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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(692)

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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(652)

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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(618)

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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(611)

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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(463)

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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(394)

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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(1320)

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• 国产高分三号影像水体信息提取方法的研究
• 谷鑫志,曾庆伟,谌华,陈尔学,赵磊,于飞,涂宽

• 摘要：我国合成孔径雷达（SAR）卫星高分三号（GF-3）已获取了大量多极化、全极化SAR数据，国内外针对陆地水体信息提取、洪涝灾害快速响应方面具有较深入的研究，但是多采用的是发展较早、图像质量可靠的可见光影像及国外星载SAR影像。为了将国产GF-3影像快速应用到环境保护、水资源管理等行业中，本研究分析了水体与其他目标具有的不同后向散射特性，将阈值分割法与马尔科夫随机场（MRF）相结合，发展了一种检测精度较高、自动化程度强的水体信息提取方法。该方法首先通过直方图统计的方法对不同成像模式、不同极化的GF-3影像进行后向散射强度分析，在阈值分割的研究基础上，比较了最大类间方差法（Otsu）和Kittler and Illingworth（KI）二值化法在水体-非水体分类中的效果。然后结合DEM和GF-3轨道参数排除因阴影现象产生的辐射失真对图像概率分布的影响，得到初始的水体信息分布图，再经过Fisher变换和马尔科夫随机场（MRF）的迭代运算，综合利用GF-3影像的多极化信息和空间上下文信息，以最大后验概率准则输出最终的水体分布图。利用了湖南省东北部不同成像模式的两景GF-3影像进行试验，在成像时间接近的光学影像中随机选择检验样点进行精度评价。实验结果表明，KI方法在GF-3水体提取应用中比Otsu方法具有更强的优势，剔除图像阴影区域后，自动化确定的阈值与目视解译阈值更加接近，通过MRF模型优化以后，实现了对水体信息的连贯提取，对图像噪声具有较强的抑制作用。本研究对水体目标的提取精度均达到了85%以上，实验结果精度优于基于光学影像的水体指数法，整个流程需要很少的人工经验参与，具有自动化程度强、检测精度高的优势。
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  摘要(116)

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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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  摘要(342)

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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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  摘要(649)

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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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  摘要(372)

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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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  摘要(361)

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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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  摘要(579)

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• G0分布下基于白化滤波的极化SAR图像CFAR检测新方法
• 张嘉峰,张鹏,王明春,刘涛

• 摘要：在已有的极化合成孔径雷达（PolSAR）图像恒虚警（CFAR）检测方法中，存在着高分辨下杂波模型适用性差的难题。为解决此问题，提出了一种G0分布下虚警概率具有闭合解析表达形式的CFAR检测新方法，并定义虚警损失率（CFAR Loss, CL）参数用以量化评估CFAR检测方法的恒虚警保持效果。首先，在乘积模型框架下，引入了逆Gamma纹理变量假设，推导出了多视极化白化滤波（MPWF）检测量的概率密度函数（PDF）。然后，对MPWF检测量的概率密度函数积分得到了虚警概率关于CFAR检测阈值的解析表达式，并设计了相应的CFAR检测流程。最后，采用仿真数据和AIRSAR实测数据对已有方法和新方法进行了算法运行时间、检测量拟合性能及目标检测性能对比。实验结果表明，新方法运行时间比已有方法缩短3至30倍，具有良好的实时性；日本玉野地区的AIRSAR实测数据结果表明G0分布对高分辨不均匀海区具有良好的拟合性能，且新方法在G0分布和非G0分布海区均能有效检测出目标，鲁棒性较强，相比其他检测方法品质因数（FoM）平均高出15.78%；CL分析结果表明新方法具有良好的恒虚警保持性能，同时指出杂波对数累积量散点距离G0分布曲线越近，新方法的恒虚警保持效果越好。
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  摘要(142)

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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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  摘要(406)

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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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  摘要(841)

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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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  摘要(339)

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• 卫星高度计海上定标研究进展及展望
• 杨磊,周兴华,徐全军,柯宝贵,穆博,朱琳,王燕红

• 摘要：海上卫星定标场是我国海洋卫星系列的重要地面组成,随着我国高度计卫星HY-2A的发射及后续卫星组网规划,我国将获取长时间序列的自主高度计观测资料,定标对数据精度和长期一致性的重要性则日益凸显。本文总结了国内外卫星高度计定标的主要技术及其发展趋势,以及我国自主海上定标场的建设和规划情况。对我国青岛千里岩定标场的大地基准测量、地壳沉降及HY-2A等多颗卫星高度计的定标结果做了分析,对规划建设中的珠海万山和我国沿海定标场网做了介绍。利用山东成山头GNSS连续运行站分析了Jason-2卫星的2010年至2016年星载微波辐射计大气湿延迟观测精度。最后讨论了未来高度计定标技术发展趋势、重点和难点。本文对于充分了解和认识卫星高度计定标研究的现状和发展趋势有很好的借鉴和指导意义。
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  摘要(60)

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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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  摘要(452)

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• 利用Sentinel-1数据和SBAS-InSAR分析钻井水溶岩盐矿山时序沉降
• 肖亮,贺跃光,邢学敏,陈立福,俞晓莹,童成功

• 摘要：本文利用小基线集（SBAS）InSAR技术对钻井水溶岩盐矿山地表沉降开展时空分析。实验选取湖南常德某典型钻井水溶岩盐矿区为测试区，利用时间跨度为2016年2月至2017年2月的21景Sentinel-1影像数据，获取了测区的时序沉降序列。实验结果显示，矿区地表大量级沉降在2016年9月才开始呈现，沉降漏斗横向出现多峰值，矿区沉降整体空间分布上出现西南部整体片状、中部偏北离散带状沉降。这些沉降特征均与钻井水溶法开采特征保持一致。将实地水准测量形变数据和DInSAR形变结果与本文结果进行对比以评估结果可靠性。结果显示，SBAS技术获取结果与水准结果表现出较高一致性，从而为钻井水溶岩盐矿山地表沉降提供了一种更为有效的监测手段，也可为此类矿山地表形变时空演化规律分析提供参考。
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  摘要(108)

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• 瑞利光学厚度模型的适用性讨论与条件性构建
• 梁继

• 摘要：瑞利散射是生活中重要而又常见的自然现象之一，瑞利光学厚度是衡量瑞利散射强度的重要指标。本文首先通过对大气散射理论和瑞利光学厚度理论的梳理，总结了现有瑞利光学厚度两类模拟模型的优缺点。随着全球气候变化中CO2浓度已突破400ppm，近似数值模型因受到大气温度和CO2浓度为300ppm的背景条件的限制会导致部分模型误差的增加；而理论离散模型虽然有明确的物理意义，对CO2浓度也具有自适应性，模拟结果理论上可信可靠，但各相关输入物理参数求解复杂。为获得满足CO2浓度为400ppm的近似数值模型，通过对不同高度和纬度的九个试验地点，以理论离散模型为基础，模拟特定大气条件下(P0 = 1atm, t=15℃, CO2=400ppm)的瑞利光学厚度。通过拟合分析得出，瑞利散射强度与波长的4.529次方成反比，且在紫外-蓝波段CO2浓度对瑞利光学厚度的贡献在10-4 ~10-3数量级之间。因此，在CO2浓度发生改变的情况下，以理论离散模型为主要算法模拟瑞利光学厚度将能更好的提高模型的自适应性并减少模型本身带来的误差；并通过该模拟结果可进一步获得该大气条件下的计算简单方便的数值模拟模型。
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  摘要(152)

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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(486)

  摘要(424)

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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(433)

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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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  PDF(464)

  摘要(402)

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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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  PDF(340)

  摘要(277)

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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(459)

  摘要(430)

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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(582)

  摘要(392)

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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(420)

  摘要(551)

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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(383)

  摘要(358)

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• 基于Sentinel-2数据的区域林龄信息反演研究——以落叶松为例
• 唐少飞,田庆久,徐凯健,徐念旭,岳继博

• 摘要：林龄结构信息能够有效反映区域森林群落不同生长阶段的固碳能力，对于评估森林生态系统的健康状况具有重要意义。目前，针对区域优势树种林龄结构反演存在技术不成熟、模型参量单一化以及林龄组反演不完善等问题亟待解决。本研究以中国温带典型优势树种落叶松林为研究对象，分别选择其展叶初期、展叶末期和成熟期时段的Sentinel-2影像，采用多元线性回归（MLR）、随机森林（RF）、支持向量机回归（SVR）、前馈反向传播神经网络（BP）以及多元自适应回归样条（MARS）等5种方法依次构建落叶松林龄反演模型。通过相关性分析首先确定最佳遥感反演季相，并在此基础上根据相关性差异筛选出5个最优特征变量用于模型反演，分别为冠层含水量（CWC），归一化水体指数（NDWI），叶面积指数（LAI），光合有效辐射吸收率（FAPAR）和植被覆盖度（FVC）。研究结果表明，展叶末期为落叶松林最佳遥感反演季相。除植被衰减指数（PSRI）以及成熟期的NDVI、RVI外，落叶松林龄与各指标之间均呈负相关关系，其中与冠层含水量（CWC）的相关性最高，pearson相关系数达到-0.74（p<0.01）。此外，不同模型反演结果表明，随机森林模型（RF）为最佳落叶松林龄估测模型，其训练样本和验证样本预测误差绝对值∣ε∣≤5的累积百分比分别达到0.98和0.71；多元线性回归模型（MLR）的林龄估测结果最差，其训练样本和验证样本预测误差绝对值∣ε∣≤5的累积百分比仅为0.64和0.52，因此非线性模型能更好的解释林龄与建模变量之间的关系。
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  PDF(67)

  摘要(47)

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• 从高分影像中提取冬小麦空间分布信息的方法
• 宋德娟,张承明,杨晓霞,李峰,韩颖娟,高帅,董海燕

• 摘要：高精度的农作物空间分布信息对于资源、环境、生态、气候变化和粮食安全问题具有重要的意义，使用全卷积神经网络从遥感影像中提取的农作物空间分布信息中，种植区域边缘往往比较粗糙。本文以冬小麦为研究对象，以国产Gaofen 2影像为数据源，通过将RefineNet模型与最大后验概率模型耦合，建立了冬小麦高精度遥感影像分割模型（Winter Wheat Remote Sensing Segmentation Model，WWRSSM），获取了精细的冬小麦空间分布信息。WWRSSM模型使用RefineNet网络的卷积结构提取像素的特征；使用改进的SoftMax模型逐像素计算类别概率向量，根据类别概率向量的分量差值将像素分为差值较大的像素集合和差值较小的像素集合，对于差值较大的像素集合，直接使用概率最大的类别作为相应像素的类别，对于差值较小的像素集合，进一步结合最大后验概率模型确定每个像素的类别。利用随机梯度法对模型进行训练，使用训练成功的模型从遥感影像上提取冬小麦的空间分布信息。选择SegNet、DeepLab、RefineNet作为对比模型进行实验，实验结果显示，WWRSSM结果的精度为92.9%，比SegNet提高了13.8%，比DeepLab提高了10.9%，比RefineNet提高了8.6%，表明WWRSSM模型在提取冬小麦空间分布信息方面具有一定的优势。研究结果对于提高大范围冬小麦空间分布制图精度和自动化水平具有一定的意义，也可以为农作物空间分布信息提取和面积统计提供技术参考。
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  PDF(62)

  摘要(52)

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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(463)

  摘要(469)

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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(389)

  摘要(325)

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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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  PDF(333)

  摘要(341)

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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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  PDF(748)

  摘要(362)

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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(545)

  摘要(922)

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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(466)

  摘要(433)

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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(615)

  摘要(574)

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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(512)

  摘要(813)

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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(468)

  摘要(763)

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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(532)

  摘要(468)

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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(484)

  摘要(388)

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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(655)

  摘要(321)

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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(568)

  摘要(712)

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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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  摘要(490)

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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(429)

  摘要(369)

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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(454)

  摘要(404)

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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(445)

  摘要(390)

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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(514)

  摘要(406)

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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(426)

  摘要(371)

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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(611)

  摘要(570)

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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(458)

  摘要(407)

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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(624)

  摘要(529)

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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(348)

  摘要(398)

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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(466)

  摘要(324)

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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(577)

  摘要(384)

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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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  PDF(497)

  摘要(374)

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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(477)

  摘要(358)

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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(1251)

  摘要(541)

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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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  摘要(524)

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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(443)

  摘要(410)

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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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  摘要(500)

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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(358)

  摘要(342)

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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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  PDF(411)

  摘要(718)

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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(329)

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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(558)

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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(406)

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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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  摘要(461)

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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(437)

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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(319)

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