SAR图像变化检测技术方法综述

合成孔径雷达(SAR)卫星具有全天候、全天时的特点,为地球空间信息的获取提供了一个有效途径。变化检测技术(change detection)近几年作为极为重要的遥感应用研究手段获得了长足的发展。本文在介绍SAR卫星数据发展现状的基础上,重点介绍了基于SAR图像的变化检测方法及技术流程,并以汶川地震都江堰地区ALOS数据为例,采用差值法和比值法进行震害建筑物分布信息提取,并结合光学影像进行评定。结果证明,传统的变化检测方法对SAR图像的震害信息提取具有较好的效果,能够有效地应用于震害信息的提取与评估中。     

SAR图像变化检测技术方法综述

合成孔径雷达(SAR)卫星具有全天候、全天时的特点,为地球空间信息的获取提供了一个有效途径。变化检测技术(change detection)近几年作为极为重要的遥感应用研究手段获得了长足的发展。本文在介绍SAR卫星数据发展现状的基础上,重点介绍了基于SAR图像的变化检测方法及技术流程,并以汶川地震都江堰地区ALOS数据为例,采用差值法和比值法进行震害建筑物分布信息提取,并结合光学影像进行评定。结果证明,传统的变化检测方法对SAR图像的震害信息提取具有较好的效果,能够有效地应用于震害信息的提取与评估中。     

高分辨率光学和SAR遥感影像在地震地质灾害调查中的应用——以九寨沟M7.0级地震为例

快速全面的获取地震灾情信息对于减少灾害损失、预防次生灾害发生具有重要的意义。遥感技术凭借其快速、大范围、高精度地获取地面信息的特点在震后信息提取中发挥了重要作用。传统光学遥感数据由于受到震后多云雨天气的影响,往往难以获取有效数据。合成孔径雷达(SAR)能够全天候获取数据,已成为震害评估的重要数据源。随着遥感图像向着高分辨率方向发展,数据所包含的信息也越来越丰富,更有利于地震地质灾害调查。本文以2017年九寨沟地震为例,采用高分辨率光学和SAR遥感图像为数据源,从道路震害分析、滑坡次生灾害提取、同震形变场计算等多个角度开展应用研究,对此次地震地质灾害进行调查。结果表明,结合高分辨率光学和SAR遥感影像各自的特点和优势,能够在地震地质灾害信息全面调查中发挥重要作用。     

遥感解译在内蒙古额济纳旗地区1：5万地质填图中的应用

遥感技术是地质填图工作的重要辅助技术方法。针对内蒙古额济纳旗地区的荒漠戈壁地貌景观特点,在地质填图中选取国产资源三号卫星遥感数据和ETM+遥感数据作为遥感解译的数据源,并分别对获取的遥感数据进行数据融合、几何校正（或精校正）、图像校正和镶嵌等数据处理。鉴于测区植被不发育,地表多以基岩和戈壁滩为主,资源三号遥感图像颜色单调。特将校正的资源三号图像与ETM+图像进行图像融合,融合后的图像既具有ETM+图像的丰富色彩信息,又保证了资源三号卫星图像的高空间分辨率,便于实施人机交互地质矿产信息提取。根据遥感影像特征,建立了地层、侵入体和构造的解译标志,提取了与岩性和构造相关的各类信息,结合地质资料进行综合判别解译,提高了地质填图工作的准确性,为荒漠戈壁地貌区的地质填图提供了技术支持。     

Erdas开发中对感兴趣区图像增强功能的实现

遥感技术的发展为地震灾害快速调查、震害损失评估提供了一种新的手段和方法,并为地震救援提供了重要、可靠的数据依据。通过震害影像增强处理,能够快速地从宏观图像上获取地震的破坏信息。在实际应用中,用户往往只关注其感兴趣的区域,这就为震害增强方法提出了新的需求,即要求该方法能够实现只对感兴趣区内的图像进行处理。本文利用ERDAS C-Toolkit提供的函数包,特别是Evec包中提供的丰富的矢量文件处理函数,实现了对感兴趣区内震害影像的增强处理。     

基于InSAR同震形变场的烈度评估研究

在发生破坏性地震之后,及时地获取人口聚集区的震害状况,对灾后救援工作有着十分重要的意义。利用合成孔径雷达差分干涉测量技术,可以快速、大范围地获取震区的地表形变。然而,如何基于同震形变精确地获取人口聚集区的地震烈度,进而为震后救援提供及时准确的灾情信息,还是一项有待研究的科研难题。本文以2010年4月14日青海玉树7.1级地震为例,利用人口聚集区的同震形变开展了地震烈度的评估。结果表明,利用差分干涉测量技术获取的地震同震形变,可以初步地评估人口聚集区地震烈度的分布状况。经过与实地调查烈度对比验证,评估精度达到74%左右,这表明基于地震形变的烈度评估结果与震后调查公布的结果有较高的一致性。地表形变资料对于地震烈度的早期评估、震区受灾状况的快速认识具有着重要的参考价值。     

引导滤波联合局部判别嵌入的高光谱影像分类

高光谱遥感影像分类是高光谱遥感影像处理和应用的重要组成部分。然而,高光谱遥感影像具有波段数量较多和空间分辨率较高等特点,给分类任务带来一定的挑战。为了提高分类精度,充分利用影像的空间信息和像素间的局部信息,提出一种引导滤波联合局部判别嵌入的高光谱影像分类方法。首先,对高光谱遥感影像进行归一化,利用主成分分析方法实现特征提取,将提取的第一主成分影像作为引导图像;其次,采用引导滤波分别提取各波段影像的空间特征;然后,将提取的空间影像特征进行叠加,通过局部Fisher判别分析完成低维嵌入;最后,将得到的低维嵌入特征输入支持向量机分类器得到分类结果。采用Indian Pines和Pavia University两幅高光谱影像进行实验的结果表明：在分别从各类地物中随机选取10%和100个样本作为训练样本的情况下,其总体分类精度分别提高到98.28%和99.45%;对比其他相关方法,该方法能够获取更高的分类精度。该方法在低维嵌入的同时,有效利用了影像的空间信息,改善了分类效果。     

遥感气体探测技术在地震监测中的应用

扼要介绍了卫星高光谱红外大气遥感的原理,气体组分探测技术、反演技术和研究应用的发展历程,着重介绍了该技术在地震监测中的研究应用。遥感气体地球化学在地震监测方面的应用大致可以分为间接观测和直接观测2个方面:1利用卫星红外遥感间接监测地震断裂带脱气;2利用卫星探测大气成分的传感器直接监测地震前后的气体地球化学异常。通过分析地下气体逸散引起的物理化学异常与地震活动的关系,提取地震气体地球化学信息。介绍了典型震例的气体地球化学异常特征及其可能的形成机理,提出了存在的问题以及未来的研究重点。     

对当前地理信息系统与遥感数据集成问题的综述

目前，在遥感与地理信息系统（ＧＩＳ）的集成方面已经取得了重大进展，如使用基于知识系统和人工神经网络的技术来从遥感卫星影像中提取更好的地理信息具有更大的潜力。虽然这些技术在环境监测与管理方面发挥了巨大作用，但仍然存在一些根本性问题，如适当数据结构的选择，误差与不确定性的处理方法等。在未来１０年中，除使用时间序列外，从多传感器，高光谱和多视角技术所获取的遥感数据将急剧膨胀。目前的ＧＩＳ技术已不能处理如     

基于高分二号卫星数据的煤矿区地质灾害信息提取研究

随着遥感数据获取技术和能力的全面提高,遥感数据呈现出明显的大数据特征。发展适应于遥感大数据的智能分析和信息挖掘技术,成为当前遥感技术研究的前沿。高分二号（GF-2）卫星数据是我国首颗自主研发的亚米级高分辨率卫星数据,具有观测幅宽、重访周期短、高辐射精度、高定位精度等优势,为未来我国地质灾害的长期、动态地监测和研究提供了高精度、稳定可靠的数据源。本文选取安徽谢桥煤矿2015年1月8日的GF-2卫星影像为研究数据,在对煤矿区主要地质灾害遥感地学分析的基础上,采用面向对象的影像分析方法对研究区由采煤活动所诱发的地质灾害信息进行自动提取。结果表明：利用GF-2卫星数据能够有效地识别地质灾害体的位置、范围、形态等空间分布特征;面向对象的自动提取方法对于煤矿区大面积的积水塌陷盆地、小规模的塌陷坑和线性的地裂缝都有很高的提取精度,识别精度达90% 以上;基于逐层剔除的思路构建的提取规则,为GF-2数据在地质灾害调查和大数据分析中的应用提供了很好的技术支持,也为其它地物目标的提取提供了参考,但在特征的选择和阈值的设定上需要具体分析。     

Extracting damages caused by the 2008 Ms 8.0 Wenchuan earthquake from SAR remote sensing data

Bad weather conditions usually limit the acquisition of optical remote sensing images, while all day and all weather synthetic aperture radar (SAR) shows the ability of providing timely remote sensing data for emergency response and rescue works after earthquake. Because SAR is sensitive to the surface changes caused by earthquake, the modified electromagnetic behaviour by geological disasters and the collapse of buildings can be recorded in SAR images as backscattering intensity changes. Absolute radiometric calibration was performed to SAR products to derive backscattering coefficient sigma nought from image digital number (DN). Based on change detection methods, Advanced Land Observing Satellite (ALOS) Phased Array type L-band Synthetic Aperture Radar (PALSAR) data and TerraSAR-X data acquired for the Ms 8.0 Wenchuan earthquake were used to extract earthquake damage information. This study revealed that landslides showed stronger backscattering and barrier lakes showed lower backscattering in post-earthquake 10 m ALOS PALSAR images comparing to pre-earthquake, and collapsed buildings showed lower backscattering compared to un-collapsed buildings in 1 m TerraSAR-X image. Results showed that SAR data with different spatial resolutions are useful for different earthquake damage information extraction: medium spatial resolution SAR data, e.g. 10 m ALOS PALSAR data, were efficient for secondary geological disaster extraction; high-resolution SAR data, e.g. 1 m TerraSAR-X data, with the help of ancillary GIS data or high-resolution optical data, could be used to extract building collapse information in urban areas. This study indicates that SAR remote sensing data can provide earthquake damage information at early emergency stage and assist the field surveying, further damage assessment and post-earthquake reconstruction.     

国道314线焉耆盆地段高速公路遥感选线应用研究

卫星遥感技术应用在公路选线中，具有常规方法无可比拟的优势。在国道314线焉耆盆地段高速公路前期选线研究中，以Landsat-5 TM457数字图象为主要信息源，通过数据处理和遥感判释并综合分析常规资料，对恶煮盆地段第四纪堆积平原土体工程地质区进一步划分亚区，探讨分析了不良地质现象分布规律、形态背景及发展演化趋势，在此基础上比较各设计线路之优缺点,并提出科学合理的建议线路方案。     

卫星遥感影像与航空遥感影像的对比分析

本文对卫星遥感和航空遥感进行对比,并选取同一区域同时期同一比例尺的卫星遥感影像和航空遥感影像的DOM,进行土地利用地类的判译识别,通过对比分析,探讨了利用高精度卫星遥感影像进行土地利用更新的可行性。     

GPU用于高光谱数据高性能计算的应用实践与分析

高光谱遥感数据具有波段多、数据量大、处理复杂等特点, 基于GPU的高性能计算在遥感领域得到了快速发展, 为高光谱数据的快速处理提供了硬件和技术条件。采用GPU对高光谱遥感数据常用的SAM、PPI等处理算法进行应用实验, 验证基于GPU的高光谱遥感数据快速处理技术。实验采用新疆东天山地区的一景星载Hyperion数据, 利用支持IDL开发语言的GPULib、CUDA运行时API库进行算法效率的验证, 结果表明, 基于GPU的高光谱数据处理效率比常规的多核CPU主机处理效率有较大提升, 具有一定的应用推广价值。      

开发轻型飞机成像光谱技术促进航天遥感定量化研究进程

２１世纪的遥感科学以定量化技术为其主要特征其代表性的传感器是成像光谱仪与成像雷达。航空与航天遥感的结合、技术的并肩发展是航天遥感走向实用化、产业化的必由之路。轻型飞机成像光谱应用技术系统既是对地观测的重要组成部分，也是促进航天遥感定量化应用研究的重要手段。建议建立、健全以航天遥感应用研究为目的的轻型飞机航空遥感技术体系。     

消除噪声的RNF图像融合算法

在多光谱遥感图像中有时也会存在较严重的随机点噪声的干扰，这种随机点噪声严重影响了地物光谱特征提取和识别的精度，降低了各种遥感定量分析方法技术的有效性。常用的遥感图像随机噪声消除或压抑方法是Fourier变换频率域方法和采用平滑模板对图像进行卷积处理的空间域方法，但它们往往会损失图像信息。文章探讨了消除或压抑噪声的图像融合方法，即RNF融合法。RNF融合算法先对参与融合的多光谱图像进行低通滤波，对全色波段进行高通滤波。然后将滤波后的全色波段与多光谱图像用HSI变换法进行融合，融合后的图像消除了噪声。     

基于Quickbird影像的小堡崩塌群调查研究

遥感技术为地质灾害调查研究提供了新的途径和手段,已成为地质灾害调查研究的一种重要技术手段,特别是高分辨率的Quickbird卫星影像在地质灾害的调查研究中有着广泛的应用。笔者在研究汉源县小堡崩塌群时,采用Quickbird卫星影像,通过遥感数字图像处理,获得高精度的遥感影像图作为地质灾害遥感研究的数据源,并进行遥感解译,总结小堡崩塌群的遥感影像特征。根据遥感影像特征来判定其规模、稳定性、危害程度和发展趋势,并分析其形成条件和影响因素。     

Modelling and Mapping Damage to Forests from an Ice Storm Using Remote Sensing and Environmental Data

An extreme ice storm in January 1998 deposited up to 100 mm of ice and resulted in significant forest damage across eastern North America. Average crown loss of over 75% was recorded in large areas of eastern Ontario and southern Quebec. A primary question that arose following the storm was: can forest damage be effectively assessed using remote sensing and other available environmental data? This paper presents two contrasting studies to address this question. The first involves damage modelling at a local scale in an unmanaged forest using spectral and spatial information in high-resolution airborne imagery. Results of field data analyses are also given that show relations between damage and forest structure and composition as well as changes in forest structure that occurred in the years following the storm. The second study involves regional scale damage mapping in managed and unmanaged forests of eastern Ontario using medium resolution satellite imagery and other environmental data. In comparison of several image classification and data interpolation methods, the best damage map was produced using a neural network classifier and a mix of Landsat and environmental data. The methods and results presented in this paper form the basis for ongoing long-term temporal study of damage impacts on forest condition.     

巢湖淤积及其对水患形成的环境影响遥感分析研究

利用多时相航卫片遥感图像分析巢湖泥沙淤积及其对水患形成的环境影响。文章应用不同时期成像的遥感图像解译结果,阐述了巢湖淤积现状和泥沙淤积来源及巢湖泥沙淤积厚度分区。利用不同时期成像的遥感资料对比分析巢湖演变趋势以及巢湖恢复治理建议。