卫星遥感反演土壤有机质研究进展

土壤有机质是评价土壤质量的关键指标,了解土壤有机质含量及其空间分布,对实现土壤养分精准管理、促进农业可持续发展具有重要意义。近年来,遥感技术的迅猛发展为土壤属性定量化研究提供了丰富的数据源,卫星遥感反演土壤有机质逐渐吸引了更多的关注。文章针对土壤有机质反演的相关研究,阐述了土壤遥感及传感器发展历程、土壤有机质遥感反演机理;系统归纳了直接法、间接法以及实测高光谱与卫星遥感相结合3种反演方法的发展现状;将不同研究方法的优势及不足进行对比,并详细分析制约土壤有机质反演精度的关键因素,最后对卫星遥感反演土壤有机质的发展趋势进行展望。     

基于植被指数融合的冬小麦生物量反演研究

作物群体生物量是形成产量的物质基础,遥感技术是高效、客观监测作物地上生物量的重要手段,对农业生产管理具有重要意义.以安徽省龙亢农场为研究区,通过PROS AIL模拟光谱分析了 4个LAI相关的可见光-近红外植被指数、2个叶片干物质相关的短波红外植被指数和8个融合植被指数与冬小麦地上生物量的关系,并建立反演模型.模拟结果...     

CBERS-02B卫星CCD数据质量评价与植被分类应用潜力

针对CBERS-02BCCD影像,结合图像客观质量评价方法、目视解译、自动解译等方法,以广西三娘湾一带为研究区,对影像的植被识别能力进行了综合评价。与TM数据的对比分析表明,CCD1、2、3波段辐射精度稍偏低,第4波段表现出较好的性能,19．5m的空间分辨率比TM能更好地显示出地物的几何纹理特征。RGB假彩色合成图像的地物目视解译效果较好。通过非监督分类、监督分类和决策树分类等常规方法对地物分类及对典型植被识别效果表明,CBERS-02BCCD遥感影像能较好地区分出红树林、桉树林、松树林和灌丛／农田等典型植被类型。     

基于无人机与卫星遥感的草原地上生物量反演研究

草原生物量是评价草原生态系统功能的重要参数。为了快速、准确、有效地估算草原地上生物量,以呼伦贝尔草原为研究区,基于无人机多光谱影像和卫星遥感(Sentinel-2)影像,选择GNDVI、LCI、NDRE、NDVI、OSAVI、EVI等6个植被指数,结合实测地上生物量数据,建立植被指数回归模型,并采用留一法交叉验证进行精度评价。结果表明：基于无人机多光谱影像的LCI-生物量回归模型(RRMSE为18%,测量值与预测值R²为0.70)和NDRE-生物量模型(RRMSE为18%,测量值与预测值R²达到0.71)精度高于其他植被指数回归模型;基于无人机多光谱影像的生物量—植被指数模型(RRMSE均低于22%)模拟精度均优于基于Sentinel-2影像的生物量—植被指数模型(RRMSE均高于25%),可以更精确地反演草原地上生物量,研究结果可为草原生物量精准反演提供科学方法和依据。     

利用GOME-2卫星数据反演对流层臭氧

基于GOME-2level 1B数据利用最优估计反演算法获得了GOME-2臭氧廓线产品,分析了GOME-2对流层臭氧反演产品的误差和信息量等特征,并对比验证了紫外光谱仪GOME-2与热红外光谱仪TES反演的对流层臭氧柱总量及其敏感性。结果表明:GOME-2对流层臭氧柱总量反演随机误差在10%以内;GOME-2相对TES的对流层臭氧柱总量偏小5%~20%;晴空下GOME-2对流层臭氧反演的敏感性随高度增加而上升,接近TES的敏感性垂直分布;在有云条件下,GOME-2和TES的云下部分信号都被屏蔽,在云顶之上GOME-2臭氧反演敏感性明显高于热红外仪器TES。     

利用多元遥感数据进行CBERS-02卫星大气校正研究

针对山地丘陵等复杂地表下地形对遥感数据影响较大的情况,提出了适合该区域的大气校正方法。该方法以MODIS数据为数据源,基于6S反演出陆地上空的气溶胶模式和光学厚度。使用同时相同区域的TM数据对CCD数据进行交叉定标,利用ATCOR3实现了对CBERS\|02星CCD数据进行大气校正。校正前后数据比较结果表明:该算法还原了下垫面原貌,尤其对山区丘陵等复杂地表具有很好效果。     

基于HJ-1卫星数据反演长江三角洲地区气溶胶光学厚度

探索利用我国HJ-1卫星CCD数据,运用深蓝算法开展长江三角洲地区气溶胶光学厚度反演的可行性,并将结果与其他气溶胶光学厚度产品进行比较。针对HJ-1A和HJ-1B数据,反演结果分别与MODIS气溶胶光学厚度产品以及AERONET地基观测数据进行对比验证。结果表明:深蓝算法得到A星、B星的反演结果与MODIS气溶胶产品呈显著相关,但在数值上普遍高于MODIS产品;反演结果与AERONET站点数据之间的误差介于0.008~0.364之间,研究时段内站点数据缺乏,未对误差进行严格的统计分析。基于深蓝算法的HJ-1卫星数据反演结果虽然在数值上与MODIS气溶胶光学厚度产品存在系统性偏差,但在空间上能够较好地反映长江三角洲地区大气气溶胶分布状况,且具有空间分辨率高的优势。     

CBERS-02B数据在霍山山前活动断裂带1:5万填图中的应用

利用中巴地球资源卫星02B数据,开展山西霍山山前活动断裂带遥感解译研究,解译获得该断裂带总延伸长度约116km,整体走向NE,按其几何结构可以分为6段,断裂活动在晚更新世以来地层形成的断层陡坎在影像上特征清晰;结合野外调查,认为霍山山前断裂带在全新世以来以垂直运动为主.高分辨率遥感卫星数据可以获取活动构造定量研究中断裂带的长度和分段长度,通过断层构造地貌的解译,可以识别出包括断层陡坎、断层槽谷等构造地貌变形信息,为筛选野外重点工作区域提供帮助.研究表明,高分辨率的中巴地球资源卫星可以有效应用于1:5万活动断层填图工作及活动构造定量研究中.     

利用风云卫星MERSI数据反演叶面积指数的研究

风云三号A星上搭载的中分辨率成像光谱仪(Medium Resolution Imaging Spectrometer)MERSI从2008年5月底开始对地球观测,其中5个波段250m分辨率的数据包含了丰富的植被信息,在全球同类传感器数据中独具特色,在其基础上反演的陆表植被数据产品目前还不多见。利用2013年生长季在河北固城观测获取的冬小麦光谱数据,结合MERSI 250m数据计算的NDVI值,建立二者NDVI之间的线性转换模型Y=1.1458 X+0.1916;同时利用地物光谱NDVI与实测叶面积指数构建了NDVI-LAI指数模型Y=0.0899e4.459 X;然后,利用MERSI 250m数据反演出华北太行山前平原区冬小麦的叶面积指数,经与大田观测的叶面积指数以及同期MODIS的叶面积指数产品对比验证,结果表明:反演的MERSI-LAI与实际观测叶面积指数接近且具有很好的线性关系,其空间分布与MODIS的叶面积指数相近,但MODIS-LAI数值明显偏小。     

利用中巴-2号卫星CCD估测土壤全氮的研究

遥感监测土壤对于及时快速掌握农田肥力状况,合理施肥意义重大。NDVI在监测地表植被覆盖中发挥着重要作用,水田植被覆盖种类单一,其他影响因素少,这使得通过NDVI监测水稻长势,间接监测土壤肥力状况变得可行。本文就是利用中巴-2号卫星的CCD的植被指数对南京溧水县水田的土壤质量进行监测,回归方程的决定系数R2=0.741,相对误差为0.1663。结论发现利用中巴卫星的植被指数对研究区的的水田氮素的监测是可行的,并在此基础上做了研究区的氮素等级分布图,实现了遥感监测溧水水田土壤全氮的估测。     

中巴卫星数据在海岸带环境监测中的应用

以渤海为示范区,利用中巴资源卫星一号(CBERS-1)CCD数据,结合实测资料,建立了该数据在海岸带及海洋遥感监测中的技术流程,开展了海岸带及海洋环境遥感监测应用示范研究,重点在入海河口污染扩散监测、近岸海洋石油开发活动监测、滩涂养殖污染监测、海域环境监测等方面开展了方法研究和试验。结果表明,中巴资源卫星数据可以在上述应用中发挥重要作用,通过与其它遥感资料和实测数据相结合,可以缩短监测周期,降低应用成本。     

基于MODIS数据反演阜新地区土壤水分的研究

利用MODIS数据计算表观热惯量模型反演阜新地区春季的土壤含水状况分布。通过处理 2009、2010年4月的数据,拟合表观热惯量与土壤含水量的关系模型,得到阜新地区土壤含水状况分布图。通过与37个实测点土壤含水量数据对比验证表明,深度为0~10 cm时,相对误差均值为5.4%;深度为10~20 cm时,相对误差值为10.82%;深度为20~30 cm时,相对误差值为16.50%,相对误差都满足地区实际反演要求,并随土层深度增加相对误差均值增大。     

基于CBERS-02B星CCD数据土地利用变化信息提取方法研究

CBERS-02B星可同时获取高、中、低三种空间分辨率遥感数据,极大地拓展了其应用领域与潜力,建立以CBERS-02B星数据特点为主的应用技术方法和应用技术流程,将快速推进CBERS-02B在资源调查监测领域应用。本文针对CBERS-02B星CCD数据特性,开展了土地利用变化信息提取方法试验,结果表明CBERS-02B星CCD数据可用于1∶10万土地利用宏观监测,波段比值法变化信息提取效果较好,自动提取和人机交互修正相结合既适合当前技术水平也能满足应用需求。     

CBERS-02与SPOT5融合数据及其在海岸带土地利用调查中应用能力综合评价

以珠海市横琴岛为试验区,对CBERS-02星多光谱数据和SPOT5全色数据进行融合处理,融合方法包括HIS变换法、Brovey法、主成分融合法、小波融合法、SFIM法、Gram\|Schmidt法、PANSHARP法,并使用定量指标对融合结果进行分析,通过计算各波段均值、信息熵、标准差、相关系数等指标对各融合结果进行分析评价,探讨适合两种数据的融合方法;对CBERS-02和SPOT5数据的PANSHARP法融合数据进行支持向量机分类,总体分类精度为82.55%,Kappa系数为0.7358;试验结果表明,通过融合CBERS\|02多光谱数据与SPOT5全色数据,既可以增强空间纹理信息,又可以弥补SPOT5多光谱数据缺少蓝光波段的缺陷,具有丰富的光谱信息,可以在海岸带土地利用调查广泛应用。     

青藏高原玛旁雍错和拉昂错水色差异遥感分析

湖泊水色是湖水光学性质之一,青藏高原地区由于其特殊的地理条件,不同湖泊水色差异十分明显。选取藏南地区玛旁雍错和拉昂错作为研究对象,从二者水色差异的遥感图像表征出发,充分借助遥感手段,对造成差异的因素进行分析。结果表明,补给和蒸发的差值不同,使湖内盐分等物质的积聚不同,进而造成二者水色的差异。该方法为青藏高原地区难以获得有效资料湖泊的研究提供了一种新思路。     

BRDF模型及其反演研究的现状及展望

介绍了二向性反射的物理模型及半经验模型在理论研究中的新进展,并分析了各个模型的优缺点,为模型选择提供了依据;同时对模型反演的策略和方法及最新研究进展进行了概述。在此基础上,对实验研究、理论研究以及应用研究中存在的主要问题及目前的一些解决方案进行了分析,并讨论了遥感反演研究的未来发展方向。     

基于CBERS-02B和SPOT-5全色波段的图像融合纹理信息评价研究

CBERS-02B是我国第一代传输型陆地资源遥感卫星,搭载的传感器可以获得2.36 m分辨率的全色波段数据。通过遥感影像融合技术,将CBERS-02B全色数据和SPOT-5全色数据与SPOT-5多光谱数据10 m分辨率的图像进行了多方法的融合处理,通过对融合后图像的空间纹理信息进行比较和评价,获得了纹理信息的特征参数值。通过目视评价和定量分析,认为用CBERS-02B全色数据融合的影像在空间纹理上比SOPT-5融合的影像有优势。因此,CBERS-02B的全色波段是一种较高质量的高分辨率数据,应用前景广阔。