针叶林冠层热点及多角度无人机遥感观测及特征分析

多角度遥感观测是研究植被冠层BRDF (Bidirectional Reflectance Distribution Function)特性的重要手段,但目前对森林冠层进行连续间隔采样的多角度遥感观测及数据较少,热点方向的观测尤为缺乏。本研究基于无人机多角度高光谱成像系统,在主平面上对针叶林冠层以等角度连续间隔采样进行多角度观测,获取了主平面上多角度(包括热点和暗点)高光谱影像,并将观测结果与四尺度几何光学模型模拟结果进行对比分析。多角度观测获取的植被冠层反射率呈现出典型的植被方向反射特征,后向大部分角度观测的冠层反射率高于前向,在热点处出现峰值,在暗点附近方向出现最低值,观测天顶角VZA (View Zenith Angle)较大时表现出明显的"碗边效应"。结果表明:(1)观测的针叶林冠层反射率及BRDF特性与四尺度模型模拟基本一致,但红光波段模拟的热点反射率稍低于观测,前向观测VZA较大时模拟与观测结果差异稍大;(2)冠层结构及叶片光学特性的差异会导致观测到的BRDF特征不同;(3)观测的针叶林冠层BRDF呈现明显的光谱效应,不同波段呈现的各向异性特性不同,红光波段各向异性最强,近红外波段最弱;(4) BRDF的光谱效应差异导致观测到的植被指数也表现出各向异性,NDVI (Normalized Difference Vegetation Index)、PRI (Photochemical Reflectance Index)和MTCI(MERIS Terrestrial Chlorophyll Index)在热点方向最低,EVI (Enhanced Vegetation Index)在热点方向最高。本研究中无人机多角度成像观测提供的角度和高光谱信息,尤其是热点和暗点信息,在地物识别及分类、植被冠层结构反演及碳循环关键参数获取等研究方面具有较好的应用前景,在其它地物反射或热辐射等方向性特性研究中也具有较大的潜力。     

黄河口受石油烃渗漏影响植被的高光谱检测方法研究

以黄河口为研究区,应用现场和HJ-1高光谱遥感数据,开展了植被受石油烃渗漏影响的高光谱检测方法研究。选择了常用于判别植被受石油烃渗漏污染的红边蓝移指数 REP_blue、土壤含氧量相关指数 CTR和叶绿素敏感指数CHL ,通过分析研究区主要植被芦苇和柽柳地物光谱和HJ-1高光谱影像中同位置像元光谱,对3种指数在研究区的有效性进行了评价。基于在图像像元光谱检测中表现较好的指数,提出了一种针对 HJ-1高光谱遥感影像的受石油烃渗漏影响植被检测方法。结果表明,3种指数对于油井旁植被现场光谱的检出效果均好于图像光谱,同时,相比于其它两种指数,CHL指数的检出效果较差;应用发展的受石油烃渗漏污染影响植被检测指数,对覆盖研究区的 HJ-1高光谱遥感影像进行了检测,发现检测结果中71．1％的位置附近存在油井,说明该方法具有一定的检测能力。     

基于高光谱传感器的长江口表层悬浮泥沙质量浓度光谱曲线特征研究#br#

悬浮泥沙质量浓度（SSC）是我国河口水体研究的重要水质参数之一,遥感测定SSC是一种重要的方法。为了研究遥感光谱数据和表层悬浮泥沙质量浓度（SSSC）之间的定量梯度关系,本文采集了长江口南汇嘴附近的表层沉积物,定量设计了SSSC的梯度变化值,利用ASD高光谱仪对不同质量浓度含沙水体进行了光学特性测量。结果表明,随着SSSC的增加,水体的光谱反射率曲线具有相似的形态,但也存在一定的差异。当SSSC<36.59 mg/L时,光谱曲线仅在560～580 nm之间有1个反射峰;当SSSC>52.69 mg/L时,光谱曲线第一反射峰位于570～710 nm,并在近红外波段780～820 nm处出现第二反射峰。光谱曲线第一峰值区间存在明显的“红移”现象,且波长的“红移”变化与SSSC的线性拟合R²达到0.91,说明两者呈较强的线性相关性。在400～900 nm光谱范围内,600～860 nm波段对0～200 mg/L范围内的SSSC变化较敏感且比较稳定,740～900 nm波段对>200 mg/L的SSSC的变化具有更强的响应能力。     

基于Sentinel-2影像的围海养殖信息提取

为了能够利用遥感图像快速准确地提取围海养殖矢量信息,本文选取养殖水体、堤坝及育苗室等交错分布的海参围海养殖区域作为研究区域,根据研究区域Sentinel-2遥感影像的光谱特征,选用归一化差异水体指数（Normalized Difference Water Index,NDWI）、改进归一化差异水体指数（Modified Normalized Difference Water Index,MNDWI）和增强水体指数（Enhanced Water Index,EWI）三类水体指数,分别进行提取实验,利用同时期高空间分辨率的高分二号卫星（GF-2）影像作为参考,验证不同方法的提取精度,精度评价结果表明：相较MNDWI和EWI两类水体指数,NDWI的分类精度更高,且利用NDWI提取研究区域的围海养殖信息的效果更好,所以该方法可在养殖区域的动态监测和规划管理中发挥数据支撑作用。     

面向高光谱影像分类的生成式对抗网络

为了提高高光谱影像分类精度，提出了一种基于生成式对抗网络的高光谱影像分类方法。生成式对抗网络由生成器、判别器和分类器3部分组成，其中生成器用于模拟高光谱样本的数据分布，生成特定类别的样本；判别器是一个二值分类器，用于判断输入的样本是否为真实数据；分类器用于对输入的样本进行分类。利用反向传播算法依次更新生成器、判别器和分类器的网络参数使损失函数最小，从而达到训练网络的目的。生成器和判别器能够模拟高光谱影像的样本分布来辅助训练分类器，因此能够提高高光谱影像的分类精度。分别采用Pavia大学和Salinas高光谱数据集进行分类试验，试验结果表明提出的分类方法能够在小样本条件下提高高光谱影像的分类精度。     

基于多时相遥感影像的海岸线变化监测研究

随着社会经济的高速发展,沿海经济带正发生着日新月异的变化,海岸线环境发生了巨大改变。利用遥感技术不受时间、空间限制的特点,研究海岸线变化监测,有利于掌握海岸线分布情况,监测海岸线沿线生态环境。本文是基于多时相遥感影像,开展辽宁省大陆海岸线变化监测研究。     

基于ASAR影像亚像元匹配技术研究汶川地震同震形变特征

利用汶川地震前后的ENVISAT ASAR影像,采用交叉相关性方法对影像进行了亚像元级别的配准,获取了沿卫星斜距向和方位向上的同震形变图,对地震地表破裂带的分布及断层运动特性进行了分析.提取了沿北川-映秀断裂分布的长230 km的地震地表破裂带,以及沿灌县-江油断裂分布的长约65 km的地震地表破裂带.通过对两个方向地...     

Feasibility of Estimating Heavy Metal Contaminations in Floodplain Soils Using Laboratory-Based Hyperspectral Data—A Case Study Along Le’an River, China

It is necessary to estimate heavy metal concentrations within soils for understanding heavy metal contaminations and for keeping the sustainable developments of ecosystems.This study,with the floodplain along Le’an River and its two branches in Jiangxi Province of China as a case study,aimed to explore the feasibility of estimating concentrations of heavy metal lead(Pb),copper(Cu) and zinc(Zn) within soils using laboratory-based hyperspectral data.Thirty soil samples were collected,and their hyperspectral data,soil organic matters and Pb,Cu and Zn concentrations were measured in the laboratory.The potential relations among hyperspectral data,soil organic matter and Pb,Cu and Zn concentrations were explored and further used to estimate Pb,Cu and Zn concentrations from hyperspectral data with soil organic matter as a bridge.The results showed that the ratio of the first-order derivatives of spectral absorbance at wavelengths 624 and 564 nm could explain 52% of the variation of soil organic matter;the soil organic matter could ex-plain 59%,51% and 50% of the variation of Pb,Cu and Zn concentrations with estimated standard errors of 1.41,48.27 and 45.15 mg·kg-1;and the absolute estimation errors were 8%-56%,12%-118% and 2%-22%,and 50%,67% and 100% of them were less than 25% for Pb,Cu and Zn concentration estimations.We concluded that the laboratory-based hyperspectral data hold potentials in esti-mating concentrations of heavy metal Pb,Cu and Zn in soils.More sampling points or other potential linear and non-linear regression methods should be used for improving the stabilities and accuracies of the estimation models.     

国土资源移动执法监察管理信息系统设计与实现

在国土资源执法监察信息化建设的背景下,通过对市、县级国土资源执法监察业务的分析与梳理,构建了动态巡查和卫片执法监察的业务模型和业务流程,完成了移动执法监察管理信息系统的设计与开发。本文对系统的总体架构、系统功能、系统特点和应用情况作了简要介绍。     

量测化普通数码影像的随点生成核线匹配方法

基于普通数码影像的近景摄影测量算法成为目前摄影测量研究的热点,本文针对量测化普通数码影像的核线相关匹配特性,提出了一种随点生成核线匹配算法。实验数据表明该算法可在量测化普通数码影像上进行一维匹配,很好地提高了匹配精度和效率。