作，载荷性能指标和地面数据能够满足任务要求。
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  PDF(203)

  摘要(176)

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• 基于多种地球物理场观测的玉树地震孕育过程分析（地震专刊）
• 张学民

• 摘要：多地球物理场探测是研究地震孕育机理的重要学术领域，而卫星遥感探测为此提供了重要的技术支撑。本文利用区域GPS (Global Positioning System)应变场、基于汶川震源模型的应力触发效应等，确立了玉树地震独立孕育发生的特性。全面综合相关的地震学、重力场、地球化学、红外、电离层等多种参量研究结果，针对2010年4月14日玉树7.1级地震前多地球物理场参量进行了整合分析，勾画了玉树地震多参数异常时间序列发展框图，遥感探测技术显示了在地基测站稀疏区域的独特监测优势。结果发现根据多地球物理探测参量的异常响应，玉树地震可分为三个不同的孕育阶段，不同应力状态下的岩石激发不同的地球物理场异常信息，长期监测GPS应力应变变化比较显著，而临震阶段以空间电磁扰动为主，多地球物理场之间的耦合关联还需深入研究。
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  PDF(189)

  摘要(173)

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• 电磁监测试验卫星数据处理方法和流程研究（地震专栏）
• 王兰炜,胡哲,申旭辉,张兴国,黄建平,张宇,杨艳艳

• 摘要：在过去多年的研究中，从空间观测到了许多与地震相关的电磁异常现象，通过空间与地基观测的结合，可以有效的提升探测地震相关电磁异常现象的能力。法国的DEMETER卫星作为第一颗专门探测与地震、火山活动相关电离层异常的卫星，取得了许多重要的研究成果。我国自1966年发射第一颗人造卫星以来，发射的卫星几乎全部都是成像遥感卫星，2018年初即将发射的电磁监测试验卫星（China Seismological Electromagnetic Satellite Project，简称CSES）是我国首颗电磁类探测卫星，也是我国地震立体观测体系第一个专用的天基平台，其主要科学目标是通过获取中国和全球电磁场、等离子体、高能粒子观测数据，针对全球7级以上地震、中国6级以上地震的卫星电磁信息进行分析研究，总结地震电离层扰动特征，并在此基础上，研究大震短临预测新方法，探索地震电磁信息传播机制，为地震预报提供一种可能途径。电磁监测试验卫星共搭载3类8种科学载荷，第一类是用于电离层电磁场探测的载荷，包括高精度磁强计、感应式磁力仪和电场探测仪，第二类是用于原位等离子体参数探测的载荷，包括朗缪尔探针、等离子体分析仪和高能粒子探测器，第三类是用于电离层结构探测的载荷，包括GNSS掩星接收机和三频信标发射机。电磁卫星载荷探测方式均不同于以往的成像遥感卫星载荷，其数据处理方法和流程也有本质差异。本文首先介绍了我国电磁监测试验卫星产出的科学数据种类、数据分级和各级数据的定义，根据电磁监测试验卫星的特点，科学数据分为0-4级。随后描述了1-4级数据的总体处理流程，最后详细描述了8种载荷1-2级数据处理的方法、流程以及关键的数据处理算法。
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  PDF(146)

  摘要(136)

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• 张衡一号卫星系统设计与技术特点
• 袁仕耿,朱兴鸿,黄建平

• 摘要：电磁监测试验卫星（张衡一号卫星）是我国地震立体监测体系的首个天基电磁平台，是我国地球物理场探测卫星计划首发星，用于获取地球磁场、空间电磁波场、电离层等离子体原位和结构参数及其变化信息，为探索地震前兆信息、空间环境监测预报和地球系统科学研究提供新的技术手段，为未来建立地震前兆电磁监测卫星业务化系统进行技术准备。本文对张衡一号卫星的系统设计、研制历程进行了系统介绍，特别对卫星特殊的轨道设计、工作模式设计、磁电洁净度设计以及伸杆机构设计等关键技术特点进行了陈述。
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  摘要(122)

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• 地震地壳形变InSAR测量中的关键技术分析(地震专栏)
• 曾琪明,朱猛,焦健

• 摘要：InSAR技术是监测地震地壳形变的有力手段，对于研究地震机理、防震减灾具有重要的研究意义。InSAR测量结果可以作为分析地震断层几何学特征和动力学机制的研究资料，为进一步研究断层活动的时空特征以及大陆岩石圈动力学规律，建立断层运动模型，获取地震的地球物理参数及其演化过程提供参考依据。随着InSAR技术研究的不断深入，进一步提升InSAR技术的应用水平，高效、高可靠性地获取地壳形变信息是行业用户和国内外学者关心的问题。本文从地震地壳形变监测需求出发，结合InSAR技术特点，归纳和概述了地震地壳形变InSAR测量中更为关心的技术问题及其研究现状，重点分析并提出了InSAR技术在地震地壳形变监测中需要加强重视与进一步深化研究的一些关键技术问题，包括大气效应、视线向模糊、大范围监测、高相干目标选取、大数据高效能计算以及InSAR技术自身质量评价与控制体系的构建，并对此给出了一些解决的思路，旨在提高InSAR技术在地震领域中的应用水平。
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  PDF(125)

  摘要(202)

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• 我国地震遥感应用研究与地球物理场探测卫星计划发展
• 申旭辉,刘芹芹,张学民,崔静,周新,姜文亮,龚丽霞,李永生

• 摘要：我国地震遥感应用研究始于上世纪70年代中期,从简单的MSS遥感图像解译线性活动构造开始,迄今走过了40余年的历程。其中：上世纪七、八十年代以可见光遥感图像应用为特征,上世纪90年代为红外遥感、GNSS遥感和InSAR技术试验应用阶段,世纪之交到本世纪前十年主要表现为综合遥感应用和卫星电磁、卫星重力等地球物理场探测卫星计划预研,2011年以来侧重于集成前期研究成果,实施地球物理场卫星计划和卫星地震应用系统建设运行。经历40余年的发展,目前可见光遥感技术在活动构造探查和灾害评估中应用已经实现业务化,卫星红外、卫星电磁、InSAR技术、卫星重力和高光谱气体地球化学探测技术在地震监测领域越来越凸显出其应用效能。作为国家地球物理场探测卫星计划首发星,张衡一号电磁监测试验卫星于2018年2月2日进入预定轨道,目前在轨运行正常并产出了我国首幅全球地磁图,填补了我国在全球地球物理场获取能力方面的空白。
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  摘要(138)

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• 大尺度湿地专题图自动更新方法研究
• 李大冲,许盼盼,牛振国,张海英

• 摘要：湿地专题图的更新无论是对湿地研究还是湿地管理和保护都具有重要价值。但是由于湿地本身具有显著的时空动态性和空间异质性特征，使得大尺度湿地专题图的更新遇到很大挑战，大尺度湿地图的更新面临着周期长、时效性差的困难。为应对这一挑战，实现大尺度湿地地图的快速更新，本文提出一种通过提取历史湿地专题图中的信息，对新遥感影像进行自动化的湿地分类制图方法——“迭代解译再组织”(IIR，Iterative interpretation and Reorganization)。针对湿地空间异质性强、稳定样本获取困难等特点，IIR方法通过分别获取不同湿地类型的空间信息和类别属性2个步骤完成湿地的自动更新。为验证该方法在大尺度湿地图更新的应用效果，随机选取了位于高海拔地区、高纬度地区、低纬度地区和滨海地区等不同自然地理环境的四个湿地保护区（若尔盖湿地保护区、莫莫格湿地保护区、鄱阳湖湿地保护区和黄河三角洲湿地保护区）作为验证。结果表明IIR方法的湿地制图的总体精度在70%-90%之间，总体上优于传统监督分类方法。IIR方法对于大的时空尺度背景下湿地专题图更新面临的高时空动态特征具有较好的解决能力。
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  PDF(373)

  摘要(478)

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• 城市扩张CA模型的参数敏感性分析
• 张亦汉,乔纪纲,刘婉华,蔡思锐,丁倩欣,陈小微

• 摘要：本文以广州市番禺区为研究区，构建了相应的城市扩张CA模型，从采样、邻域结构和微观元胞尺度等方面研究了CA模型的敏感性。首先通过改变模型采样比例、样本各个类别的比例等研究样本对模型参数的影响。其次分析不同的邻域结构与模型模拟精度的关系，并从微观尺度分析邻域元胞对中心元胞的影响。最后，从空间尺度上分析CA模型在各种不同分辨率下的模拟结果，用景观指数剖析模拟结果的形态，同时在元胞摩尔邻域内分析其3×3邻域的城市发展密度变化情况。实验表明；(1)适当提高采样比例，会得到精度较高的权重，但训练样本中城市用地的比例应该与城市用地的转变量在全区的占比相匹配。(2)不论是采用摩尔邻域还是冯诺依曼邻域，模拟精度均随着空间尺度的增加而降低。在同一空间尺度下，采用摩尔邻域的模拟结果略好。相比冯诺依曼四个邻域元胞，摩尔邻域中的角点对中心元胞具有更大的影响。(3)随着空间分辨的降低，模拟结果的斑块数、斑块密度、聚集度和分形维度值在减少，结构变得简单，而且在微观的摩尔邻域中城市发展密度正在减少，即由高密度向低密度转换。
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  PDF(288)

  摘要(601)

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• 统计数据总量约束下全局优化阈值的冬小麦分布制图
• 郭文茜,任建强,刘杏认,陈仲新,吴尚蓉,潘海珠

• 摘要：大范围、长时间和高精度农作物空间分布基础农业科学数据的准确获取对资源、环境、生态、气候变化和国家粮食安全等问题研究具有重要现实意义和科学意义。本研究针对传统阈值法农作物识别过程中阈值设置存在灵巧性差和自动化程度低等弱点，以我国粮食主产区黄淮海平原内河北省衡水市景县为典型实验区，首次将全局优化算法应用于阈值模型中阈值优化选取，开展了利用全局优化算法改进基于阈值检测的农作物分布制图方法创新研究。研究中，以冬小麦为研究对象，以国产高分一号（GF-1）为主要遥感数据源，在以作物面积统计数据为总量控制参考标准和全局参数优化的复合型混合演化算法SCE-UA（Shuffled Complex Evolution-University of Arizona）支持下，提出利用时序NDVI数据开展阈值模型阈值参数自动优化的冬小麦空间分布制图方法。最终，获得实验区冬小麦阈值模型最优参数，并利用优化后的阈值参数对冬小麦空间分布进行提取。通过地面验证表明，利用本研究所提方法获取的冬小麦识别结果分类精度均达到较高水平。其中冬小麦识别结果总量精度达到了99.99%，证明本研究所提阈值模型参数优化方法冬小麦提取分类结果总量控制效果良好；同时，与传统的阈值法、最大似然和支持向量机等分类方法相比，本研究所提阈值模型参数优化法区域冬小麦作物分类总体精度和Kappa系数分别都有所提高，其中，总体精度分别提高4.55%、2.43%和0.15%，Kappa系数分别提高0.12、0.06和0.01，这体现出SCE-UA全局优化算法对提高阈值模型冬小麦空间分布识别精度具有一定优势。以上研究结果证明了利用本研究所提基于作物面积统计数据总量控制以及SCE-UA全局优化算法支持下阈值模型参数优化作物分布制图方法的有效性和可行性，可获得高精度冬小麦作物空间分布制图结果，这对提高我国冬小麦空间分布制图精度和自动化水平具有一定意义，也可为农作物面积农业统计数据降尺度恢复重建和大范围区域作物空间分布制图研究提供一定技术参考。
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  PDF(472)

  摘要(467)

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• 长时间序列多源遥感数据的森林干扰监测算法研究进展
• 沈文娟,李明诗,黄成全

• 摘要：时空意义明确的森林干扰和恢复信息是评价森林生态系统碳动态的关键因素之一。然而由于诸多的现实困难，多尺度的森林干扰定量化时空信息相对缺乏。Landsat数据具备光谱、时间和空间分辨率上的优势，以及其可以免费获取的特点，使其成为主要的长时间序列动态监测的遥感数据源之一，为长时间周期内提供具有合适的空间细节和时间频率的森林干扰信息成为了可能。特别是基于Landsat时间序列堆栈 (LTSS)的森林干扰自动分析算法的出现，更为森林生态系统的近实时监测提供了强有力的工具。本文全面评述了长时间序列遥感数据准备和预处理技术以及国内外基于遥感数据源的多时相森林干扰监测方法，重点分析了基于Landsat的多种指数监测和自动化方法的优缺点，并总结了其与多源数据结合的扩展应用，最后就现有方法与国内外新的数据、技术手段的关联进行了展望，以期为推广中国本土卫星影像应用于森林干扰监测提供理论借鉴。
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  PDF(446)

  摘要(583)

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• 基于PARASOL/POLDER3卫星数据的海洋上空云检测方法研究（偏振专栏）
• 孙晓兵,陈震霆,乔延利

• 摘要：本文是基于大气偏振光效应及大气偏振遥感反演的第二个应用方法。在卫星海洋遥感中,云作为海气耦合系统最重要的调节器之一,其检测结果对海洋上空云微物理特性的反演精度有较大影响。因此,快速而准确识别海洋上空的云像元是卫星遥感数据处理过程中首先要解决的关键问题。以PARASOL卫星搭载的POLDER3载荷遥感数据为研究对象,提出一种改进的海洋上空云检测方法。先剔除海洋耀光,接着利用有云与晴空区近红外反射率差异检验识别有云像元,并利用偏振反射率检验进一步识别低反射率的云像元,然后利用近红外与可见光反射率比值检验识别晴空像元,最后建立多角度云检测结果空间融合规则,重新标记有云、晴空和未定像元。以印度洋海区为例进行实验分析,将云检测结果与Buriez方法进行对比,发现检测精度基本相当,而有云像元的识别速度却平均提高约3倍。结果表明：该方法不仅能有效的检测出海洋上空的云像元,满足业务化数据处理的高精度及时效性要求,为后续云微物理特性反演提供可靠的数据源,还能为我国正在研制的高分五号卫星多角度偏振载荷DPC云检测提供技术支持。
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  PDF(285)

  摘要(206)

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• 偏振遥感专刊：全天空偏振模式及其影响因素初探
• 陈伟,李延飞,吴太夏,关桂霞,晏磊

• 摘要：本文主要探讨全天空偏振模式图的形态及其影响因素。太阳光入射与地表、大气相互作用，会在天空中会出现较为稳定的天空偏振模式图，即以太阳为中心，天空中的偏振信号呈现一定的规律分布。天空偏振模式图的强度及形态主要由地表反射性质、空气分子散射性质及气溶胶光学性质共同影响。本研究利用矢量辐射传输模型，以海洋下垫面为例，在获取沙尘非球形与煤烟非球型气溶胶单次散射性质的基础上，模拟了不同气溶胶光学厚度情况下的全天空偏振模式图。结果表明，天空以太阳入射方向为中心呈现一个较为稳定的天空偏振模式图。沙尘型散射气溶胶光学厚度的增大会减弱该模式图的强度，而煤烟型吸收气溶胶光学厚度的增大会增大该模式图的强度。利用双模态（沙尘型与煤烟型混合）气溶胶模型，系统分析不同气溶胶比例情况下的天空偏振模式图，结果表明全天空偏振模式图的基本模态依旧存在，但是其强度受气溶胶模型与光学厚度双重影响。因此在利用全天空偏振模式图进行气溶胶光学性质反演时需要注意气溶胶模态信息的选择。
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  摘要(215)

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• 大气中性点区域偏振效应的地-气参量分离及偏振遥感大气误差降低研究（偏振专栏）
• 吴太夏,童庆禧,Petri Kauko Emil Pellikka,张淳民,晏磊

• 摘要：本文围绕高分辨率定量遥感大气偏振光效应，具体阐述其第二个规律：大气偏振中性点区域效应。当前，随着我国多颗偏振遥感器搭载发射，偏振遥感成为对地观测领域一个新的增长点以及研究热点。但由于大气散射具有较强的偏振效应，大气与地表偏振信号的分离是偏振对地进行有效观测和应用的一个现实问题与难点问题。本文利用晴空中有规律的偏振分布以及大气偏振中性点的性质，对利用大气中性点的偏振效应进行地表-大气偏振信息分离的可行性进行了论证。通过对大气中性点在上行辐射和下行辐射中的计算，得出Babinet大气中性点的偏振效应以及基于Babinet中性点进行偏振对地观测的基本方法，研究重点阐述了从航空遥感和航天遥感两个层面对如何将大气中性点应用于遥感观测进行了讨论。结果表明：1）Babinet中性点相比于其他两个中性点，更适合于偏振遥感对地观测中地-气偏振参量分离；2）航空遥感搭载偏振传感器在Babinet中性点位置进行地表探测可以消除大气偏振，突出地物偏振信息，有效进行地-气偏振参量分离；3）在太阳同步轨道的卫星遥感影像上能够有效识别偏振中性点区域；4）成果将偏振遥感中最大的大气误差源降到尽可能降低，实现地表反射最大化，形成偏振遥感物理的大气窗口，有效分离高分辨率定量遥感地物反演中的大气偏振耦合效应，较大提升偏振遥感中地表目标的探测精度。研究成果对于偏振遥感的大气校正以及定量化水平的提升具有实践意义。
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  摘要(148)

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• 大气偏振模式图分布及仿生偏振导航技术研究（偏振专栏）
• 褚金奎

• 摘要：本文围绕高分辨率定量遥感大气偏振光效应，具体阐述其第一个规律：天空偏振模式图效应。大气偏振效应不仅可以应用于高分辨率定量遥感, 其偏振场模式图还可以作为偏振导航的信息源。大气偏振场模式图在不同时空与天气条件下对偏振传感器的导航精度具有重要影响, 天空偏振场图的精确获取与建模、测量精度与误差分析已成为了重要的研究内容。本文从大气偏振模式图的分布和偏振导传感器两方面介绍了仿生偏振导航技术的研究进展。首先介绍了瑞利散射理论、米散射理论和基于矢量传输方程的偏振模式图光场分布理论, 总结了不同方法的适用范围；其次分别介绍了日光和月光、陆地和海洋等不同时间、空间环境以及不同天气条件下的偏振模式图分布测试结果, 对比分析了理论仿真与测试结果的异同,同时也介绍了基于云解算的偏振模式图精度测试误差分析。最后介绍了国内外偏振导航传感器装置的发展历史和研究成果, 指出了偏振导航在组合导航中的广阔应用前景。其中本课题组已研制的偏振光导航传感器室内精度达到0.1°, 验证了天空偏振光场模式图的客观有效性，为高分辨率偏振遥感技术提供了技术证明。
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  摘要(179)

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• 地表偏振光反射信息-背景高反差比滤波特征效应与水-雪-植被遥感探测（偏振专栏）
• 赵海盟,刘思远,李俊生,吴太夏,Jouni Peltoniemi,黄文韬,晏磊

• 摘要：摘 要:本文围绕高分辨率定量遥感地物偏振光效应，具体阐述其第四个规律：高信息-背景反差比滤波特征效应。在光学遥感中，水的强烈镜面反射性和角度选择性使探测器饱和或反射率过低而难以提取有效信息，雪的强反射性和表面敏感性使传感器难以直接探测，植被指数在不同反射强度下的敏感性对经典植被监测方法的精度和有效性提出挑战。偏振手段可大大提高水、雪和植被的遥感识别能力。本文从理论出发，通过实验证明偏振手段可有效提升水的信息-背景反差比、剥离70%以上的太阳耀光、为强反射特性下的积雪遥感提供必要方法，并最高降低78%的植被监测误差。本文首次推导证明了偏振探测高信息-背景反差比滤波特性机理，在理论指导和实验深化引导下解决了光学遥感中水、雪因探测器饱和而无法测量的问题，并破除了强反射条件下植被无法精细监测的瓶颈。
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  摘要(189)

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• 偏振反射信息在植被遥感研究中的作用 (偏振遥感专刊)
• 孙仲秋,赵云升,卢珊,吕云峰

• 摘要：本研究基于菲涅尔反射公式,结合现有的偏振反射模型对单叶与植被多角度偏振测量结果与理论结合进行分析；通过研究发现,偏振反射在前向散射方向可以通过菲涅尔反射公式进行解释,但是,在后向散射方向则需要考虑其它物理机理。此外,植被所产生的偏振信息既可以作为一种“噪声”来剔除,剔除后在可见光波段将误差从原来的30%降低到20%以内,又可以作为额外有效的信息源表征植被的结构特征:通过模型参数的大小判断冠层形态的平整程度。本研究可以作为植被偏振探测的系统化方法,并且给出植被固有的偏振反射效应规律,同时也将偏振光遥感在植被监测中的有效性凸显出来。
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  摘要(233)

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• (偏振专刊)植被冠层立体结构与叶片倾角的偏振光效应研究
• 杨彬,晏磊,Yuri Knyazikhin,刘思远

• 摘要：植被偏振特性研究对于植被监测与组分定量反演具有极其重要的作用。植被冠层的反射辐射具有偏振特性，这种特性与入射辐射和植被冠层结构相关。本文分析了偏振对光子-叶片-冠层之间细微相互作用及其变化的有效探测能力，并利用研究型扫描式偏振辐射仪（Research Scanning Polarimeter, RSP）数据系统对比分析了偏振对不同叶倾角分布的估测。本文的结论：（1）偏振观测能够对光线在冠层立体结构中的透射反射再出射过程给出精细刻画，若不用偏振手段对这一过程进行甄别并去除，则直接测算的植被散射系数会产生高达140%的误差；（2）利用偏振手段可以为高精度大倾角、多时相遥感观测提供可能，以此有望极大改变目前光学遥感小角度、垂直观测的较严格约束；（3）偏振辐射呈现出随波长的稳定特性（相关系数>0.96），使得利用偏振手段可以更好地研究冠层结构；（4）不同叶倾角分布对入射辐射存在不同的偏振反射，为利用多角度偏振信息进行遥感植被精细分类提供了新的途径。本文详细描述冠层结构和植被偏振特性的相互作用，通过对冠层立体结构与叶倾角的研究，刻画了植被定量遥感的方向性信息与高精度实现，为高分辨率遥感定量化的有效信息挖掘提供了新手段。
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  摘要(164)

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• 红外偏振效应和偏振遥感研究进展（偏振专栏）
• 褚君浩,胡志高

• 摘要：本文给出高分辨率定量遥感仪器偏振光效应之一的红外偏振效应，阐述其机理及仪器探测新进展。光的偏振信息在当前快速发展的光电子学和光学研究中是缺失的，利用偏振特征可以提取探测物和研究对象的额外信息，延伸了探测的维度和提高了灵敏度。主要从基础研究和应用研究两个方面分析讨论红外偏振效应测量技术及红外遥感的若干进展，期望从不同的角度来考察偏振效应所带来的潜在应用。在上述背景下，本文介绍了红外椭圆偏振光谱技术及其在探测无机和有机薄膜体系光学性质的应用。再次，归纳了红外偏振光学仪器理论及相关进展，特别是在空间遥感上的应用潜力。
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  摘要(142)

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• 基于仿生偏振特征感知与导航信息融合的空间态势感知系统（偏振专栏）
• 尤政,赵开春

• 摘要：本文基于高分辨率定量遥感偏振光效应，给出地球观测新方法之一：基于仿生偏振成像探测的空间态势感知方法。研制新原理体制光电探测系统与装置是太空态势感知体系建设的重要组成部分，偏振成像技术已经成为有效提升空间遥感信息应用能力的有力工具，模仿大自然中生物的结构与功能，构建新型空间态势感知系统的模型与样机。针对太空态势感知系统核心技术的迫切需求，模仿自然界的昆虫、鸟类及鱼类偏振视觉系统的信息感知与高精度导航的组织结构与功能机制，通过模型仿真、构建样机及实验验证的手段探索基于仿生偏振视觉环境信息感知与位置姿态测量中的科学问题。构建了基于偏振成像目标特征与导航信息融合的仿生态势感知系统，建立了仿生信息感知与导航解算模型，提出基于生物偏振视觉的仿生信息感知与导航的信息融合与误差分析关键算法，设计实现一种空间环境特征感知及导航信息融合的态势感知系统原理样机，数据更新率高于25Hz，角度测量重复精度优于0.05 o。仿生偏振成像态势感知系统功能实验结果表明：基于探测目标的光强度、偏振度及偏振方位信息的偏振仿生信息融合方法可以揭示探测目标中更多细节特征信息，能够有效增强空间目标探测的效果。
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  摘要(150)

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• 高分辨率定量遥感的偏振光效应与偏振遥感新领域综述（偏振专栏）
• 晏磊,顾行发,褚君浩,尤政,Hugh Motimor,V. Chandrasekar

• 摘要：李小文院士上世纪提出的光学遥感地表多尺度效应成为定量遥感的重要基石。随着本世纪航空航天高分辨率观测手段的逐步成熟,定量遥感在有效解决了光学地表多尺度效应后,更高分辨率的光学偏振效应在地表、大气、仪器三大要素方面逐步全面凸显出来,并直接决定或影响高分辨率观测系统的定量遥感效能实现和质量保障。例如,我国学者发现植被冠层极其微弱的多次散射反射偏振效应,如果不加扣除其模型误差达到136%；大气衰减本质是大气偏振效应,是遥感反演的最大误差源,误差达到5-30%,偏振手段扣除大气误差目前已可以降低一半以上的误差；观测仪器扣除多次散射透射偏振光后,可以实现5nm分辨率下0.1-0.3nm高光谱定标能力,并借助偏振强化光噪声分离出中心波长偏移和带宽退化的误差根源。借助偏振“强光弱化,弱光强化”,能够实现稳定度达10-8月球辐亮度基准观测,为遥感辐亮度定标不确定度由7%到1-2%跨越提供可能。
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  摘要(160)

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• 基于GLONASS卫星SNR信号的雪深探测研究
• 周威,刘立龙,黄良珂,黎峻宇,陈军,陈发德,邢尹,刘林波

• 摘要：利用GNSS-MR(Global Navigation Satellite System Multipath Reflectometry)技术反演积雪深度是近年来一种新兴的卫星遥感技术。目前大多数研究仅使用GPS(Global Position System)数据限制了该技术的发展，为了扩展GNSS-MR算法的应用，本文介绍了基于GNSS-MR算法的雪深反演模型：首先通过多项式拟合分解GLONASS观测数据获取高精度的信噪比残差序列，然后利用Lomb-Scargle谱分析法对其进行频谱分析可解算雪深值。选取IGS中心的YEL2站2015年11月到2016年6月共243 天的GLONASS卫星L1波段反射信号的SNR数据进行实例分析，并以美国国家气象数据中心提供的加拿大Y-H (Yellowknife Henderson) 气象站的实测雪深数据为真值，将反演雪深与实测雪深进行对比验证。所得实验结果如下：(1) 与GPS卫星的反演值相比，基于GLONASS-MR (GLONASS Multipath Reflectometry) 技术反演积雪深度的精度同样能达到厘米级，RMSE仅3.3 cm，反演值与实测值的空间分布趋势一致且相关性较强，其相关系数R2高达0.969；(2) 不同的积雪深度对信噪比的振幅频率与垂直反射距离具有直接影响；(3) 对同一卫星而言，信噪比的频谱振幅强度峰值与其对应的反演值存在线性相关；(4) 在相同条件下，采用多颗GLONASS卫星数据比单颗GLONASS卫星数据反演雪深的效果明显更优。基于反演的高时间分辨率产品，分析该地区雪深日变化的情况，实验结果表明基于陆基CORS站的GLONASS-MR技术在用于实时、连续的雪深变化监测方面具有良好的潜力和可行性。
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  摘要(583)

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• Landsat 8地表温度产品生产及验证-以黑河流域为例
• 孟翔晨,历 华,杜永明,曹彪,柳钦火,李彬

• 摘要：地表温度是区域和全球尺度地表物理过程的一个重要参数,目前已有的地表温度产品的空间分辨率较低,缺乏高空间分辨率的地表温度产品。Landsat系列卫星提供了大量免费的高空间分辨率遥感数据, 然而对应的高空间分辨率地表温度产品还未见到,为了获取长时间序列的高空间分辨率地表温度产品,本文针对Landsat 8 TIRS数据提出了一个物理单通道地表温度反演算法。该方法首先利用ASTER全球地表发射率产品(ASTER GED)结合Landsat地表反射率产品计算Landsat影像的地表发射率,然后利用快速辐射传输模型RTTOV结合MERRA大气廓线数据对热红外影像进行大气校正,最后利用物理单通道地表温度反演算法得到地表温度产品。利用黑河流域HiWATER试验2013至2015年18个站点的实测地表温度数据对本文方法和普适性单通道算法进行了验证,同时对验证站点的空间异质性进行了分析。结果表明本文方法和普适性单通道算法估算的地表温度整体精度均较高,能够获取高精度、高空间分辨率的地表温度产品,可以服务于城市热岛效应、地表蒸散发估算等研究领域。
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  PDF(457)

  摘要(651)

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• 基于机载激光雷达及高光谱的森林乔木物种多样性遥感监测研究
• 董文雪,曾源,赵玉金,赵旦,郑朝菊,衣海燕

• 摘要：本文利用机载LiDAR和高光谱数据结合37个地面调查样本数据,基于结构差异与光谱变异理论,通过相关分析法分别筛选了3个最优林冠结构参数和6个最优光谱指数,在单木尺度上利用自适应C均值模糊聚类算法,在神农架国家自然森林保护区开展森林乔木物种多样性监测,实现了森林乔木物种多样性的区域成图。研究结果表明,(1)基于结合形态学冠层控制的分水岭算法可以获得较高精度的单木分割结果(R₂=0.88, RMSE=13.17,P<0.001)；(2)基于LiDAR数据提取的9个结构参数中,95%百分位高度、冠层盖度和植被穿透率为最优结构参数,与Shannon-Wiener指数的相关性达到R₂=0.39-0.42(P<0.01)；(3)基于机载高光谱数据筛选的16个常用的植被指数中,CRI、OSAVI、Narrow band NDVI、SR、 Vogelmann index1、PRI与Shannon-Wiener指数的相关性最高(R₂=0.37-0.45,P<0.01)；(4)在研究区利用以30 ×30 m为窗口的自适应模糊C均值聚类算法可预测的最大森林乔木物种数为20,物种丰富度的预测精度为R₂=0.69,RMSE=3.11,Shannon-Wiener指数的预测精度为R₂=0.70,RMSE=0.35。该方法可获取亚热带森林乔木物种多样性分布图,为在区域尺度分析森林生物多样性的现状及其变化趋势提供了有效的方法。
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  PDF(480)

  摘要(746)

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• 利用MERSI和MODIS卫星监测京津冀及周边地区PM_2.5浓度
• 陈辉,厉青,王中挺,孙云,毛慧琴,程斌

• 摘要：京津冀及周边地区是中国PM2.5污染最重的区域之一，利用卫星遥感技术监测大范围的PM2.5时空分布变化是一种先进的重要手段.本研究基于暗象元算法利用FY-3B/MERSI与AQUA/MODIS对京津冀及周边区域进行了遥感AOT反演和验证分析，在此基础上引入气象资料和地面观测资料利用GWR模型反演了区域PM2.5浓度，并对遥感反演结果进行了交叉验证评估，综合对比分析了MERSI和MODIS的气溶胶及PM2.5遥感监测能力。最后，利用MERSI数据对2017年第一季度京津冀及周边区域的PM2.5月均浓度时空分布变化情况进行了初步探索分析。结果表明：FY-3B/MERSI在气溶胶及PM2.5遥感监测能力方面略优于AQUA/MODIS，MERSI反演的1km分辨率AOT和PM2.5与地面站点实测结果的决定系数R2分别为0.76和0.79，均方根误差分别为0.26和28?g/m3，平均绝对误差分别为0.16和15?g/m3，能基本满足对京津冀及周边区域PM2.5的精细化监测需要。2017年第一季度京津冀及周边区域PM2.5月均浓度遥感监测结果表明该区域的PM2.5空间分布格局与地形地貌关系密切，高值区整体上沿太行山脉成带成片；从时间变化来看，1-3月呈逐月下降的趋势，其中3月份PM2.5区域浓度较1月和2月有大幅下降。这说明FY3\MERSI遥感反演产品能为环境质量监测和环境管理工作效果评估提供有效参考，本研究对国产卫星在大气环境遥感业务中的大力发展应用有重要参考意义。
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  PDF(454)

  摘要(529)

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• 基于PCA和布谷鸟算法优化SVM的遥感矿化蚀变信息提取
• 吴一全,盛东慧,周杨

• 摘要：为了进一步提高遥感矿化蚀变信息提取的精度，本文提出了一种基于主成分分析(Principal Component Analysis, PCA)和布谷鸟算法优化支持向量机(Support Vector Machine, SVM)的遥感矿化蚀变信息提取方法。首先，通过波段比值法增强研究区遥感图像中的矿化蚀变信息，并获得比值图像；然后对比值图像进行主成分分析，进而提取训练样本；接着利用SVM对训练样本进行训练，同时采用布谷鸟算法求取SVM的最优核参数及惩罚因子，构造最优SVM模型；最后，运用最优SVM模型完成矿化蚀变信息提取。选择青海省五龙沟地区为研究区，提取羟基及铁染蚀变信息。实验结果表明，与主成分分析法、基于光谱角法和SVM的方法、基于粒子群和SVM的方法及基于波段比值、PCA和粒子群优化SVM的方法等4种方法相比，本文方法获得的遥感矿化蚀变信息和已知矿点的吻合度最高，提取效果最好。
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  PDF(451)

  摘要(546)

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• 基于D-InSAR技术的积雪深度反演研究
• 刘洋,杨金明,李兰海,陈曦

• 摘要：摘 要：积雪是重要的水资源之一，雪深是大量农业、水文、气候和生态模型的重要变量。本研究选用欧空局Sentinel-1主动微波数据，利用合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)差分干涉测量技术的二轨法，根据积雪相位与雪深之间的转换关系，反演新疆天山中段的巴音布鲁克盆地典型区的积雪雪深分布。在本研究中，提出了基于InSAR二轨差分的雪深估计方法，反演得到2016年12月18日的空间分辨率为13.89 m的雪深分布。研究表明：（1）对Sentinel-1数据进行正确的预处理以后，可以应用SAR差分干涉测量技术的二轨法反演区域雪深分布。但由于像对相干性和积雪状态的差异，积雪深度超过10 cm，可以获取较准确的雪深反演结果，R=0.65，反演误差的均方根误差RMSE=4.52 cm，平均相对误差为22.42%，反演雪深结果均比实测结果略偏低；而当雪深小于10 cm时，雪深反演值较实测值存在较大的误差，相对误差均高于34.52%，且反演雪深值均比实测值偏高。（2）雪深反演精度受高程及实际雪深的差异影响显著，另外雪深反演精度也受限于干涉像对相干性。结果表明，在获取区域积雪雪深，InSAR技术较光学及被动微波遥感具有非常广阔的应用前景。
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  PDF(477)

  摘要(573)

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• 面向灾后水体遥感信息提取的知识决策树构建及应用研究
• 陈超,傅姣琪,鲁旭

• 摘要：灾害发生以后，悬浮物质、波浪和水深等“同物异谱”会导致水体信息提取不完整，而阴影、沥青路面、浓密植被等“异物同谱”也会降低水体信息提取精度。针对此问题，论文提出了一种特征知识引导的灾后水体信息提取方法。首先，分析水体遥感图像特征（光谱特征、几何特征、纹理特征、空间关系特征），构建灾后水体信息提取知识决策树；其次，对遥感图像进行面向对象分割，获取对象基元，并计算特征参数；然后，在知识决策树的支持下提取灾后水体信息；最后，对水体信息提取结果进行后处理，以去除噪声和填充孔洞。选取“5·12汶川地震”遥感图像开展验证实验，结果表明，水体信息提取结果位置准确，边界清晰，生产者精度和用户精度分别为0.85和0.94，该方法能够有效提取复杂背景下的灾后水体信息。
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  PDF(435)

  摘要(472)

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• 多特征约束的高分辨率光学遥感影像道路提取方法
• 戴激光,杜阳,方鑫鑫,王杨,苗志鹏

• 摘要：依据道路影像特征，论文提出了一种多特征约束的高分辨率光学遥感影像道路提取方法，并开展了论文方法可行性论证。该方法包括：首先，输入道路宽度，针对道路几何特征，提出一种改进的线段二次提取模型，利用线段长度和道路宽度确定候选道路种子点集；其次，输入道路结构信息，基于道路辐射特征对候选道路种子点进行整体匹配评价；再次，当候选道路种子无法符合辐射特征要求时，提出一种浅色机动车检测模型，以此将浅色机动车结果作为道路上下文特征，利用道路上下文特征对候选道路种子点进行分析；然后，构建道路拓扑分析模型，依据道路拓扑特征对候选道路种子点进行最终验证；最后，对提取道路种子点进行优化处理，并提出道路跟踪及拟合方法。通过不同复杂场景、不同分辨率高分辨率遥感影像下开展的不同方法实验结果对比分析表明，相对于其他方法，本方法自动化程度更高，运行效率高，适用于解决道路类型多样化、几何光谱噪声大的复杂场景道路提取问题。
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  PDF(454)

  摘要(490)

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• 特征提取策略对高分辨率遥感图像场景分类性能影响的评估
• 钱晓亮,李佳,程塨,姚西文,赵素娜,陈宜滨,姜利英

• 摘要：高分辨率遥感图像场景分类方法主要涉及两个环节：特征提取以及特征分类，分类器的设计已经相对成熟，当前工作的重点是特征提取策略的研究。为了进一步推动特征提取策略的研究，本文将特征提取策略对高分辨率遥感图像场景分类性能的影响进行了定性和定量评估。首先，本文回顾了高分辨率遥感图像场景分类的发展历程；其次，依据特征提取策略的不同对现有的高分辨率遥感图像场景分类方法进行了分类总结，并从理论上将各类特征提取策略对场景分类性能的影响进行了定性评估；最后，在三个规模较大的数据集上对多种特征提取策略进行了实验对比，将不同特征提取策略对场景分类性能的影响和各数据集的复杂度进行了定量评估。
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  PDF(499)

  摘要(447)

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• 基于高光谱激光雷达的植被生化组分垂直分布提取方法研究
• 高帅,牛铮,孙刚,覃驭楚,李旺,田海峰

• 摘要：对地高光谱激光雷达可以获得观测对象含有高光谱属性的全波形激光雷达，为探测植被生化特征的立体分布提供了新的遥感探测手段。本研究基于此仪器开展了室内试验，形成了植被生化组分垂直分布提取方法。首先，针对仪器的特点，提出了高光谱激光雷达全波形数据处理的方法；其次，以火炬花为例开展了室内扫描，并对获取的高光谱激光雷达数据进行了处理，获得带有高光谱属性的激光雷达点云数据。最后基于植被指数与生化组分的关系，提取了叶绿素和胡萝卜素的生化组分垂直分布结果，研究表明在植被顶部生化组分含量较低，叶绿素a普遍低于0.5mg/g，胡萝卜素低于0.2 mg/g，而在中部叶片处，生化组分含量明显较高，与红色（顶部）和绿色叶片（中部）在植被垂直方向的分布一致，相关研究表明基于仪器开展植被生理生化参数垂直分布遥感反演具有极大的应用潜力。
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  PDF(226)

  摘要(613)

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• FY-3B/MWRI和Aqua/AMSR-E海冰密集度比较及印证
• 王晓雨,管磊,李乐乐

• 摘要：本文对2011年7月1日至2011年9月30日风云三号B星（Feng-yun-3B，FY-3B）搭载的微波成像仪(Microwave Radiometer Imager，MWRI)和Aqua卫星搭载的微波扫描辐射计(Advanced Microwave Scanning Radiometer for Earth Observing System，AMSR-E)观测数据获取的海冰密集度产品进行比较及印证。首先，逐日比较FY-3B/MWRI和Aqua/AMSR-E区域平均海冰密集度，其次，逐月比较FY-3B/MWRI和Aqua/AMSR-E月平均海冰密集度，最后使用Aqua卫星搭载的中等分辨率成像光谱辐射计(Moderate Resolution Imaging Spectro Radiometer，MODIS)数据进行印证。MWRI和AMSR-E比较结果为：第一，MWRI与AMSR-E逐日区域平均海冰密集度变化趋势一致，MWRI海冰密集度均高于AMSR-E，7-9月MWRI与AMSR-E逐日平均偏差月平均值分别为8.55%、7.67%、2.58%，逐日标准差月平均值分别为12.16%、12.08%、10.43%，二者差异逐月减小；第二，MWRI与AMSR-E月平均海冰密集度差呈现逐月递减趋势，7-9月MWRI与AMSR-E逐月平均偏差分别为7.37%、6.53%、1.51%，逐月标准差分别为4.61%、4.36%、3.64%，MWRI与AMSR-E差异逐月减小的原因是二者在密集度较低的边缘区域差异较大，而夏季随着边缘区域海冰的融化，二者差异逐渐减小； MWRI和AMSR-E海冰密集度与MODIS印证结果为：密集度小于95%情况下，MWRI与AMSR-E海冰密集度均比MODIS偏高，AMSR-E更接近MODIS，MWRI高估，误差较大；密集度大于等于95%情况下，MWRI与AMSR-E海冰密集度均比MODIS偏低，AMSR-E偏低更多，MWRI结果更好。
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  PDF(460)

  摘要(578)

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• FY3C微波成像仪海面温度产品算法及精度检验
• 张淼,王素娟,覃丹宇,邱红,唐世浩

• 摘要：FY3C微波成像仪(MWRI)海面温度(SST)产品采用统计算法,将全球在空间上分为4个纬度带,时间上分为12个月,并分升轨和降轨,分别建立浮标海温观测结果和MWRI亮温之间的统计关系,实现对SST的反演。将|反演海温-30年月平均海温|≥2.5K的像元标识为51,发现这些像元基本分布在陆地边缘地区及大风速地区,剔除这些像元后的精度验证结果表明：与全球浮标资料相比,FY3C MWRI SST轨道产品升轨精度为-0.02±1.22K,降轨精度为-0.15±1.28K；与全球分析场日平均海温OISST相比,FY3C MWRI SST日产品升轨精度为0.00±1.03K,降轨精度为-0.09±1.08K。微波辐射计的性能及其定位定标精度、上游卫星产品(降水检测和海冰检测)的精度、陆地的干扰及高风速对微波信号的影响均会造成SST反演的误差,如何改进算法中风速大于12m/s时的反演精度是下一步的工作重点。
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  PDF(463)

  摘要(537)

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• WorldView影像双介质摄影测量的浅海地形测绘试验
• 曹斌,朱述龙,邱振戈,曹彬才

• 摘要：主要研究利用高分辨率卫星影像和双介质立体摄影测量方法进行浅海地形测绘的可行性，同时解决双介质立体摄影测量精定位算法（即折射改正算法）适用性差的问题。首先依据通用的双介质物像几何关系，提出了一种普适的双介质立体摄影测量折射改正算法；然后以海南省三沙市甘泉岛、珊瑚岛周围浅海区域为试验场，利用两个地区的WorldView-2立体影像，运用双介质立体摄影测量方法进行了浅海地形测绘试验。实验成功提取到了两个地区浅海海底的数字高程模型（DEM）。其中，甘泉岛地区的浅海DEM精度达到2.08米（剔除其中的高程异常点后的结果）。研究表明：提出的折射改正算法，无论“空中同名光线延长线是否相交”都是适用的，且能改善浅海地形测绘精度。在水体清澈、无海浪情况下，利用相应的WorldView-2立体影像和双介质立体摄影测量方法进行浅海地形测绘是可行的。
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  PDF(446)

  摘要(610)

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• 基于多回波点云数据解算单株木叶面积指数
• 黄星旻,孙圆,刘方舟,刘慧倩

• 摘要：以行道树无患子为研究目标，采用地面激光扫描(TLS)技术提取单木分回波点云数据。获取全波形数据、单目标数据、首次回波数据、其余次回波数据，建立基于多回波点云的算法，利用消光系数法提取不同投影分辨率0.01米、0.02米和0.03米的的单株树叶面积指数(LAI)。利用二维影像数据数字半球影像（DHP）和LAI2200提取对应单株树的叶面积指数，进行比较分析，以检验其精度。结果表明：点云投影的分辨率与激光回波都对LAI有极显著影响，其中分辨率为0.02和0.03的估算结果与LAI2200所得结果相近，且差异不显著；单目标回波数据用于LAI的解算，可以同LAI2200的二维影像数据结果进行相互验证。使用单目标回波数据，0.02米投影分辨率可以最大程度的保证单株LAI的精度，其与LAI2200测定的数据进行截距为0的线性回归，斜率达到0.827。本研究所做多回波地面激光数据计算叶面积指数的算法拓展了地面激光扫描的应用领域，为立木生长量信息准确提取和树木精确建模提供了重要的技术参考。
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  PDF(396)

  摘要(402)

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• 亚洲大洋洲区域综合地球观测系统计划进展
• 顾行发,周翔,张松梅,施建成,柳钦火,唐新明,贾立,唐丹玲,李国庆,牛铮,余涛,刘闯,邱玉宝,张弛,王志刚,Toshio Koike,David Hudson,Andy Steven,刘毅,Hiroyuki Muraoka,胡天宇,陈仲新,李新,岳焕印,牛振国,刘洁,曾源,刘九良,闻建光,仲波,周杰,游冬琴,薛玉彩,叶芳宏

• 摘要：亚洲大洋洲区域综合地球观测系统是为实现国际地球观测组织总体战略目标而设立的亚洲-大洋洲地区地球观测区域合作计划,旨在面向亚大区域国家对地球空间信息与技术的需求,加强地球观测综合能力在区域可持续发展应用的水平,以保障亚大区域地球观测空间信息的互联互通。亚洲大洋洲区域综合地球观测系统由国际地球观测组织亚大区域成员国共同提出,并对亚大地区的所有国家和参与组织开放。通过国际地球观测组织亚大区域政府间合作机制,在区域、国家和全球上建立有效的合作框架,积极协调区域内的地球观测基础设施共享与技术合作,促进亚大区域国家在社会经济关键领域的应用,共同应对可持续发展、全球变化和重大灾害的挑战。
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  PDF(440)

  摘要(384)

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• 《全球生态环境遥感监测年度报告》进展与展望
• 牛铮,李加洪,高志海,宫阿都,张松梅,张景,刘爽,欧阳晓莹,张瑞

• 摘要：介绍《全球生态环境遥感监测年度报告》(以下简称年报)工作的背景、内容和最新动态,以及年报工作的组织和管理流程。分析2012-2017年报选题,概述年报围绕土地利用/土地覆盖、植被生长状态、作物产量、水域面积、建设用地分布、湿地保护等领域开展的研究和取得的成果。总结年报迄今产生的影响,并对年报选题规划、国产遥感数据应用、成果共享与宣传等方面的后续工作进行展望。
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  PDF(361)

  摘要(413)

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• 胡天宇,王宁宁,赵晓倩,米湘成,郭庆华,马克平

• 摘要：生物多样性是生物及其与环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的总和。由于气候变化、人类活动的加剧，生物多样性正在经受前所未有的快速变化，各国政府和相关国际组织已经积极投入到生物多样性监测和保护中。为了解生物多样性的现状和变化规律，全球性、区域性及国家性生物多样性监测网络陆续建立。地球观测组织–生物多样性监测网络(GEO BON)作为全球性网络，其目的是建立和完善生物多样性监测核心指标（Essential Biodiversity Variables，EBV），推动监测指标的标准化和全球化，为数据共享和大尺度生物多样性变化评估奠定基础。在区域尺度上，欧盟成立了EU BON，亚太地区成立了AP-BON。在国家尺度上，瑞士、英国、日本等均建立了监测网络。中国科学院在“十二五”期间成立了中国生物多样性监测与研究网络(Sino BON)，对我国生物多样性的变化开展长期的监测与研究。生物多样性监测依赖于传统调查方法与先进技术结合，如红外相机、基因技术、无人机技术等。遥感能够提供大范围、全覆盖的生物多样性信息，是未来大尺度生物多样性监测的重要手段之一。为此，GEO BON成立了“生态系统结构”组主要研究如何建立基于遥感数据的EBV。Sino BON也引入了无人机近地面遥感技术探讨更大区域的生物多样性监测。未来随着我国综合地球观测系统的完善，Sino BON的地面观测将更好地与卫星数据结合，实现生物多样性天地一体化监测，服务于我国生物多样性保护与评估。
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  PDF(450)

  摘要(285)

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• “一带一路”陆域生态环境遥感监测－AOGEOSS专刊
• 吴俊君,柳钦火,牛铮,仲波,郝鹏宇,高志海,徐新良,王靓,俞乐,葛岳静,刘素红,刘慧,包安明

• 摘要：“一带一路”空间范围广阔,生态系统复杂多样,生态环境要素异动频繁。秉承“一带一路”倡议提出的可持续发展和合作共赢理念,全面协调“一带一路”建设与生态环境可持续发展,亟需利用遥感技术手段快速获取宏观、动态的区域多要素地表信息,开展生态环境遥感监测。根据“一带一路”所穿越主要区域的地理位置、自然地理环境、社会经济发展特征以及与中国交流合作的密切程度等,本文选取100多个国家和地区作为监测区,主要利用2014年国内外多源、多时空尺度卫星遥感数据,利用多源协同定量遥感产品生产原型系统(MuSyQ)进行标准化处理和模型运算,形成土地覆盖、土地利用程度指数、农田复种指数、森林地上生物量、净初级生产力、城市不透水层和绿地等遥感专题产品,就陆域7大分区、6个经济走廊及26个重要节点城市的生态环境基本特征、土地利用程度、约束性因素等,开展遥感综合分析。结果表明,“一带一路”陆域森林、草原、农田等生态系统多样,具有明显的地带性,区域差异大。森林、草地、农田总面积为3673.52万km₂,占监测区域总面积的69.11%。2014年森林地上生物量达1495.03亿t,草地NPP总量达7.77亿t,粮食主产区玉米、水稻、小麦和大豆的总产量分别为16269万t、48908万t、36023万t和1699万t,四种大宗粮食作物人均产量的区域差别较大。“一带一路”陆域土地利用程度指数平均值为0.34,但受自然条件和社会经济条件的影响,地区差异极大,与人口聚集及农业大面积开发紧密相关。对6大经济走廊的生态约束性因素分析表明,不同经济走廊及每个走廊的不同分段其主要生态约束性因素不尽相同,约束性因素主要有严寒、荒漠、干旱、高海拔、大坡度、极端天气、洪涝灾害、物种/生境保护和自然保护区等。通过遥感监测城市建成区内结构,结果显示“一带一路”监测区域26个节点城市建成区内部不透水层的面积平均占比61.09%,绿地面积占比28.57%。通过分析城市夜间灯光指数及其多年变化,结果表明“一带一路”节点城市建成区灯光指数整体较高,2000~2013年以较缓的速率呈上升趋势,而城市周边灯光指数以较高的年增长率持续上升,拥有较大的发展潜力。通过 “一带一路”生态环境遥感监测,可快速获取区域生态环境背景信息和要素动态变化,发现其生态环境时空变化特点和规律,可为科学认知区域生态环境本底状况提供数据基础,为科学评价“一带一路”建设的生态环境影响提供科技支撑。在“一带一路”规划和建设中,应特别重视生态保护问题,加强科学论证,充分评估建设活动对生态环境的影响。
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  PDF(361)

  摘要(315)

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• 遥感数据空间尺度分级模型与基本比例尺关系研究(AOGEOSS专刊)
• 黄祥志,王栋,赵亚萌,臧文乾

• 摘要：多源遥感数据综合应用是遥感发展的必然趋势，统一的遥感数据空间尺度分级模型是多源数据集成与综合应用的基础。虽然已有多种空间尺度分级模型，但很多主流模型并非出于分尺度综合应用目的，缺乏客观的比较和评价。国家基本比例尺系统作为经过论证、我国应用面最广泛、接受度最高的一种尺度分级系统，是以应用为导向的遥感数据空间尺度分级模型的最优参照系。本文从不同视觉精度下国家基本比例尺对图像空间分辨率的需求出发，比较各空间尺度分级模型的层级分辨率与需求分辨率的匹配情况，包括OGC Well Known Scale Set的GlobalCRS84Pixel和GoogleMapsCompatible，以及NASA WorldWind、Google Map、百度地图、天地图等软件平台采用的层级格网系统，以及“五层十五级”遥感数据组织模型。通过对数据信息冗余度的分析，对各个模型进行了评价，结果表明：在高视觉精度应用需求下，“五层十五级”模型与基本比例尺精度要求具有明显的匹配优势，其次为OGC GoogleMapsCompatible模型和天地图模型，其余模型平均数据冗余倍数在2倍左右；在低视觉精度应用需求下，“五层十五级”模型平均数据冗余度仍为最低，其次为Google Map模型，其余模型平均数据冗余倍数都在2倍以上。
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  PDF(472)

  摘要(325)

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• 基于可见光波段灰度熵和热红外亮温差的沙尘遥感判识
• 李彬,卢士庆,孙小龙,高健,孟翔晨,赵悦晨,吕迪波

• 摘要：沙尘作为对流层气溶胶的主要成分,对气候系统有许多影响；同时,作为环境污染物,对人类健康危害很大。沙尘天气一般在春季爆发,对我国北方大部分区域的生产和生活有较大影响。沙尘爆发一般具有较大的影响范围,地基观测站点少且分散,给监测、预报和研究沙尘暴带来很大困难,而卫星遥感监测范围广、波段多的优势可以弥补这些不足。以往针对沙尘遥感监测人们开展了许多研究,取得了一定的效果。但对于一些云和沙尘混合的复杂状况,传统方法识别效果较差,几乎不能有效识别出沙尘。因此,本文采用葵花8号卫星数据,提出一种新的基于可将光波段的灰度熵的识别方法,并结合了分裂窗亮温差,进行综合判识,结果表明该方法可以对一些复杂条件下的沙尘进行有效判识。
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  PDF(429)

  摘要(607)

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• Sentinel-1A TS-DInSAR的京津地区沉降监测与分析
• 李广宇,张瑞

• 摘要：近年来，京津冀地区的不均匀地表沉降日趋严重，对公路、铁路等基础设施安全造成严重威胁，已引起国内外广泛关注。合成孔径雷达时序差分干涉（Time Series Differential Interferometric Synthetic Aperture Radar, TS-DInSAR）作为一种高效的广域形变测量手段，在地面沉降调查监测中已被广泛应用，但如何针对高现势性的影像数据高精准提取大范围区域地表形变是当前深化的热点。本文侧重欧空局发布的Sentinel-1A新型数据源，针对TOPS(Terrain Observation by Progressive Scans)模式影像间存在多普勒中心不一致问题，采用借助外部高精度POD(Precise Orbit Determination)轨道和DSM(Digital Surface Model)数据进行频移滤波迭代配准，并针对Sentinel-1A数据特征集成优化了基于点目标时序分析的大区域地表形变监测方法，以2015至2016年期间的29景影像为实验数据开展了京津地区沉降监测研究，提取了北京东、廊坊及天津西等地区的沉降结果，并结合区域内典型区域人口密度、产业分布、地表覆盖和线路剖面等信息深入分析了沉降的时空分布特征和成因。结果表明，Sentinel-1A时序干涉结果在大范围地表沉降调查监测上具有可靠的应用精度。
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  PDF(469)

  摘要(770)

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• 人工蜂群算法优化的SVM遥感影像分类
• 李楠,朱秀芳,潘耀忠,詹培

• 摘要：SVM分类器的参数设定对分类精度有着显著的影响，针对现有人工智能算法优化参数易陷入局部最优的现状，本文提出了一种基于人工蜂群算法改进SVM参数的遥感分类方法（ABC-SVM）。该方法模仿蜜蜂采蜜的行为，以训练样本的交叉验证精度代表蜜源的丰富程度，通过蜂群的分工协作搜索出最优蜜源（即SVM分类器最优参数）最终利用参数优化后的SVM分类器实现遥感影像的分类。本文先后比较了三种人工智能算法（包括人工蜂群算法优化的SVM（ABC-SVM）、遗传算法（Genetic Algorithm, GA）优化的SVM（GA-SVM）、粒子群算法（Practical Swarm Optimization, PSO）优化的SVM（PSO-SVM））优化的SVM算法在UCI标准数据集上的分类精度和效率，以及三种人工智能算法优化的SVM算法与未经优化参数的SVM算法在遥感影像上分类的差异。结果显示：（1）在利用UCI数据集测试三种人工智能算法优化的SVM算法的结果中，ABC-SVM显示出更高的分类精度、更高的适应度和更快的收敛速度；（2）在利用遥感影像验证4种分类算法精度的结果中，人工智能算法优化后的SVM比未经参数优化的SVM算法的分类精度更高；其中，ABC-SVM分类精度最高，分别比遗传算法、粒子群算法的结果高1.67%、1.50%。
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  PDF(460)

  摘要(747)

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• 基于遥感影像的东北黑土区侵蚀沟的特征提取与识别
• 于佩鑫,周询,刘素红,王西凯

• 摘要：东北黑土区是我国重要的粮食生产区，而长期的开垦造成了严重的水土流失现象，坡耕地表面出现大量的侵蚀沟。侵蚀沟的识别是土壤侵蚀监测的重要手段之一。目前遥感技术在侵蚀沟的识别中应用广泛，但自动化程度不高。针对特定地物影像的识别，如何选取最能够有效描述该地物的特征是解决问题的关键。本文首先构建了耕地和侵蚀沟遥感影像的训练样本集，基于样本集分别提取了由光谱特征和纹理特征组成的浅层特征、SIFT特征经编码后得到的中层特征，以及利用卷积神经网络提取的深层特征；再基于不同层次的特征选用合适的分类器对遥感影像进行分类，识别出含有侵蚀沟的遥感影像，形成了一套针对侵蚀沟的特征提取与识别方法，为东北黑土区的耕地保护提供有力支持。测试结果表明：基于中层特征的识别精度最高，为98.5%，但该特征需要人工设计，自动化程度有限；而利用卷积神经网络可自动提取深层特征，其识别精度达到了95.5%，同时大大提高了自动化程度，满足侵蚀沟影像的识别的需求。
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  PDF(439)

  摘要(621)

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• 结合相似块匹配及线性最小均方误差滤波器的全极化雷达影像去噪方法
• 马晓双,吴鹏海,刘诗雨,姚梦园

• 摘要：针对全极化合成孔径雷达(Polarimetric Synthetic Aperture Radar, PolSAR)影像相干斑噪声严重的问题,提出了一种结合相似块匹配和线性最小均方误差原理的去噪方法。该方法首先在原始影像上实现相似块组的匹配,进而利用线性最小均方误差滤波器对影像块组进行滤波得到初始去噪结果；之后,同时利用原始影像和初始去噪影像的信息进行相似块组的重新匹配,并再次利用线性最小均方误差原理对重匹配影像块进行去噪,得到影像最终的去噪结果。利用模拟的PolSAR影像和高分3号卫星PolSAR影像进行了算法效果的验证。结果表明：去噪算法在显著抑制影像噪声水平的同时,也能较好地保持影像的边缘和极化特性等细节信息。
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  PDF(452)

  摘要(650)

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• 黄志华_1,2,阎跃观₁,张 浩_2*,张兵_2,3
• 黄志华,阎跃观,张浩,张兵

• 摘要：高光谱遥感可以得到地物连续光谱信息，实现地物精细分类、目标高精度探测以及地物生化参量的定量化应用。传统的高光谱遥感器由于固定辐射动态范围，存在大量无效且冗余数据，给卫星载荷造成了巨大的存储压力。智能高光谱卫星关键技术之一在于利用前视相机预判辐射动态变化范围的方式辅助主相机成像模式调整，本文在智能遥感卫星系统概念的基础上，重点开展前视相机倾斜角设计、波段设置和辐射动态范围预测研究。研究表明：前视相机倾斜角需要综合考虑星上响应时间、单次成像距离和空间分辨率；考虑到云检测、气溶胶光学厚度和水汽含量反演等指标的实现，前视相机需要设置0.49、0.66、0.87、0.94、2.1μm等5个波段；0.4-1.0μm波段范围最大最小值辐亮度可以由有限波段进行预测。本文基于ENVI光谱库76条光谱数据，通过MODTRAN辐射传输模型模拟各类地物（植被、矿物、人造地物、土壤）在不同观测条件下的表观辐亮度，建立了在0.4-1.0μm波段范围内各类地物辐射动态最大值和最小值模拟模型，利用光谱库中其他光谱数据验证了各类地物辐射动态最大值和最小值模拟模型，各类地物最大值和最小值预测模型验证的拟合优度(R2)分别大于98%和75%，模型验证相对误差分别小于5%和25%；同时利用hyperion影像，验证了植被类预测模型，最大值模拟模型验证相对偏差在5%内，最小值模拟模型验证相对偏差在10%内。以上研究为智能高光谱卫星主相机的辐射动态范围调整提供了重要依据。
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  PDF(460)

  摘要(590)

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• 基于红外卫星云图和相关向量机的有眼热带气旋客观定强模型
• 戴李杰,张长江,薛利成,马雷鸣,鲁小琴

• 摘要：热带气旋(Tropical Cyclone, TC)是全球影响最严重的自然灾害之一。TC强度和路径的准确预报，对于减轻其带来的灾害影响至关重要。本文基于静止红外卫星云图和相关向量机(Relevance Vector Machine, RVM)构建有眼TC客观定强模型。首先，利用高斯平滑对红外卫星云图进行去噪，然后利用基于测地活动轮廓(Geodesic Active Contour, GAC)模型的偏微分方程(Partial Differential Equation, PDE)法对有眼TC的眼壁进行分割，提取眼壁的亮温梯度信息，计算眼壁亮温梯度的最大值及梯度数据不同概率时的均值，从而构造与TC强度密切相关的特征因子，利用RVM构建单特征因子、多特征因子与近地面最大中心风速的客观定强模型，研究不同特征维度对TC客观定强误差的影响。实验结果表明，在单特征因子的模型定强中，95%概率眼壁亮温梯度均值的定强误差最小，相比利用单特征因子所构建的定强模型，多特征因子的模型定强误差更小，即多特征因子中包含更多与TC强度相关的特征信息。在多特征因子的模型定强中，二特征因子优于三特征因子模型，说明应当合理选择特征因子维数，并非越多越好。本文所用RVM模型具有良好的高维非线性处理能力，能对TC强度进行有效估计。
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  PDF(517)

  摘要(563)

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• 中国DMSP-OLS长时间序列夜间灯光遥感数据饱和校正研究
• 吴健生,李双,张曦文

• 摘要：利用夜间灯光数据进行长时期社会经济问题研究时，需要对数据饱和校正，从而得到可信可靠的研究结果。针对不变区域法在长时间序列夜间灯光数据饱和校正时假设不变区域数据不随时间变化以及未区分数据饱和部分和未饱和部分的不足，本文提出首先对数据年际校正，再以NDVI数据为辅助进行饱和校正的方法。年际校正时准确定义了基准区域和基准年份，饱和校正过程中分别对不同城市聚类分区构建校正模型。研究发现，夜间灯光数据包括未饱和部分和饱和部分，饱和阈值为30；两部分数据亮度值与相应无饱和数据亮度值的函数关系不同，未饱和部分符合线性模型，饱和部分符合指数模型；区分不同城市聚类分区进行饱和校正十分必要，尤其是大范围区域数据饱和校正；以NDVI足迹数据为辅助，运用指数模型对饱和部分数据校正后，数据值域增大，空间异质性增强，与区域GDP拟合程度改善，很好地消除了由于卫星传感器设置特性产生的饱和效应，得到更好反映人类社会经济活动强度和空间分布特征的长时间序列饱和校正夜间灯光数据。文中得到的年际校正和饱和校正模型可以不做参数调整而直接运用，校正方法适用性较强。
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  PDF(756)

  摘要(1171)

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• 基于WOFOST模型与遥感数据同化的土壤速效养分反演新方法
• 蒙继华,程志强,王一明

• 摘要：土壤速效养分是作物生长的必要条件,合理控制土壤速效养分含量对粮食增产、农民增收以及环境保护都有重要意义。随着现代农业技术的发展,可以通过变量施肥将土壤速效养分含量控制在最佳状态,这也对土壤养分的获取精度出了更高的要求。当前的主流土壤速效养分反演方法在反演精度、稳定性、成本控制和可推广性依然存在一定不足,甚至会影响反演结果对变量施肥的指导作用,因此有必要对当前的土壤速效养分获取方法进行改进或者提出新的方法,使土壤速效养分空间制图更好地满足实际应用要求。本文针对传统土壤速效养分反演方法存在的问题,提出了利用作物模型与时间序列遥感数据相结合实现耕层土壤速效养分反演的新思路,该思路以养分缺失引起的作物长势参数的变化为切入点,在数据同化算法设计和养分模块优化改造的基础上,利用作物长势参数遥感估算结果与模型模拟结果的差异设计了养分反演算法,实现对土壤速效养分的有效反演。最后,利用地面观测数据对反演精度进行评价,结果表明该方法可以对土壤中的速效养分进行实时、高精度的稳定反演,主要的速效养分类型速效氮、有效磷和速效钾的R₂分别达到了0.68、0.74和0.52,平均相对误差分别为7.45%、6.17%和9.97%。
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  PDF(491)

  摘要(730)

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• 无人机多光谱影像的天然草地生物量估算
• 孙世泽,汪传建

• 摘要：地上草地生物量是衡量天然草地生态系统的重要指标,是草地资源合理利用和载畜平衡监测的重要依据。为了快速、准确、有效地估算天然草地地上生物量，掌握其变化规律，本文以天山北坡天然牧场为研究区，分析其地上生物量时空分布特征。根据研究区阴坡与阳坡不同的草地类型和植被种类，利用多旋翼无人机获取的高分辨率多光谱影像（含近红外波段），结合地面实测数据，在进行天然草地地上生物量与植被指数相关性分析的基础上，运用回归分析方法，建立生物量和多种植被指数的估算模型。结果表明：考虑地形因子（阴阳坡）之后，植被地上生物量与各植被指数的相关性系数显著提高，不同坡向，同一植被指数拟合精度差异较大，同一坡向，各个植被指数的敏感性也有所不同。综合而言，其中比值植被指数(RVI)与阴阳坡草地生物量拟合效果最好,模型精度均达到75%以上。利用植被指数建立的生物量估算方法结果与实际相符，可为天然草地生态系统检测和草地资源合理利用提供方法和依据。
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  PDF(1102)

  摘要(1134)

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• 天绘一号卫星覆盖性能分析与优化方法研究
• 林竹翀,柳 丽,王翔,王丹丹,邓翔洲,李松彬

• 摘要：天绘一号卫星为测绘卫星,测绘卫星标称轨道是卫星进行长期轨道维持的目标,对卫星的地面覆盖性能起到决定性的作用。为了分析和提高卫星对地面目标的覆盖性能,根据天绘一号卫星轨道设计和维持的特点,提出了基于条带-纬度覆盖图的分析和优化方法。推导了推扫式成像卫星覆盖经度跨度计算公式,构建了基于条带-纬度覆盖图的分析方法,通过将多颗卫星的条带-纬度覆盖图叠加得到不同区域的覆盖次数,根据每次重访时的卫星星下点条带号计算对地面目标的重访时间间隔。提出了通过调整当前条带号和降交点地方时减小对目标区域的重访间隔的优化方法。通过与网格点方法的计算结果比较,验证了该方法的有效性。
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  PDF(340)

  摘要(233)

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• 显著性权重RX高光谱异常点检测
• 刘嘉诚,王爽,刘伟华,胡炳樑

• 摘要：高光谱图像异常点检测中，传统RX异常点检测算法忽略了空间相关性，背景估计不准确。因此，本文提出了一种基于图像局部邻域光谱显著性分析的加权RX算法。该算法通过引入图像显著性分析的方法，对基于概率密度为权重的图像背景建模进行改进，建立光谱显著性权重图，重新定义RX算法中的均值向量和协方差矩阵，并给不同的目标赋予不同的权值，达到优化背景估计的目的。利用合成高光谱数据和真实高光谱数据进行异常点检测实验，结果表明：对于同一组数据，本文算法检测到的异常点数比传统算法多，虚警率较低，有效的提高了检测率。
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  PDF(417)

  摘要(723)

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• 双频共面合成孔径雷达海面风场反演方法
• 艾未华

• 摘要：根据L/C双频共面SAR能够获取同一海域双波段电磁波后向散射系数，得到更多海洋目标特征信息的电磁散射特点，结合地球物理模型函数研究了一种新的SAR海面风场反演方法。利用L/C双频共面SAR的L和C两个波段的地球物理模型函数和后向散射系数等信息，通过地球物理模型函数联立以及构建和求解最小代价函数，直接从SAR数据本身获取海面风场信息，并借助辅助数据去除了风向的180°模糊，从而实现海面风场反演。仿真分析和海上机载同步飞行试验的研究结果表明：该方法可直接利用SAR数据本身获取精度较高的海面风速、风向；绝对辐射定标精度是决定海面风场反演精度的关键因素，海面风场反演误差随定标精度提高而减小；随着海面风速的增大，风速反演误差逐渐增大。论文提出的双频共面SAR海面风场反演方法解决了传统单波段单极化SAR海面风场反演存在的固有问题，机载同步飞行试验的海面风速和风向反演结果与调查船观测值的均方根误差分别为0.93m/s和19.39°，可为星载SAR海面风场反演业务化和载荷研制提供支持。
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  PDF(324)

  摘要(227)

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• 高分四号静止卫星辐射性能模拟与信噪比分析—以香港近海岸水体为例
• 朱小波,田庆久,徐凯健,吕春光,王玲

• 摘要：随着高分四号地球同步卫星的发射与初步应用，其兼顾高空间与高时间分辨率的优势在同类型卫星中独具特色，我国对地静止卫星影像的研究也越来越受到重视。为了对高分四号卫星在轨探测能力进行评估，掌握日内可用影像数据时段以合理安排成像时间提高卫星使用效率与延长寿命，有必要对以暗像元(如水体)为代表的典型地物进行辐射能模拟与信噪比研究。本文基于MODTRAN辐射传输模型，将香港沿岸水体作为暗目标，对高分四号静止卫星多光谱遥感全色谱段以及蓝、绿、红、近红外四个多光谱谱段进行标准大气条件下入瞳处辐亮度的模拟,并利用在轨影像进行验证。在此基础上去除大气背景辐射干扰计算有效信噪比，并分别选取一年中春分、夏至、秋分、冬至四个典型日的模拟数据进行质量分析，探讨一天连续观测中卫星能够获取高质量水体影像的有效时段，尤其是对晨昏时段临界微弱信号的敏感性进行分析。结果表明，夏至、冬至日内表观辐亮度峰值依次为：59.26、56.20 W/(m2·sr·μm)，均出现在蓝光谱段，夏至、冬至最高地表有效辐亮度分别为：17.52、12.13 W/(m2·sr·μm)，出现在蓝光谱段，但差距有所缩小。这是由于入瞳处辐射主要受到大气背景辐射的影响，以夏至正午为例，各谱段受背景辐射影响程度达到49.7%~75.5%。为规避背景辐射噪声，提出适用于陆表观测的有效辐射百分比的概念，推导出传统信噪比、有效信噪比以及有效辐射百分比之间的转换关系式，揭示了背景辐射对成像信噪比干扰的定量形式，提出有效信噪比计算方法，并以此为依据，以香港海岸带水体为目标，建立了相应有效信噪比对应时刻表。经计算香港海岸带水体一年中卫星全天有效信噪比均低于50 dB，夏至、冬至最高地表有效信噪比分别为：41.0、38.2 dB，其中蓝光谱段模拟效果最差，近红外、全色谱段结果较好。为保障影像质量，以香港海岸带水体有效信噪比35 dB为阈值确定影像获取时段，分别为夏至日北京时间7:49~17:01，冬至日北京时间9:28~15:07时刻。
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  PDF(336)

  摘要(543)

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• 太原市黑臭水体遥感识别与地面验证研究
• 李佳琦,李家国,朱利,申茜,戴华阳,朱云芳

• 摘要：城市黑臭水体整治是城市水环境治理的一项重要工作。本文通过构建黑臭水体遥感识别模型，解决城市黑臭水体整治过程中黑臭水体的识别问题，实现城市黑臭水体空间分布快速定位与排查。通过分析黑臭水体形成机理和试验数据，从光谱特征上构建反映水体清洁程度的光谱指数（WCI），从图像特征上构建水体颜色、次生环境、河道淤塞、岸边带垃圾堆放等解译标志，综合光谱指数和解译标志共同进行黑臭水体遥感识别。利用该方法对太原市建成区内黑臭水体空间分布进行排查识别，共得到疑似黑臭河段14条，长度为52.530Km。经验证，除去断流影响外，遥感识别黑臭水体点位精度为92.86%，遥感识别黑臭河段长度精度为78.19%。在精度验证基础之上，本文进一步分析了黑臭水体遥感识别光谱指数和各项解译标志在黑臭识别中所占的权重，其中光谱指数和水体颜色二者权重最大，分别占29.60%和27.10%，是构成遥感识别黑臭水体的主要特征标志。通过两时相影像识别结果比对表明，WCI指数能够明显反应黑臭水体变化特征。因此，利用本文方法进行城市黑臭水体遥感识别具有很高的精度，在城市水环境整治过程中具有重要的应用价值。
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  PDF(463)

  摘要(773)

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• 基于FY-2F数据的地表温度日变化模型的精度评价和规律探究
• 孟翔晨,刘昊,程洁

• 摘要：地表温度日变化模型作为非常重要的输入参数在气象、水文、生态等领域的研究中具有重要意义。FY-2F静止气象卫星的地表温度产品的时间分辨率为1小时,这为拟合精确的DSTC模型提供了可能。本文首先利用194个气象站点对应的2014年的FY-2F地表温度产品评价了GOT01、VAN06、JNG06、INA08、GOT09和GEM_V这六种地表温度日变化模型在中国区的模拟精度,对不同时间窗口和不同地表覆盖类型拟合精度的差异进行了分析；其次,选用JNG06模型探究了中国区域地表温度随经纬度、季节和地表覆盖类型的日变化规律。研究结果表明： 在不同时间窗口内,GOT09模型获得了全局最优的拟合精度,RMSE为0.89K,其次为JNG06和GEM_V模型,RMSE分别为0.92K和0.94K,GOT01、INA08和VAN06模型精度最差；各模型在城市和建筑区、农用地和自然植被以及常绿阔叶林这三类地表覆盖类型的拟合精度最好,其RMSE在0.89~0.92K之间,在其余地表覆盖类型的拟合精度在1.0K以上。JNG06模型模拟的地表温度在四种地表类型随纬度的变化规律较为明显,地表温度在1月份随纬度变化较为剧烈,在7月份整体波动较为平缓。综上所述,使用FY-2F地表温度产品建立的DSTC模型在中国区域具有较高的精度,随着维度的变化规律较为明显。使用本模型既可以纠正现有模型又可获取归一化地表温度产品,同时可以检验和标定陆面模式地表温度模拟结果。
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  PDF(328)

  摘要(280)

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• 基于热红外遥感分析浙江省研究区地表热环境分布特征
• 吴文渊,金城,庞毓雯,赵丽佳,宋瑜,胡潭高,张登荣,徐俊锋

• 摘要：全球气候变暖与人类戚戚相关，研究发现不仅是城市的热岛效应引起了局部区域的地表热环境分布差异，很多地质构造、岩性、土壤、植被等地质及自然地理因素也有影响。本研究选取浙江省作为研究区，利用Landsat-8 OLI/TIRS遥感影像反演地表温度，分析地表热环境分布及其影响因子。结果表明，断裂带附近地表热环境受到断裂带分布影响；岩石和土壤通过不同的地表覆被类型影响地表温度。地表热环境分布与断裂带等自然因素存在一定相关性。
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  PDF(486)

  摘要(484)

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• 2017年“8.8”九寨沟地震滑坡自动识别与空间分布特征分析
• 李强,张景发,罗毅,焦其松

• 摘要：2017年8月8日发生的7.0级九寨沟地震诱发九寨沟熊猫海附近产生大量的滑坡体，造成道路阻塞，严重影响地震应急救援进度。为快速准确地识别滑坡分布范围，本文在深入分析滑坡遥感影像特征的基础上，引入面向对象分析方法，实现了基于无人机影像的震后滑坡体的自动识别。通过多尺度分割算法获取滑坡多层次影像对象，利用SEaTH算法自动构建每一层次特征规则集，实现基于不同层次分析的滑坡体自动识别。分析滑坡体在地形、活动断层等因子中的空间分布特征，为地震滑坡预测与危险性评价奠定基础。与人工目视解译结果相比较，基于面向对象的滑坡自动识别方法提取精度可达94.8%，Kappa系数为0.827，在电脑配置相同的情况下，自动识别方法的效率是人工目视解译效率的一倍。空间分布特征分析表明，地震滑坡的空间分布与斜坡坡度、地形起伏度呈正相关关系，与地表粗糙度存在负相关关系，研究区滑坡体分布存在明显的断层效应。
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  PDF(426)

  摘要(675)

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• 基于遥感影像的海岸线自动提取方法研究进展
• 吴一全,刘忠林

• 摘要：海岸带是人类活动集中且容易受到破坏的区域之一,快速而准确地实现海岸线的提取对海岸带管理及海岸带演化研究具有十分重要的意义。遥感技术因其大范围、高效率、低成本等突出优势逐渐成为一种实现海岸线提取及监测其动态变化的方式,克服了传统海岸线测绘方法的时间周期长、劳动强度大等缺点。本文综述了近些年提出的基于遥感影像的海岸线自动提取方法的研究进展。首先给出了海岸线的定义与分类,阐明了瞬时水边线及真实海岸线提取两个阶段及具体的提取流程,重点论述了通过提取瞬时水边线,进而获取真实海岸线的阈值分割方法、边缘检测算子方法、活动轮廓模型方法、数据挖掘方法、多分辨分析方法、面向对象方法、极化方法及其它方法,分析和比较了各种方法的优缺点,阐述了海岸线校正原理及精度评价方式,并对下一步的研究工作进行了展望。
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  PDF(409)

  摘要(218)

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• “高分三号”卫星全极化SAR影像九寨沟地震滑坡普查应用
• 李强,张景发

• 摘要：基于光学遥感影像的区域滑坡普查易受云雾天气的影响，存在滑坡体调查不全面的问题，无法满足震后应急调查与恢复重建的需求。本文提出了一种极化SAR卫星数据滑坡普查方法，采用高分三号全极化SAR卫星影像数据，以九寨沟地震震区为实验区，在深入分析滑坡体和其他地物类型散射特征的基础上，融合极化特征、纹理特征和地形特征等多维特征信息，结合高分二号影像获取的训练样本，构建基于BP神经网络的全极化SAR数据滑坡自动识别模型，实现滑坡体的自动快速识别。与高分辨率光学影像与无人机航空影像目视解译结果相比较，总体识别精度为92.8%，Kappa系数为0.715，识别准确度满足地震应急实际应用的需求。研究成果可用于震区大区域滑坡体的普查，为后续开展无人机高分辨率影像滑坡体详查、灾后应急与景区恢复提供辅助信息支撑，并促进国产高分SAR卫星数据在防震减灾中的应用。
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  PDF(374)

  摘要(285)

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• 基于时间序列叶面积指数稀疏表示的作物种植区域提取
• 王鹏新,荀兰,李俐,王蕾,孔庆玲

• 摘要：以华北平原黄河以北地区为研究区域，以时间序列叶面积指数（leaf area index，LAI）傅里叶变换的谐波特征作为不同作物识别的数据源，利用稀疏表示的分类方法识别2007—2016年冬小麦、春玉米、夏玉米等主要农作物种植区域。首先利用上包络线Savitzky-Golay滤波分别对2007—2016年的时间序列MODIS LAI曲线进行重构，进而对重构的年时间序列LAI进行傅里叶变换，以0~5级谐波振幅、1~5级谐波相位作为作物识别的依据，基于各类地物的训练样本，通过在线字典学习算法构建稀疏表示方法的判别字典，对每个待测样本利用正交匹配追踪算法求解稀疏系数，从而计算对应于各类地物的重构误差，根据最小重构误差判定待测样本的作物类型，并对作物识别结果的位置精度进行验证。结果表明，2007—2016年作物识别的总体精度为77.97%，Kappa系数为0.74，表明本文提出的方法可以用于研究区域主要作物种植区域的提取。
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  PDF(347)

  摘要(263)

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• 考虑空间非平稳特征的遥感干旱监测研究
• 朱欣然,黄长平,吴波,苏华,张立福

• 摘要：全球气候变化导致干旱灾害频发,严重影响社会经济发展、工农业生产与生态环境等。与传统地面调查相比,利用遥感技术监测干旱具有快速、空间连续、覆盖范围广等独特优势,因而广受国内外学者关注。然而,目前干旱遥感监测研究大都假定旱情模式具有空间平稳特征,采用全局经验系数对地表的干旱状态进行建模和分析,难以准确反映旱情的局部差异特征。本文提出利用地理加权回归模型(Geographically Weighted Regression, GWR) ,考虑旱情的空间非平稳性,提高遥感干旱监测精度。并以美国大陆为研究区,监测2002-2011共10年间的旱情状况。研究表明：GWR模型能够提供随空间位置变化的局部最佳估计模型参数,监测结果更加吻合于标准USDM (U.S Drought Monitor)数据,且与地面实测干旱监测值的最高相关系数R达到0.8552,均方根误差RMSE达到0.972,显著提高了旱情监测精度。
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  PDF(241)

  摘要(230)

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• 地基激光雷达森林近地面点云精细分类与倒木提取
• 马振宇,庞勇,李增元,卢昊,刘鲁霞,陈博伟

• 摘要：本文研究目标是原始林区地基激光雷达(TLS)点云数据的精细分类和倒木提取。对大兴安岭兴安落叶松原始林区的三个倒木样地进行了近地面1.3m以内点云精细分类和倒木信息提取。为避免点云密度差异和遮挡的形态特征,点云分类时基于自适应临近搜索法计算团块协方差特征值构造3D和2D特征,使用k临近递增的团块协方差特征值得到的线性特征、面状特征和发散状特征构造最大熵函数,用最大熵函数最大值时的临近个数计算特征参数,根据递归特征排除法(RFE)筛选重要变量进行随机森林分类。利用自适应kNN特征得到本研究三块样地(A、B、C)的分类总体精度分别为93.17%、94.52%、95.16%；固定k临近搜索时,总体精度分别为92.65%、89.09%、92.99%,自适应kNN搜索方法使分类精度有一定提高。提取倒木点云去噪处理后进行随机抽样一致(Random Sample Consensus,RANSAC)圆柱拟合,根据轴线方向进行圆柱的筛选与合并,实现倒木的识别,样地倒木识别率为100%。
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  PDF(374)

  摘要(548)

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• 基于多星融合的土壤湿度滚动式估算模型研究
• 梁月吉,任超,黄仪邦,王浩宇,卢献健

• 摘要：全球定位系统干涉反射测量（GPS-IR）是一种新的遥感技术，可用于估算近地表土壤水分含量。考虑到多卫星融合的优势和土壤湿度的时空尺度性，提出一种基于多星融合的土壤湿度最小二乘支持向量机（LS-SVM）滚动式估算模型。首先通过低阶多项式拟合分离GPS卫星直射和反射信号，进而建立反射信号正弦拟合模型，获取相对延迟相位。最后，通过线性回归模型有效分析和选取多卫星相对延迟相位，并建立基于多星融合的最小二乘支持向量机模型进行滚动式估算土壤湿度。以美国板块边界观测计划PBO提供的监测数据为例，对比分析利用单颗、多颗GPS卫星进行土壤湿度滚动式估算的可行性和有效性。经理论分析和两个测站实验表明：该模型充分发挥了LS-SVM的优势，有效综合了各卫星的性能，改善了采用单颗卫星进行土壤湿度估算时，其结果极易出现异常跳变的现象；模型只需较少的建模数据，采用滚动式能实现较长时间的估算，估算误差较为稳定；模型所估算的结果与土壤湿度实测值之间的相关系数R2以及均方根误差分别为0.942和0.962、0.072和0.032，相对于部分单一卫星至少提高了18.18%。因此，土壤湿度问题可作为非线性事件处理，采用多卫星融合估算是可行和有效的。
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  PDF(476)

  摘要(608)

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• 遥感反演蒸散发的日尺度扩展方法研究进展
• 王桐,唐荣林,李召良,姜亚珍,刘萌,唐伯惠,吴骅

• 摘要：遥感技术能够提供卫星过境时刻地表参量的瞬时值，进而通过模型构建可反演得到瞬时蒸散发。相对于瞬时蒸散发，日尺度蒸散发在实际生产生活中具有更重要的应用价值。本文系统地总结分析了遥感反演瞬时蒸散发的代表性日尺度扩展方法，包括蒸发比不变法、解耦因子不变法、辐射能量比不变法、参考蒸发比不变法、地表阻抗不变法和数据同化法，并对各方法的基本原理、估算精度、适用性等进行了对比分析。在此基础上，进一步综述了日尺度扩展方法存在的不确定性和主要问题，包括扩展方法本身误差、云覆盖、气象数据获取、夜间蒸散发估算、遥感反演同扩展误差累积及真实性检验等，并指出今后应从加强有云天及夜间蒸散发扩展机理和方法等方面的研究来提升瞬时蒸散发日尺度扩展精度。
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  PDF(634)

  摘要(349)

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• 基于Landsat长时间序列的阳澄湖湖面围网时空变化研究
• 计璐艳,尹丹艳,宫鹏

• 摘要：本文主要研究了如何利用遥感卫星长时间序列进行湖泊围网提取。以阳澄湖为研究区域,收集该地区从1984到2017年所有的Landsat 5和8影像(共计396景),提出了多时相光谱+纹理的围网提取新算法,同时利用时间序列滤波消除年际间因数据不一致造成的偏差。利用高清影像人工解译作为参考,生产者精度在72.57~88.53%,用户者精度在79.79~98.10%之间,围网面积变化与文献记录吻合。结果表明,阳澄湖围网经历了“无围网期”(1984-1994)、“快速增长期”(1994-1998)、“巅峰期”(1999-2002)、“快速下降期”(2003-2006)和“稳定期”(2007-2017)五个阶段,最高达到100 km₂,目前稳定在30 km₂。另外,通过研究围网区植被指数发现,2002年之后围网区浮水植物的种植增大；通过与水质数据对比发现,2002年之后的围网拆除并未对水质起到改善作用；通过与蟹产量对比发现,围网拆除并未不会抑制蟹产量,因此苏州市政府应继续执行阳澄湖可持续发展道路。
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  PDF(297)

  摘要(258)

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• 基于Cesium的多源电子地图瓦片数据混搭方案设计
• 范俊甫,胡桃英,何惠馨,秦柳,李桂华

• 摘要：针对现有的商业地理信息系统平台难以灵活整合多源影像数据融合使用的问题,提出基于Cesium的多源本地瓦片数据加载,深入研究了Cesium平台和谷歌、天地图、百度地图等多种数据源的空间参考差异和瓦片组织规则,并针对不同空间参考的瓦片数据源混搭设计了静态和动态瓦片加载方案。实验结果表明,静态和动态多源、单一空间参考瓦片混搭展示效果较好；静态瓦片混搭加载方案在加载多空间参考瓦片数据时容易造成变形；动态多源、多空间参考瓦片混搭方案克服了变形问题,展示效果良好。实验研究成果为地理信息系统与遥感类项目应用提供了一个低成本、高灵活性的解决方案,具有较为明显的实际应用价值。
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  PDF(329)

  摘要(280)

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• 基于机载WIDAS地表观测的BRDF原型反演算法验证
• 何丹丹,焦子锑,董亚冬,张小宁,张虎,丁安心

• 摘要：地表反照率表征地面对太阳辐射的反射能力,在地表能量平衡中起着非常重要的作用。在2008年黑河的WATER实验中，我们针对机载红外广角双模式成像仪（WIDAS）观测角度小的特点，发展了一种基于MODIS 二向性反射分布函数（BRDF）原型估算WIDAS反照率的算法。然而，在2012年黑河HiWATER实验中，WIDAS的观测角度范围由早期30o观测天顶角升级为最大观测天顶角52o，这一改造对数据预处理（辐射定标、大气校正和多角度配准）产生影响，使WIDAS数据出现明显的噪声，为WIDAS地表反照率的反演带来新挑战。本文针对新问题，采用新的地表观测数据，进一步验证了BRDF原型算法反演机载WIDAS反照率的能力。为了获取准实时BRDF先验知识，基于核驱动模型和各向异性平整指数（AFX）首先准实时提取了实验区五种MODIS 的BRDF原型；然后，将其作为先验知识应用到黑河WIDAS机载数据的反照率反演中；最后，利用实验区的反照率实测数据进行算法验证。本研究比较了三个算法处理该问题的能力：（1）基于BRDF原型作为先验知识的算法；（2）完全基于核驱动的全反演算法；（3）基于朗伯假设的方法，通过算法对比分析，可更好地分析验证算法（1）的性能。结果表明：（1）BRDF原型算法反演精度最高且稳定，尤其是当观测数据位于垂直主平面时，全反演算法由于缺少大角度观测数据的约束，更容易出现异常值； BRDF原型算法的最大绝对误差为0.034，相对于全反演算法和朗伯假设方法精度分别提高了约18%和71%；（2）针对2012年黑河机载WIDAS观测噪声较大的新问题，BRDF原型反演算法表现出了良好的抗噪声性能。通过对WIDAS反照率反演和验证进一步表明，在多角度观测数据信息量不足以进行全反演，且观测受噪声影响较大时，BRDF原型作为先验知识，提供了一种有效解决该问题的手段，对提高反照率反演的精度、增强反演的稳定性有重要作用。
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  PDF(320)

  摘要(239)

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• 基于相对轨道根数的重轨干涉SAR卫星的基线分析与控制——第四届高分学术年会
• 张涛,万玲,吕孝雷,洪峻

• 摘要：星载重轨干涉SAR卫星在高程测绘和形变测量中有着全天时全天候和大范围的优势，其中干涉基线是决定干涉性能的重要指标，而卫星重访轨道对干涉基线起着决定性的作用。通过对现有高分3号干涉数据轨道参数的分析，发现干涉基线相比国外先进卫星过长且稳定性有待提高。本文的目标是通过对相对轨道根数和机动控制的分析，得到满足重轨干涉SAR系统要求的稳定基线。我们以第一次观测的轨道为参考轨道，基于在摄动情况下重复观测轨道与参考轨道的相对轨道根数，计算得到重轨干涉基线的变化规律，并对不同纬度的观测目标进行了样例分析。在基线变化规律的基础上，利用机动速度和相对轨道根数的关系，进一步计算得到满足基线状态需求的机动控制方法。通过实际数据分析，验证了轨道根数变化情况下重轨干涉基线变化规律符合本文的分析，并通过仿真样例给出了使得重轨干涉基线达到预期要求的机动控制方案。
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  PDF(371)

  摘要(257)

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• 第四届高分学术年会_基于DEM的高分宽幅星载SAR俯仰向数字波束形成处理方法
• 叶恺,禹卫东,王伟

• 摘要：俯仰向数字波束形成(DBF)处理是星载合成孔径雷达(SAR)实现高分辨率宽测绘带成像的关键。然而，在处理较大地形起伏区域的回波信号时，传统俯仰向波束扫描(SCORE)方法会出现波束指向偏差问题，导致接收回波的增益和信噪比降低，影响SAR系统成像性能。针对这一问题，该文详细分析了高分宽幅星载SAR系统的俯仰向DBF接收波束扫描指向问题，并提出了一种基于数字高程图(DEM)的俯仰向DBF处理方法。该方法基于星载SAR成像几何模型，首先利用成像场景的DEM数据和卫星轨道参数计算距离门单元对应的地面高程值，并进一步计算距离门单元对应的目标波达角，然后根据该对应关系计算每个距离门单元的俯仰向DBF加权矢量，从而确保在俯仰向DBF处理过程中接收波束指向正确。仿真实验结果表明, 相比于传统的SCORE处理方法,该文方法能够有效改善回波信号的接收增益。
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  摘要(272)

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• 基于DFT模型的大场景InSAR图像高效高精度配准算法（高分年会）
• 韦顺军,唐欣欣,张晓玲

• 摘要：图像配准是实现干涉合成孔径雷达(InSAR)高精度相位提取及地形高程反演的关键，大场景图像的高效高精度配准成为近年高分宽幅InSAR成像应用研究的难点问题之一。由于大场景图像中不同区域偏移量及变化规律差异较大，传统最大相干系数配准方法需多分块及插值处理，面临计算量大且配准精度低等问题。针对此问题，本文提出一种基于DFT模型的大场景InSAR高效高精度图像配准算法。该方法利用最小均方差准则构建InSAR复图像配准的DFT模型，采用四叉树自适应分块及矩阵相乘DFT快速重采样配准方法，实现大场景InSAR图像各子块区域的高效高精度亚像素配准。仿真和实测数据验证本文算法的有效性，结果表明该算法不仅可实现大场景InSAR复图像亚像素级配准，还具有较高的运算效率,其运算效率相对于传统FFT配准方法通常可提升3倍以上。
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  PDF(309)

  摘要(242)

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• 基于机载激光雷达森林垂直结构剖面参数的沿海平原人工林林分特征反演
• 刘 浩,张峥男,曹林

• 摘要：我国是世界上人工林面积最大的国家，实时、定量、精确地获取人工林林分特征对于人工林资源监测、管理以及全球碳循环具有重要意义。本研究以北亚热带沿海平原人工林为研究对象，借助机载激光雷达(LiDAR, Light Detection And Ranging )点云数据并结合地面实测的55个样地来反演人工林林分特征。首先，构建冠层高度分布剖面(CHD，Canopy height distribution)和枝叶剖面(FP，Foliage profile)，然后通过Weibull 函数分别对CHD和FP进行拟合并提取Weibull参数作为特征变量(第1组)；同时，本研究还直接基于点云提取了LiDAR高度变量(HRM，Height-related metrics)和冠层密度变量(DRM，Density-related metrics) (第2组)，最后结合地面实测数据和两组特征变量构建了多元回归模型用于预测各林分特征(即林分密度、平均胸径、胸高断面积、Lorey’s树高、蓄积量和地上生物量)。结果表明：1)与只使用基于点云的特征变量(即第2组)相比，结合点云特征变量(第2组)和冠层垂直结构剖面特征变量(第1组)的各林分特征预测精度均有所提升(ΔAdjustedR2=0-0.13, ΔrRMSE=0.08-3.65%)；2)对各林分特征预测的结果中，Lorey’s树高(AdjustedR2=0.85, rRMSE=7.66%)和蓄积量(AdjustedR2=0.84, rRMSE=14.27%)的预测精度最高，地上生物量(AdjustedR2=0.78, rRMSE=14.15%)、胸高断面积(AdjustedR2=0.73, rRMSE=14.70%)和平均胸径(AdjustedR2=0.64, rRMSE=15.05%)次之，林分密度(AdjustedR2=0.58, rRMSE=26.16%)的预测精度最低；3)Weibull函数较准确地反映了亚热带人工林垂直冠层结构，可以有效提高林分特征反演精度。
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  PDF(256)

  摘要(603)

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• 通过训练样本采样处理改善小宗作物遥感识别精度
• 樊东东,李强子,王红岩,张源,杜鑫,沈宇

• 摘要：训练样本质量是决定农作物遥感识别精度的关键因素，虽然高空间分辨率卫星的发展有效地解决了农作物遥感识别过程中的混合像元问题，但是当区域内不同作物种植面积差异较大时，训练集中不同类别样本数量往往相差较大，这样的不均衡数据集影响分类器的训练，导致少数类别的识别精度不理想。为研究作物遥感识别过程中的不均衡样本问题，本文基于GF-2号卫星数据，首先挖掘了地物的光谱信息、纹理信息，用特征递归消除(Recursive feature elimination, RFE)方法进行特征优选，然后从数据处理的角度采用了五种采样算法对不均衡训练集进行处理，最后使用采样后的均衡数据集训练分类器，对比数据采样前后决策树与Adaboost(Adaptive Boosting)两种分类器的识别结果，发现：1)经过采样处理后两种分类算法明显提升了小宗作物的分类精度；2)经过ADASYS(Adaptive synthetic sampling)采样处理后，分类器性能提升最多，决策树的Kappa系数提高了14.32%，Adaboost的Kappa系数提高了10.23%，达到最高值0.9336；3)过采样的处理效果优于欠采样，过采样对分类器的性能提升更多。综上所述，选择合适的采样方法和分类方法是提高不均衡数据集遥感分类精度的有效途径。
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  PDF(359)

  摘要(255)

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• 遥感影像变化检测样本自动抽样方法
• 魏东升,周晓光

• 摘要：在遥感影像结合矢量数据先验信息的变化检测中，需要从分割后的影像对象中抽取一定数量、具有相同类别属性的样本，其中不可避免地抽到类别属性不一致的样本，如何剔除这些样本是抽样过程中必须解决的重点问题，在目前已有的方法中，一般是通过人工目视判别完成的。样本的自动提取是实现自动变化检测的关键环节，本文提出一种变化检测样本自动抽样方法，主要包括样本的空间布设和异常样本自动检测两个环节。该方法首先利用矢量数据提取抽样图层，用抽样图层分割遥感影像，获取影像对象。其次是根据抽样区域范围、影像对象分布特征和地形特征布设变化检测样本。然后根据样本的先验类别属性构建特征空间向量，计算样本在特征空间的局部可达密度，由局部可达密度计算样本的异常度指数，并根据特征空间密度异常指数剔除异常样本，完成变化检测样本自动提取。最后以耕地、林地和居民地为例进行了抽样试验，结果表明，k按样本布设总数的1/5～1/3取值、异常度阈值设定为80%时，可以实现异常样本0漏检率，能够准确、高效实现变化检测样本的自动提取。
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  PDF(516)

  摘要(445)

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• 资源三号星激光测高数据质量分析——第四届高分学术年会
• 李国元,高小明,陈继溢,赵严铭,莫凡,张悦

• 摘要：近几年来，我国的对地观测卫星激光测高技术发展较快，资源三号02星上搭载了国内首台对地观测的卫星激光测高试验载荷，在后续的高分七号、陆地生态系统碳监测卫星上均将装备搭载业务化应用的激光测高仪，开展国产对地观测卫星激光测高数据处理数据质量分析研究非常必要,能有效填补国内空白并推动相关技术发展。本文对资源三号02星载荷的激光测高数据进行了严密几何处理，重点从数据的可用率、夜间观测效果、卫星小角度侧摆后数据质量、海面区域数据精度等方面不同条件下进行了的数据质量进行了具体分析，对数据的平均可用率进行了统计分析。试验表明，资源三号02星激光测高仪能获得约30%有效测高数据，在夜间数据有效利用率略有提高，在大型水面也能获得有效数据，经后处理后在平坦地区验证的绝对高程精度优于1.0m，部分点高程精度优于0.5m，硬件本身的测距精度和卫星姿态测量误差是主要的误差源。相关结论对于后续国产卫星激光测高载荷的研制以及数据后处理和应用具有参考价值。
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  PDF(537)

  摘要(435)

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• 一种高光谱图像子空间波段选择方法（第四届全国成像光谱会议推荐）
• 赵亮,王立国,刘丹凤

• 摘要：为降低高光谱遥感数据光谱空间的冗余度，提出一种快速的波段选择方法。该方法在波段子空间下进行，依次选择各子空间中方差最大的波段作为初始波段，设定目标函数，然后逐子空间替换波段使得目标性能更加优化，直至没有替换可以使得目标更优为止。在两个公开高光谱影像数据集上对比三种常用波段选择方法(ABC、AP、ABS)来验证提出方法的有效性，实验结果表明：(1)在印第安纳数据上，本文方法与ABC、AP、ABS所选波段子集相比平均相关性分别降低22.04%、52.61%、55.71%，最佳指数分别提高0.58%、51.73%、0.95%，总体分类精度分别提高0.16%、1.39%、23.07%，在搜索效率上与同类型的ABC方法相比提高6.61%~69.02%；(2)在帕维亚大学数据上，本文方法与ABC、AP、ABS所选波段子集相比平均相关性分别降低2.38%、0.51%、32.83%，最佳指数分别提高1.34%、17.97%、12.92%，总体分类精度分别提高0.31%、0.69%、8.53%，在搜索效率上与同类型的ABC方法相比提高19.13%~86.34%。本文提出的波段选择方法能够选择合适的波段子集满足不同的应用需要，是一种有效的波段选择方法。
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  PDF(313)

  摘要(277)

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• 高光谱图像滚动引导递归滤波与地物分类
• 崔宾阁,吴亚男,钟勇,钟利伟,路燕

• 摘要：高光谱图像类内光谱变化较大，“同物异谱”现象普遍存在。利用原始地物光谱特征进行分类精度较低而且分类结果图中存在“椒盐现象”。为了获得好的分类结果，必须充分利用高光谱图像的光谱信息和空间信息，减少类内的光谱变化，并扩大类别间的光谱差异。为此，本文提出一种滚动引导递归滤波的高光谱图像光谱—空间分类方法。首先，利用主成分分析对高光谱图像进行降维；然后，利用高斯滤波对输入图像进行模糊化，消除图像中的噪声和小尺度结构；接下来，将模糊化后的图像作为引导图像，对输入图像进行边缘保持递归滤波，输出结果作为新的引导图像，重复迭代这个过程直至大尺度边缘被恢复；最后，利用提取的特征波段和支持向量机对高光谱图像进行分类。在两个真实高光谱数据集上进行了分类实验,结果表明本文方法的分类精度优于其它的高光谱图像分类方法。在训练样本极少的情况下，本文方法也能获得较高的分类精度。
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  PDF(318)

  摘要(246)

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• 基于高光谱影像和LiDAR数据多级融合的城区分类方法（第四届成像光谱会议推荐）
• 曹琼,马爱龙,钟燕飞,赵济,赵贝,张良培

• 摘要：城市地区土地利用分类对城市研究具有重要意义，已经成为一个十分重要的研究方向。然而，随着城镇化的不断推进，城市内部的地物类型越来越多样化，单一的遥感影像已无法满足城区地表覆盖分类中高精度的要求，因此，需要多源遥感影像融合来改善分类效果。在目前的研究中，高光谱影像和LiDAR影像分别因其具有的高光谱分辨率及准确的高程信息被广泛应用。基于两者之间互补的优势，本文提出了基于高光谱影像和LiDAR数据多级融合的城区地表覆盖分类方法。本文首先对两幅影像分别进行特征提取，将提取到的光谱、空间及高程信息进行层叠达到特征级融合的目的。对得到的特征影像的所有像素点进行分类，然后利用LiDAR点云数据提取的建筑物掩膜，将非建筑物部分进行分类，然后将得到的分类结果与之前所有像素共同参与分类得到的分类结果进行合并，再次实现的特征级融合。然后将所有像素参与分类的结果与利用掩膜得到的分类结果进行投票完成决策级别的融合，得到分类图。最后利用条件随机场进行分类后处理，达到平滑图像去除噪声点的目的。
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  PDF(229)

  摘要(235)

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• 自适应分块加权Wallis并行匀色方法
• 李烁,王慧,王利勇,于翔舟,杨乐

• 摘要：针对区域范围内多幅待镶嵌影像之间的色彩差异问题,本文提出一种基于GPU的自适应分块加权Wallis并行匀色算法。首先,根据变异系数对影像自适应分块并利用双线性插值确定每一个像素的变换参数,利用Wallis变换消除影像间的色彩差异。然后,为了控制区域整体的匀色质量,利用Voronoi图和Dijkstra算法确定影像间的处理顺序。最后,利用GPU技术进行并行任务设计并从配置划分、存储器访问和指令吞吐量等方面进行优化,提高算法运算效率。实验结果表明,本文方法既能有效地消除影像间色彩差异,又能消除影像间的对比度差异。与CPU串行算法相比,GPU并行算法显著减少了计算时间,加速比最高达到60倍以上。
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  PDF(335)

  摘要(228)

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• ZY-3 MUX传感器数据的缨帽变换系数推导
• 施婷婷,徐涵秋,王帅

• 摘要：缨帽变换是一种实用性都很强的遥感影像增强方法，已被成功地应用于各种遥感领域。然而，对于缺少中红外波段的4波段高分卫星传感器，采用常规的Gram-Schmidt正交化方法难以推导出缨帽变换的湿度分量，即便少量推导出湿度分量的算法也存在着结果失真的问题。因此，本研究开展了针对4波段传感器缨帽变换系数的推导，提出了先确定湿度分量、再确定亮度和绿度分量的逆推算法，并将其应用在ZY-3 MUX传感器数据上。实验结果表明：(1) 逆推方法可以有效地推导出ZY-3 MUX缨帽变换的湿度分量，较好地解决了前人研究中出现的湿度分量失真问题；(2) 新方法求出的3个分量的散点在其三维特征空间中呈现典型的“缨帽”特征，较之于传统的Gram-Schmidt正交化方法，新方法的散点在水体、植被和建筑用地/裸土之间的空间分布位置可以更好地相互分离，不会造成不同地类之间的混淆；(3) 采用新方法所得到的缨帽变换系数的精度好于传统的Gram-Schmidt正交化方法，体现在新方法具有较高的R值和较低的RMSE误差。本研究可为ZY-3 MUX数据提供一套有效的缨帽变换系数，同时也为缺乏中红外波段的高空间分辨率遥感影像提供一种新的缨帽变换系数推导方法，它解决了常规Gram-Schmidt正交化方法无法准确表示湿度分量的问题。
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  PDF(367)

  摘要(240)

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• 基于随机森林回归模型的悬浮泥沙浓度遥感估算
• 方馨蕊,温兆飞,陈吉龙,吴胜军,黄远洋,马茂华

• 摘要：三峡工程蓄水以来，清水下泄，坝下游河段发生了长时间、长距离的沿程冲刷，河流悬浮泥沙浓度发生改变，给沿岸生态系统带来了不利影响。随机森林算法灵活、稳健，已被广泛应用于各类生态环境变量的回归预测分析，但其在水体悬浮泥沙浓度估算方面的能力尚未得到充分认识。本文基于泥沙站点监测数据和MODIS卫星遥感反射率数据，通过构建随机森林非参数回归预测模型，对三峡工程坝下游宜昌至城陵矶河段在建坝前后十四年间（2002-2015）各月的悬浮泥沙浓度进行遥感估算。研究表明，基于随机森林的悬浮泥沙浓度估算模型表现较好，模型预测值与实测值间相关性好、预测精度高，优于其他模型（线性回归、支持向量机、人工神经网络模型）；在参与模型构建的MODIS波段变量中，红波段被认为是最重要的预测变量，但不能单独使用它进行预测，悬浮泥沙遥感预测需要多变量共同参与；将悬浮泥沙数据按季节分类所构建的随机森林模型，其平均误差为0.46 mg/L，平均相对均方根误差为12.33%，估算效果最优，能够满足较高精度下悬浮泥沙浓度估算的需求。综上，可以考虑以季节为划分依据，用随机森林回归模型估算悬浮泥沙浓度，并用于后期坝下游河道悬浮泥沙浓度时空反演。
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  PDF(485)

  摘要(459)

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• 基于无人机遥感影像的林地单株立木信息提取
• 董新宇,李家国,陈瀚阅,赵磊,张黎明,邢世和

• 摘要：针对无人机遥感技术在提取单株立木信息的限制性问题，提出一种新的自动单株立木信息提取方法。首先，对原始无人机影像进行光谱信息增强处理以突出局部细节特征；然后，通过引入DBI指数自动化确定K-means聚类方法的最优聚类数目，实现对处理后影像的预分割；并通过构建高斯马尔科夫随机场模型对影像进行分割；最后，使用数学形态学算子等方法对分割结果进行后处理得到单株立木树冠信息，并通过图像几何矩原理计算得到单株立木位置以作为其识别的依据。验证结果表明，应用该提取方法，油松林区和樟子松林区单株立木识别总体精度分别为89.52%和95.65%、单木树冠提取精度分别为81.90%和95.65%，均具有较好地适用性。该方法不需要大量的人工干预和先验知识的输入，大大提高提取方法的自动化程度。
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  PDF(237)

  摘要(215)

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• 高分五号全谱段光谱成像仪温度与发射率反演方法研究
• 杨以坤,历 华,孙林,杜永明,曹彪,柳钦火

• 摘要：地表温度在全球能量平衡和气候变化研究中具有重要的意义。中国新一代高分辨率卫星高分五号卫星(GF-5)搭载的全谱段成像光谱仪有四个40m空间分辨率的热红外波段，可以提供高空间分辨率的地表温度信息。本文提出了适用于全谱段成像光谱仪的温度与发射率分离算法(Temperature and Emissivity Separation, TES)同时反演地表温度和发射率，为了提高大气校正精度，算法加入了水汽缩放(Water Vapor Scaling, WVS)大气校正方法。首先利用Seebor V5.0全球大气廓线库构建模拟数据对算法精度进行了评价；然后利用张掖地区11景ASTER影像作为替代数据和同步的地面实测数据对算法精度进行了验证。模拟数据验证结果表明加入WVS方法后TES算法反演地表温度的RMSE由2.59K降低到1.54K，4个波段地表发射率的RMSE分别从0.122、0.12、0.102和0.037降低到0.042、0.04、0.028和0.026。地面实测数据验证结果表明本文算法反演的LST与站点实测值具有更好的一致性，平均Bias由1.08K降低到0.47K，RMSE由2.17K降低到1.7K；反演的地表发射率与地面实测结果误差均小于1%。以上结果表明本文提出的温度与发射率分离算法具有较高精度，可以利用GF-5数据获取高精度高空间分辨率的地表温度和发射率数据，服务于其它相关研究。
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  PDF(344)

  摘要(317)

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• 利用时序InSAR技术探测芒康地区滑坡灾害隐患
• 张亚迪,李煜东,董杰,范强,车彬,张路,周杨,廖明生

• 摘要：位于我国西藏东南部的芒康地区受自然条件制约和人类活动影响，近年来滑坡等地质灾害频发，对电网建设运行、交通干线通行和人民生命财产安全构成了严重威胁，因此亟需有效技术手段对该地区分布的滑坡灾害隐患进行探测识别，从而为防灾减灾提供决策信息支持。本文采用小基线集（SBAS）时间序列雷达干涉测量技术，对覆盖芒康地区的历史存档ALOS PALSAR和ENVISAT ASAR数据集进行了处理分析，探测发现了分布在318国道沿线和金沙江河谷的多处疑似滑坡灾害隐患点，获得了潜在滑坡形变的空间分布图和时间演化特征，证明了时序InSAR技术应用于藏东区域地质灾害调查的可行性和有效性。
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  PDF(322)

  摘要(250)

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• 动态数据驱动模式下基于深度循环网络的湖泊流域降雨汇水径流模拟预测研究
• 廖明,詹总谦,呙维,庞超,刘异

• 摘要：湖泊流域汇水径流过程的模拟预测是一种复杂系统中的时间序列分析问题。模型选择上，现有的机理模型法与辨识模型法各有利弊。同时，现有的模型多采用静态数据驱动模拟，不能有效利用传感网实时观测数据来改善模拟不确定性的问题。本文基于深度循环神经网络技术，提出一种适应动态数据驱动的模式，可融合遥感数据与原位传感器站点数据的DTSM（Dynamic Data Drive Time Sequence model）时序模拟预测模型，并在观测值与数值模拟之间建立了一种能动态反馈、自适应调整的仿真模拟框架，解决了传统辨识模型法对时序信息挖掘较弱导致模拟精度较低的问题。通过在鄱阳湖多个子流域入湖径流的案例中验证，显示静态数据驱动模式下，以不同数据源作为输入模拟时，本文DTSM模型的纳希效率系数E_ns精度比机理模型提高10个百分点以上；相比静态模式，动态数据驱动模式的模拟精度有进一步提高，尤其是对于静态模式精度较低的流域，提高更为明显。
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  PDF(1153)

  摘要(450)

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• 基于葵花-8卫星大气产品的地表下行短波辐射计算
• 马润,胡斯勒图,尚华哲,阿娜日,赫杰,韩旭,王子明

• 摘要：地表下行短波辐射（Downward Surface Shortwave Radiation, DSSR）的准确估算在气候变化研究和地表太阳能估算等领域具有重要作用。新一代静止气象卫星葵花-8（Himawari-8）具有高达10分钟的对地观测能力，为DSSR近实时估算提供了新机遇。然而，日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）对外公开的葵花-8辐射产品中，没有将其反演的云、气溶胶产品作为DSSR的输入参数，从而没有形成一整套的DSSR估算算法流程，缺乏产品输出的一致性。大气中的云、气溶胶是DSSR的重要影响因子，本文重点考虑云、气溶胶对太阳辐射的影响，基于大气辐射传输模式RSTAR构建了DSSR查找表，开发了DSSR的快速计算方法，进而将JAXA葵花-8二级云、气溶胶产品（光学厚度，粒子有效半径等）作为快速化计算方法的输入参量，计算得到了DSSR。通过与JAXA葵花-8二级DSSR产品（JAXA DSSR）对比，发现两者具有很好的空间一致性。为了进一步评价本文的DSSR计算精度，分别选取了陆地（Yonsei）和海洋（0n_165e）的观测数据验证了2016年4、7、10和12月本文计算的DSSR和同时期的JAXA DSSR产品，验证结果显示两者的DSSR在两个观测站点均具有非常高的相关性（全天空、晴空和云天条件下的相关系数R均大于0.88）。在两个站点云天条件下的验证结果中，我们考虑了云相态并在冰云模型中使用了非球形冰晶粒子（六棱柱）来计算DSSR，获得了比JAXA DSSR更小的偏差。本文提出的快速化计算方法能快速准确地计算DSSR，可为计算地表辐射收支等研究提供重要数据支撑。 关键词: 葵花-8卫星,地表下行短波辐射,辐射传输理论,LUT
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  PDF(266)

  摘要(244)

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• 评估业务化MODIS BRDF模型对冰雪二向性反射和 反照率的反演能力
• 丁安心,焦子锑,董亚冬,张小宁,何丹丹,崔磊,尹思阳,常雅轩

• 摘要：冰雪反照率是研究地表能量收支平衡和气候变化的重要参数，其反演精度对地表能量平衡的估算精度有着重要影响。全球MODIS冰雪反照率产品在定量遥感中有着广泛应用，但是，由于该产品的业务化算法是建立在表征植被—土壤系统基础上的罗斯表层（RT）李氏稀疏互易核（LSR）的二向性反射分布函数（BRDF）模型（简称为RTLSR），因此，该模型对冰雪的二向性反射及反照率的反演能力有待评估。本文基于地球反射极化和方向测量仪（POLDER）的多角度冰雪反射率数据，综合评估了RTLSR模型在表征冰雪二向反射及反演反照率等方面的能力。为了量化评估结果，本研究基于渐进辐射传输（ART）模型，从POLDER冰雪数据中筛选出高质量数据，使用ART模型拟合的高质量结果作为参考，比较结果表明：（1）在表征冰雪方向性散射方面，RTLSR模型整体拟合精度较低。在1020nm波段，其均方根误差（RMSE）最大可达到0.0498，相较于ART模型的拟合结果偏高了约53.70%；（2）在反演冰雪反照率方面，RTLSR模型与ART模型反演结果也存在差别，其决定系数为0.529，均方根误差为0.0333，偏差为-0.0274，基于RTLSR模型的反演结果低估了ART模型的反演结果。为了使核驱动模型能准确反演冰雪二向性反射和反照率，该模型需要针对冰雪散射特点进行进一步的发展。
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  PDF(310)

  摘要(266)

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• 基于JM变换优化的高光谱图像自适应降维方法
• 康孝岩,张爱武,胡少兴,肖青,柴沙驼

• 摘要：在无需先验标签样本的情况下，非监督降维可以有效简化高光谱图像的特征空间，避免目标分类中的霍夫效应。本文提出JM非线性变换优化的自适应降维模型来研究面向图像目标分类的高光谱波段选择问题。该方法考虑波段的信息量和独立性等两个重要因子，针对其测度方法的差异性问题，引入JM变换函数进行规范化优化。选用线阵高光谱和面阵显微光谱等两个图像数据集，在k最邻近和随机森林分类器下，进行了多组监督分类实验，结果表明，在Kappa系数、总体分类精度和平均分类精度上，本文方法均优于三种非监督方法MABS、InfFS和LSFS。说明本文提出的JM变换的自适应降维模型能够有效降低特征维度，满足高光谱图像分类的高精度要求。
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  PDF(366)

  摘要(364)

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• 结合归一化最大类间方差和GKIT的高分三号SAR影像双阈值变化检测
• 崔斌,张永红,闫利,魏钜杰

• 摘要：双阈值合成孔径雷达SAR(synthetic aperture radar)变化检测算法具有在发现变化区域的同时还能确定地表发生后向散射变化类型的优点。针对广义高斯双阈值最小误差法D-GKIT(Dual Generalized Kittler and Illingworth Thresholding)在进行阈值选取时直方图中不同类别像素灰度级重叠严重时，分割结果容易在尖峰单侧选取出双阈值而导致无法正确分割差异图的问题，本文提出一种结合归一化最大类间方差和广义高斯最小误差法GKIT(Generalized Kittler and Illingworth Thresholding)的双阈值SAR变化检测方法。首先，提出以归一化最大类间方差值作为灰度级重叠程度的判别参数，确定阈值的选取顺序及两个候选区间；然后，利用GKIT在候选区间内进行分割，获取单侧阈值及非变化类拟合函数；最后，提出利用非变化类拟合函数更新后的直方图作为另一侧阈值选取基础进行分割，得到对应分割阈值。以宁波地区国产高分三号(GF-3)SAR卫星影像作为试验研究数据，结果表明，本文方法能较好的解决灰度级重叠时D-GKIT无法进行正确分割的问题，具有良好的变化检测效果和更强的鲁棒性且达到了利用研究区数据验证利用GF-3号SAR卫星影像进行变化检测研究可行性的目的。
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  PDF(288)

  摘要(214)

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• 大气气溶胶成分遥感研究进展
• 李正强,谢一凇,张莹,李雷,许华,李凯涛,李东辉

• 摘要：大气气溶胶成分的复杂变化导致其在气候变化评估中具有很高的不确定性。气溶胶成分遥感利用遥感观测的气溶胶光学-微物理参数,定量估计整层大气气溶胶主要成分含量,具有实时快速、空间覆盖、保持气溶胶自然状态等特点。本文介绍了近年来气溶胶成分遥感在理论基础和观测研究方面的进展情况。首先,在简要回顾反演算法发展的基础上,以目前较先进的成分遥感分类模型(包括黑碳、棕色碳、沙尘、非吸光有机物、细粒子无机盐、海盐和水)为例,详细分析了气溶胶成分遥感反演的思路。据此提出了基于气溶胶综合光学-微物理特性(包括光学吸收/散射、粒径尺度、形状等敏感性特征参数)的气溶胶成分遥感识别方法。之后,结合气溶胶混合方式,讨论了复折射指数计算方法及其对成分反演的影响,并给出了利用同步化学采样观测验证气溶胶成分遥感的一些结果示例。最后,结合观测手段拓展、成分模型优化、反演精度提升、应用能力推广等四个方向,展望了大气气溶胶成分遥感的发展趋势,及其在全球气候变化评估等领域的应用。
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  PDF(412)

  摘要(301)

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• 考虑水生植物物候特征的草型湖泊总悬浮物浓度和浊度遥感监测方法
• 曹引,冶运涛,赵红莉,蒋云钟,王浩

• 摘要：草型湖泊水质遥感监测中水生植物会造成“水体-水生植物”混合像元问题，针对因混合像元导致草型湖泊水生植物覆盖区域水质难以直接利用遥感监测的问题，本文以草型湖泊微山湖为研究对象，提出定性和定量相结合的总悬浮物浓度和浊度分区监测方法，实现微山湖水体总悬浮物浓度和浊度的时空变化监测。基于获取的2014年7月-2015年6月覆盖微山湖的多期GF-1 WFV和HJ-1A/1B CCD影像，利用归一化水体指数将微山湖区分为水生植物覆盖区和水体区。针对水生植物覆盖区，利用时序MODIS NDVI数据获取微山湖主要水生植物的时谱曲线，识别不同水生植物的物候特征；基于不同物候期内的水生植物对总悬浮物浓度和浊度的指示作用，对微山湖水生植物覆盖区水体总悬浮物浓度和浊度进行定性监测。针对水体区，分别构建水体总悬浮物浓度和浊度的单波段/波段比值模型和偏最小二乘模型，定量反演微山湖水体区总悬浮物浓度和浊度。研究结果表明，微山湖中水生植物以光叶眼子菜、穗花狐尾藻和菹草等沉水植物为主，其中光叶眼子菜/穗花狐尾藻和菹草的空间分布和物候特征存在明显差异，不同水生植物在不同物候期内对水质具有不同的指示作用；微山湖水体总悬浮物浓度和浊度具有显著的空间变异性，基于定性和定量相结合的方法可以有效监测微山湖水体总悬浮物浓度和浊度的时空变化规律。本文提出的定性和定量相结合的监测方法为草型湖泊水质监测的业务化应用提供了新思路。
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  PDF(371)

  摘要(292)

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• 云下地表温度与辐射变化关系的定量分析
• 王斐,覃志豪,樊伟,张胜茂

• 摘要：云下对地表温度一直是热红外遥感研究的难点,云下地表温度的变化不仅受到到达地表的辐射强度的影响,还与地表覆盖类型的热力学性质有关,本文通过开展野外观测实验,并利用地表能量平衡模型模拟地表温度在不同辐射条件的变化情况,以期获得不同地表类型的地表温度与辐射变化的定量关系,结果表明,在云覆盖情况下,到达地表面的辐射值减小,地表温度也随之减小,当云覆盖前地表温度越高,云覆盖后地表温度的变化幅度就越大,不同地表类型的云下地表温度在单位时间(min)内发生的温度值的单位变化量所需辐射值的变化量与云覆盖前温度高低呈线性关系。在长时间云覆盖情况下,地表温度的下降速度随着云覆盖时间的增加而不断放缓,当云层覆盖一定时间(10－20分钟)后,地表温度会达到一个相对稳定的状态。
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  PDF(391)

  摘要(286)

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• 全球农情遥感速报系统20年
• 吴炳方,张淼,曾红伟,闫娜娜,张鑫,邢强,常胜

• 摘要：面向国家粮食安全的重大战略需求,1998年中国科学院建立了“中国农情遥感速报系统”(CropWatch),持续运行20年后,现已发展成为“全球农情遥感速报系统”(CropWatch)。本文重点论述了2013年建立参与式全球农情遥感监测云平台(CropWatch Cloud)以来,所采用的农情监测体系、可定制的农情监测云平台理念以及CropWatch Cloud在国内外的应用推广情况,介绍了技术方法与农情信息服务方式的创新与进步带来的国际影响力的提升。系统总结了全球农情遥感速报系统发展的农情监测指标、农情预警能力、作物长势综合监测方法以及众源数据支持的作物面积监测方法,论文进一步阐述了CropWatch未来的发展方向,借助众源地理信息、大数据技术等的发展,打通从地块-村-镇-县-市-省-国家-全球的体系化全链条监测,满足从农户到政府决策部门对农情信息的差异化需求。
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  PDF(304)

  摘要(347)

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• 结合残差编解码网络和边缘增强的遥感图像去噪
• 吴从中,陈曦,詹曙

• 摘要：高分辨率遥感图像去噪对于提高后续图像分析、识别等问题的准确性具有重要意义。目前的去噪算法普遍存在去噪结果边缘信息模糊、易产生视觉伪影导致遥感信息丢失的缺点，针对以上问题本文提出了一个基于边缘增强的残差编解码去噪网络用于高分辨率遥感影像去噪。该方法首先将噪声图片通过低通滤波器分解成高频层和低频层，然后将含噪声信息的高频层输入到带残差模块的编解码网络中，通过采样运算在多尺度空间上学习残差映射生成残差图像，最后使用跳跃连接得到完整的去噪结果。其损失函数由逐像素和感知损失两部分组成，逐像素损失使用传统的均方根误差学习像素级信息，感知损失学习语义特征上的差异可以保留更多边缘信息，最终得到更清晰的结果，其中感知损失是由级联在后的语义分割网络提取的特征图定义的。本文对不同测试数据做去噪实验并与几个经典方法对比证明本文模型的去噪结果优于其他方法，不仅提高图像的峰值信噪比，得到最高的平均梯度值，还在视觉上取得了最清晰的结果。实验结果表明，本文提出的基于边缘增强的深层编解码卷积网络在去噪的同时可以改善边缘细节被模糊的问题，保留更多遥感地物信息，提高图像视觉效果。
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  PDF(244)

  摘要(215)

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• 北京城市下垫面大气CO2反演算法
• 吴浩,王先华,叶函函,蒋芸,段锋华,吕松

• 摘要：大气温室气体监测仪（Greenhouse gases Monitor Instrument, GMI）是高分五号（GF-5）卫星的载荷之一，主要用于全球温室气体含量监测和碳循环研究。高精度反演是卫星大气CO2遥感的基本需求。地表反射率通过影响卫星遥感辐射量与影响辐射传输过程中大气耦合关系，对CO2反演精度产生着重要影响，为实现GMI遥感数据的高精度CO2反演的能力，针对GMI开发高精度的大气CO2反演算法，地表反射是一个需要重点考虑的影响因素。城市是CO2重要的发射源，且城市下垫面存在明显的二向反射特性，加上城市大气条件不良，复杂的地气耦合作用制约CO2反演精度。本文针对北京城市地区，利用2011到2016五年的MODIS（MODerate-resolution Imaging Spectroradiometer）地表二向反射分布函数（Bidirectional Reflectance Distribution Function, BRDF）数据，构建了适合利用单次观测数据反演的BRDF模型，并提出一种同时反演地表BRDF参数和大气CO2含量的算法。结果表明在550nm波长处气溶胶光学厚度（Aerosol Optical Depth, AOD）小于0.4时，大部分GMI模拟数据的反演误差控制在0.5%（~2ppm）内。利用GOSAT (Greenhouse gases Observing SATellite)实测数据的反演结果与修正后的日本国立环境研究所（National Institute for Environmental Studies, NIES）反演结果进行对比，其平均误差为1.25ppm，相关性达到0.85。本算法满足GMI数据在北京城市区域高精度CO2反演的需求，并使得反演高值气溶胶区域数据成为可能，增加了GMI观测数据的利用率。
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  PDF(293)

  摘要(367)

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• 珊瑚礁遥感研究进展
• 黄荣永,余克服,王英辉,刘嘉鎏,张惠雅

• 摘要：珊瑚礁是生物多样性和初级生产力最高的海洋生态系统之一，对人类社会与海洋生态环境的健康和可持续发展起着至关重要的作用，而珊瑚礁又是我国南海主要的国土类型，国家因此越来越重视对南海珊瑚礁的规划、管理、建设与保护。珊瑚礁的调查与探测则是进行珊瑚礁活动的基础与依据，而遥感则在珊瑚礁的大范围探测方面具有很大的潜力，所以国内外已经存在很多利用遥感对珊瑚礁进行调查与探测的研究与应用。本文为此将按照被动遥感和主动遥感的顺序，客观地阐述国内外珊瑚礁遥感研究与应用的进展，探讨珊瑚礁遥感研究与应用的发展趋势，并尝试总结我国珊瑚礁遥感的机遇和挑战。其中被动遥感包括珊瑚礁地形与水深的遥感、珊瑚礁底质与地貌的遥感、珊瑚礁岸线变化与稳定性的遥感以及珊瑚礁环境的遥感等，而主动遥感则包括珊瑚礁水深的机载激光雷达遥感、珊瑚礁地貌的船载声学遥感和珊瑚礁地形的星载微波遥感等。结果发现国内珊瑚礁遥感研究与应用的整体水平落后于国外：我们虽然在部分数据处理方面具有比国外更先进的技术，但相应的应用基础研究却仍然还达不到国外的广度与深度。因此，国内的珊瑚礁遥感研究仍需要鼓励珊瑚礁学者更多的参与与合作，以便在硬件设备和数据处理等方面加强针对珊瑚礁遥感的研究，进而融合多种手段而实现珊瑚礁遥感的工程化应用。
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  摘要(319)

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• 基于投影寻踪方法的小目标高光谱异常变化检测模型研究
• 林昱坤,王楠,张立福,岑奕,孙雪剑,卢涵宇,童庆禧

• 摘要：遥感探测到的小目标信号一般是弱信号,利用传统的高光谱异常变化检测方法直接抑制背景来突出异常变化目标,往往造成小目标弱信号同时被抑制,造成目标探测率低、虚警率高。本文基于投影寻踪方法,研究了弱信号小目标的高光谱变化检测模型,该模型首先通过投影寻踪将异常变化影像投影到独立成分,突出异常变化目标,然后再抑制背景,从而达到异常变化目标和背景的有效分离。该模型可以有效降低虚警率,提高探测率。利用模拟数据和真实数据进行了精度验证,结果表明,利用模拟数据得到的探测精度为99%,利用真实数据得到的检测精度为86%,与传统异常变化检测算法相比,精度最高提高了9%。本文研究方法适用于弱信号小目标的高光谱异常变化检测。
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  摘要(200)

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• 抱歉，没有找到docx的文件
• 朱茂,沈体雁,吕凤华,葛春青,白书建,贾智慧,王大伟

• 摘要：本文将青岛市胶州湾跨海大桥选作研究对象,针对2014年1月—2016年3月PS-InSAR技术测得的形变数据开展信息深度挖掘工作。在数据处理过程中，首先引入了形变随季节变化及形变随温度变化的两种新模型，然后分别采用传统线性模型和这两种模型对PS点形变数据进行了分解，通过对比三种模型与实测形变数据的匹配程度，评估不同模型在桥梁分析过程中的性能。数据分析结果证实，随季节变化的周期型形变是桥梁主要形变，进而线性-周期模型的分析效果最好。同时，基于桥梁某区间的数据，重点分析了该区间内形变信息沿桥梁纵向的剖面图，并结合桥梁结构信息，对伸缩缝两侧PS点的形变特征及成因进行了重点讨论。实测数据分析证实了InSAR技术具备监测桥梁微小形变信息的能力，它在未来城市桥梁形变监测及风险评估过程中能起到重要作用。
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  摘要(257)

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• 相对湿度对吸收性气溶胶指数的影响
• 张卓,王维和,王后茂,王咏梅

• 摘要：在利用风云三号气象卫星（FY-3）紫外臭氧总量探测仪（TOU）观测数据反演得到的吸收性气溶胶指数（Absorbing Aerosol Index，AAI,或Aerosol Index，AI) 监测吸收性气溶胶时发现，在不同的相对湿度（Relative Humidity，RH）条件下AAI和PM（particulate matter）2.5之间的相关性有很大的差异。为了提高AAI指数监测吸收性气溶胶的可靠性，需要了解AAI指数与相对湿度之间的内在关系，为此，利用大气辐射传输模型DAK(Doubling-Adding KNMI)模拟了AAI和相对湿度之间的关系。在模拟中针对不同气溶胶模型，即乡村气溶胶和城市气溶胶，考察了相对湿度对AAI反演结果的影响。发现在相对湿度呈高值时AAI指数出现很大的变化，但对两种气溶胶模型相对湿度的影响具有相反的效应。分析显示当大气中含有吸收性气溶胶如含碳类气溶胶（在中国北部的污染过程中很常见）时，AAI结果对RH有很强的依赖，因此在应用AAI指数产品监测污染过程中需要注意相对湿度的影响。
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  摘要(457)

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• 根河地区冻融监测和降尺度算法的验证分析
• 蒋玲梅,寇晓康,崔慧珍,杨建卫

• 摘要：高分辨率地表冻融监测对研究根河地区碳氮循环、水土流失和土壤冻融侵蚀非常重要。本文采用Kou等提出的被动微波亮温降尺度方法和1 km空间分辨率的温度数据，将0.25°空间分辨率的被动微波亮温降尺度至0.01°空间分辨率。利用通过模型模拟与实验数据发展得到的冻融判别式算法（Discriminant Function Algorithm，DFA_Zhao）和改进的冻融判别式算法（Improved Discriminant Function Algorithm，DFA_Kou），基于降尺度前后的被动微波亮温监测根河地区的地表冻融。以根河地区2013年7月至2015年12月的地下0~5 cm深度的实测土壤温度检验这两种冻融判识算法的分类精度。结果显示，降尺度前后两种冻融判识算法整体判对率差异在6.72%内；DFA_Zhao算法融化判对率的均值比DFA_Kou算法高10%，DFA_Kou算法冻结判对率均值比DFA_Zhao算法高1%。两种冻融判别式算法的冻结判对率均在90%以上，升轨期的融化判对率均在80%以上，但两算法降轨期的融化判对率较低，在40%-82%之间。同时，还进一步讨论并分析了两种冻融判别式算法和被动微波亮温降尺度方法可能存在的问题，指出了可能的改进方向。
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  摘要(319)

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• 复杂遥感卫星图像条件下的小船舶目标的识别研究
• 姚红革,王诚,喻钧,白小军,李蔚

• 摘要：针对卫星图像中云雾、海岸背景等复杂海情对船舶识别带来的干扰，以及小目标船舶高漏检率问题，本文提出了一种多尺度深度学习模型训练策略，在此基础上构建了一种船舶识别的深度学习网络，该网络可分为多尺度训练、特征提取、生成目标建议区域、船舶分类这四个部分。首先，采用多尺度的训练策略，将多尺度的船舶样本送入网络中进行训练，这样在训练样本中加入了大量小目标船舶的样本，使网络充分提取到小目标船舶的特征；其次，通过卷积神经网络对目标船舶进行特征自适应提取；然后，目标区域建议网络可依据卷积神经网络提取到的特征，在图像中找到感兴趣目标区域，即框定船舶的位置；最后，通过多个全连接层的组合，将高维特征映射到一个四元组中，再运用分类函数输出每一类船舶的概率值，概率值最大的则为该船舶的类别。同时为解决云雾遮挡和海岸背景的干扰，采用了一种负样本增强学习的方法，在样本数据集中加入了大量只含有云雾和海岸背景的图片，进行负样本扩充，增强网络模型对云雾及海岸背景的特征学习能力，以此解决复杂海情的影响。实验结果表明，所提方法有效解决了复杂海情条件下的船舶识别难，以及小目标船舶识别难的问题，实现了复杂海情条件下的船舶识别。同时，与现有成熟的深度学习目标识别算法相比，本文算法的精确度和召回率分别提升了6.98%和18.17%，所训练的模型具有良好的泛化能力和鲁棒性。
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  摘要(231)

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• 一种融合多源数据生成高时空分辨率植被指数的方法
• 杨军明,吴昱,魏永霞,王 斌,汝 晨,马瑛瑛,张 奕

• 摘要：高时空分辨率的植被指数（Vegetation Index，VI）数据在农业和生态等研究中具有重要的意义，然而目前常用的VI数据时空分辨率存在不可调和的矛盾。考虑VI时序变化对数据融合的影响，本文提出了一种新的VI数据时空融合模型（Vegetation Index Spatial and Temporal Fusion Model，VISTFM），VISTFM采用可对存量时序VI数据进行聚类的模糊C聚类算法将各土地利用类型划分为若干类来定义子类，从高低分辨率影像中提取子类随地表覆盖类的变化规律，结合低分辨率影像提取的地表覆盖类变化规律融合生成高时空分辨率的VI数据。应用常用的Landsat和MODIS数据对该算法的测试表明，VISTFM能够较好的捕获VI的中间变化过程，与常用的基于线性混合模型的模型和时空自适应反射率融合模型及其改进模型相比，VISTFM能够获得更高的精度。
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  摘要(287)

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• 基于深度学习的静止卫星图像海上强对流云团识别
• 郑益勤,杨晓峰,李紫薇

• 摘要：强对流天气破坏力强，对海上航行和海洋开发都有着很大的影响，但由于其生命史短，且海上气象测站少，因此难以对其进行快速准确的监测。而静止气象卫星的覆盖范围广、时间分辨率高，因此成为了监测强对流天气的重要手段。本文提出了一种利用Himawari-8卫星影像，基于深度信念网络（DBN）进行强对流云团自动识别的方法。该方法分别提取每张图像的光谱特征TBB13、TBB08-TBB13和TBB13-TBB15，以及基于光谱特征TBB08-TBB13的纹理特征能量Energy和对比度Contrast，再参考CloudSat卫星的云分类产品自动构建样本集，利用此样本集训练DBN模型，以确定模型的参数和结构。使用训练完成的DBN模型进行强对流云团识别，并对识别结果进行后处理。通过典型案例分析和精度评定发现，新方法的临界成功指数CSI为71.28%，检测概率POD为84.83%，虚警率FAR为18.31%。结果表明，该方法可以有效识别处于初生到消散不同阶段的强对流云团，并在一定程度上去除检测结果中多余的卷云。与单波段阈值法、多波段阈值法和支持向量机这三种方法相比，文中提出的方法能够提高强对流云团的识别精度。
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  摘要(241)

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• 单目视觉Tukey权因子模型室内位置测量
• 刘飞,张继贤,王坚,张欣欣,丁晓波

• 摘要：面向室内导航和定位的需求，本文提出了一种基于编码图形和单目视觉传感器相结合的室内移动载体位置测量方法。首先优化设计了一系列用于移动载体空间位置计算的编码影像，利用轮廓匹配、矩计算和映射匹配相结合的方式实现空编图形的识别与定位。其次针对编码图形中心像方坐标观测值提取残差，构建了基于单位权和Tukey权因子模型的空间后方交会方法，基于两种权重因子分别计算了移动载体的观测值残差权重，分析了不同残差的观测值对结果的影响程度。然后构建了4组试验环境，从不同角度获取了观测影像，并进行了数据处理与分析。最后通过试验验证，表明基于2种权因子模型的方法均能够实现载体位置的计算，但基于Tukey权因子方法具有更高的精度，平面精度提高了29.76%~49.42%，高程精度提高了29.17%~74.07%。本文方法能够为室内空间移动载体提供高精度的导航和定位测量服务。
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  摘要(175)

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• 广角水体体散射函数测量技术及其应用研究进展
• 徐聪辉,李彩

• 摘要：水体体散射函数是描述水体中光在各方向散射特性的一个重要的固有光学参数，对水色遥感、水环境监测与保护、海气交互过程研究、水下军事目标跟踪等领域具有十分重要的意义。水体体散射函数测量尤其是覆盖0°-180°范围的广角体散射函数测量技术起步较晚，直接测量难度较大，一直以来都是一个棘手的科学难题。经过了半个多世纪的研发历程，至今仍在不断探索和改进。本文梳理了国内外广角水体体散射函数测量技术的发展历程，对于广角体散射函数测量技术，从原理上来分大致可以分为单一探测器转动式、多个固定探测器阵列式以及面阵CCD成像式等三大类，对不同测量原理下的测量技术进行详细分析，并对广角水体体散射函数测量技术在海洋生物光学、气泡跟踪、水色遥感等方面的相关应用进展进行较为详细总结和归纳。文章的最后对未来广角体散射函数的发展趋势和应用前景进行展望。
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  摘要(594)

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• 中国海洋上空细粒子气溶胶与短寿命痕量气体的时空关系
• 徐彬仁,魏瑗瑗,张晗,宋毅,杨支中

• 摘要：本文采用2006-2015年MODIS细粒子气溶胶光学厚度（AODfine）和OMI痕量气体（SO2、NO2和HCHO）数据。对黄海、东海和南海区域上空的细粒子气溶胶与痕量气体进行分析，得出以下结论：（1）AODfine、SO2、NO2和HCHO的区域均值：黄海&amp;amp;gt;南海&amp;amp;gt;东海。（2） 黄海地区的AODfine对SO2最敏感，敏感度为0.424，主要与中国东部沿海城市的人为排放有关；东海和南海地区对HCHO的敏感度较高，依次为0.664和0.545，这与东南亚和中国南方生物质燃烧有关。（3）由于夏秋两季的温湿度大，利于发生气-粒转化，导致黄海地区AODfine在夏秋两季与SO2的相关性较强（R&amp;amp;gt;0.5）；东海夏季HCHO与AODfine相关性较明显（R=0.57）；南海春季HCHO与AODfine相关性较好（R=0.57），并且，AODfine与HCHO数值春季最大，夏季最小，季节性变化明显。
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  摘要(211)

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