基于植被供水指数的旱区土壤湿度反演方法研究

植被供水指数(VSWI)是进行干旱研究的有效指标,是进行区域土壤湿度反演的重要方法。利用MODIS数据,提取归一化植被指数(NDVI)、修正的土壤调整植被指数(MSAVI)、增强型植被指数(EVI)和地表温度(Ts)等参数,建立植被供水指数、基于MSAVI的植被供水指数(VSWI-M)、基于EVI的植被供水指数(VSWI-E),并对比三种指数反演土壤湿度的效果;在此基础上,建立分区域、基于NDVI阈值的混合植被供水指数(MVSWI)模型,利用20 cm土壤墒情实测数据对模型进行检验,RE,RMSE误差结果显示,MVSWI模型具有较好的精度,可以用来估算土壤湿度。     

基于MODIS植被指数的广西区植被覆盖度动态分析

许多研究表明植被覆盖度与土壤侵蚀之间有着密切的关系,同时,植被覆盖度是通用土壤流失方程（USLE）的一个重要参数。本研究利用MODIS遥感数据,基于归一化植被指数的像元二分模型原理,对广西植被覆盖进行遥感动态监测,分析了近十年来植被覆盖空间分布及变化规律。本研究成果可为区域生态建设和可持续发展提供科学依据。     

基于MODIS数据的海表温度反演

海表温度（sea surface temperature , SST）对海洋科学的研究具有重要意义。通过卫星遥感反演是获得SST数据的方法之一。基于C#和IDL语言构建针对EOS/MODIS数据的海表温度反演软件,讨论软件的功能,同时给出具体的反演处理过程。最后以我国南海海域为例,将软件反演结果与实测数据对比。结果显示,反演结果与实测数据的线性相关系数约为0.91,标准误差约为0.7°C。反演结果以期对海洋开发探测提供参考。     

基于MODIS数据的地表温度反演

利用MODIS影像数据,采用劈窗算法来反演安徽地区的地表温度。结合Sobrine、覃志豪等人提出的NDVITEM方法和地物监督分类方法,对地表比辐射率进行了估算,将反演结果与NASA的地表温度产品进行比较,平均误差在1 K左右。同时利用卫星过境当天从安徽省高密度自动监测站获取的实时数据对反演结果进行验证,发现反演温度与地面实测数据的曲线走势具有高度的一致性且有较高的相关性,能直观地反映安徽地区地表温度的空间分布。     

基于遗传算法综合Terra/Aqua MODIS热红外数据反演地表组分温度

混合像元组分温度相对来说更有应用价值,而多角度热红外遥感的发展推动了混合像元组分温度反演基础和方法的发展.根据前期数值模拟得到Terra和Aqua卫星上的MODIS测量可以认为是同一卫星在两个不同观测时间和观测角度上的测量,综合利用Terra和Aqua卫星上的MODIS数据反演混合像元内土壤和植被组分温度.根据混合像元热红外辐射模型,利用遗传算法,分别模拟Terra卫星MODIS的32和33通道,以及Terra和Aqua卫星上MODIS的32通道辐射反演了河北怀来试验区范围内植被覆盖率、土壤组分温度和比辐射率、植被组分温度和比辐射率等表面参数.通过与实测数据进行比较,综合利用上午Terra和下午Aqua卫星32通道数据反演的上午植被组分温度与地面同步测量温度偏差在1℃内,而利用上午Terra卫星32和33通道数据反演的上午植被组分温度与地面同步测量值偏差在1.4℃内.尽管利用双星数据反演的组分温度精度相对较高,但针对同一个像元,两个方案反演的结果有一定偏差.     

基于遥感影像的城市植被信息提取研究方法综述

针对目前利用遥感影像进行城市植被信息提取的研究现状,对面向对象方法的IKONOS影像、基于高光谱遥感技术、基于NDVI与原始波段组合的植被信息提取这三种方法的关键步骤进行描述、比较。     

基于WOFOST模型与遥感数据同化的油菜估产方法

在大区域尺度实现快速、精确的作物产量估测对我国粮食安全、作物种植结构调整、进出口贸易等具有重要意义。遥感技术的发展为农业估产领域带来了新的技术和手段。以湖北省油菜为研究对象,针对如何利用有限的地面观测数据进行大区域范围油菜产量估测的问题,结合遥感数据和气象数据,通过WOFOST模型进行数据同化,模拟油菜生长过程中的叶面积指数（LAI）变化,提取油菜关键生长期的LAI,以弥补大区域尺度数据的不足。之后,利用LAI作为中间量构建基于GF-1 WFV数据的大区域尺度油菜估产算法。研究发现,油菜蕾苔期和花期的综合LAI能够实现提前、准确的油菜产量预估,在蕾苔期SR植被指数与LAI相关性最好,在花期则是可见光大气阻抗（VARIgreen）植被指数与LAI相关性最好。为了验证估产算法的有效性和鲁棒性,在阳新县进行了测试。结果表明,与统计年鉴的产量数据相比估产误差低于6%,说明所提算法在大区域尺度油菜估产领域具有很强的潜力。     

基于统计的MODIS地表反射率简单估算方法

利用NASA-ESE提供的大气校正算法对EOS/MODIS进行计算,得到CH1-7的地面反射率,再与MODIS所接收到的大气上界反射率数据进行比较,参考野外实测得到的大气光学特性和地面反射率数据,提出一种基于统计方法的MODIS前7个通道的大气校正方法.     

基于MODIS数据的西北地区气溶胶光学厚度和Angström波长指数的研究

利用MODIS C6产品分析2006～2015年西北地区气溶胶光学厚度(aerosol optical depth, AOD)与Angström波长指数的时空分布特征及相互关系。结果表明：塔克拉玛干沙漠和陕西关中地区为气溶胶光学厚度高值区,青海和甘肃南部为AOD低值区,西北地区东部为Angström波长指数高值区,北疆地区Angström波长指数空间分布差异较大;西北地区年均AOD为0.208±0.011,年均Angström波长指数为1.185±0.025,2010～2015年AOD呈下降趋势,2008～2015年Angström波长指数呈上升趋势。AOD与Angström波长指数存在相反的季节变化关系,AOD春季最大,秋季最小,Angström波长指数与之相反。AOD月均最大值出现在4月,为0.35±0.038,10月份最小,为0.13±0.009,Angström波长指数12月份最大,为1.34±0.035,4月份最小,为0.97±0.054; AOD与Angström波长指数呈负相关,春季的相关性最大,为-0.77,冬季的相关性最小,为-0.28。对不同季节气溶胶光学厚度与Angstrom波长指数的相关性进行分析,结果说明西北地区全年粗、细粒径气溶胶粒子都占有一定比例,主要以小粒径的烟雾粒子为主,沙尘气溶胶粒子也占有一定比例,人为气溶胶排放从春季到冬季不断上升。     

基于遥感影像的漓江流域植被覆盖度动态变化研究

本文以漓江流域作为研究区域,用1991、2006年的TM影像和2012年的HJ1A影像作为数据源,利用归一化植被指数(NDVI)像元二分模型估算出的漓江流域不同时期的植被覆盖度信息结果进行了变化监测研究,分析了变化原因.结果显示,1991~2012年间,漓江流域的植被覆盖度变化以稳定为主,稳定部分的面积占总面积的41.478%;植被覆盖度增加部分的面积占总面积的40.340%,减少部分的面积占总面积的18.182%,增加部分的面积大于减少部分的面积;说明1991年至2012年漓江流域的植被覆盖度整体上呈现上升的趋势,其原因是漓江流域内林区的保护以及植树造林的措施比较到位,而部分区域植被覆盖度的下降主要是受人为因素的影响,需要在今后的发展过程中,继续加大漓江流域的生态环境保护,尽量减少人为原因的破坏.     

大气校正对几种MODIS植被指数影响的分析

利用NASA—ESE提供的算法和代码对EOS/MODIS进行大气校正计算,得到CH1-CH7的地面反射率。再分别用大气校正前后的表观反射率和地面反射率数据计算三种常见植被指数(RVI、NDVI、NDVIg),分析三种植被指数在大气校正前后的变化以及与季节、地物类型之间的关系。指出大气校正并未完全抵消RVI中气溶胶的影响,但在绿度低值区补偿明显；而NDVI和NDVIg从整体上部分补偿了大气影响,在气溶胶较厚或使用绿通道(NDVIg)时必须进行大气校正。     

基于保偏光纤和LPFG的Sagnac环温度及环境折射率双参量光纤传感器研究

报导了一种基于级联保偏光纤(PMF)和长周期 光纤光栅(LPFG)的Sagnac环温度和环境折射率双参 量传感器。在Sagnac干涉环内级联PMF和LPFG,LPFG的双折射效应使得Sagnac干涉的相位差 受环境折射率调 制。所提出的双参量传感器的透射光谱中,由LPFG形成的透射峰和Sagnac干涉形成的干涉峰 对温度和环境折射 率各自具有不同的灵敏度,通过对两者特征峰波长漂移量的测量就可实现对温度和环境折射 率的同时传感。实验上 搭建了温度和环境折射率双参量测试装置,采用波长解调方法,受光源功率波动的影响小, 温度灵敏度为1.2nm/℃; 环境折射率灵敏度为15nm/RIU。该双参量传感方案解决了温度和环 境折射率的交叉敏感问题,结构简单,采用金 属板凹槽结构进行封装有效地保护了LPFG,在生物传感和化学传感等领域具有广阔的应用前 景。     

基于多源遥感影像的多尺度城市植被覆盖度估算

以Landsat 7 ETM+、SPOT 5和IKONOS遥感影像数据为数据源,利用格网法从1∶500地形图提取的不同空间分辨率的植被覆盖度为参考依据,通过对不同辐射校正水平的遥感影像获得的植被覆盖度进行精度比较分析,对多源多尺度和多源同尺度城市植被覆盖度估算的相关问题进行研究.研究表明,在城市区域进行植被覆盖度估算时,ICM模型为较佳辐射校正模型;对于高分辨遥感影像,NDVI为植被覆盖度估算的较佳植被指数;对于中分辨率影像,植被覆盖度估算的较佳植被指数则为RVI和MSAVI;就研究区而言GI模型比CR模型估算的植被覆盖度更准确.     

基于EnMAP卫星和深度神经网络的LAI遥感反演方法

区域叶面积指数(Leaf Area Index,LAI)定量反演是开展大尺度农作物长势监测和产量估算的重要基础。针对当前区域LAI遥感定量反演存在的反演精度不理想和模型稳定性弱等问题,提出了一种基于少量训练样本进行LAI高精度反演的深度神经网络(Small Simple Learning LAI-Net,SSLLAI-Net)。该网络由2个卷积层、1个池化层和3个全连接层构成,将光谱反射率数据作为网络输入端、输出端得到LAI反演值,且该网络模型可支持小样本数据量的训练。以德国阿尔卑斯山麓高光谱遥感卫星影像Environmental Mapping and Analysis Program(EnMAP)为数据源,以该区域的谷物、玉米、油菜、其他作物为研究对象,数值实验结果表明当各作物类别的训练样本量均为50时,基于SSLLAI-Net的LAI反演精度分别为0. 95、0. 99、0. 98、0. 90;且在添加噪声的情况下,各作物类别的LAI反演精度分别为0. 95、0. 98、0. 96、0. 89。综上,提出的基于深度神经网络的区域LAI遥感定量反演方法 SSLLAI-Net是鲁棒可靠的,且该模型能够支持稳定的小样本建模。     

一种基于马赫-曾德尔干涉仪的折射率和温度同时测量传感器

设计制作了一种基于马赫-曾德干涉结构的传感器用于折射率和温度的同时测量,传感器的结构为单模-多模-细芯-多模-单模。利用RSoft光学仿真软件的BeamPROP模块对传感结构内部光场进行模拟分析,确定了多模光纤(multi-mode fiber, MMF)及细芯光纤(thin core fiber, TCF)的最优长度,制作了传感结构并搭建实验系统观测其折射率和温度响应情况,结合敏感矩阵,实现了双参量的同时测量。实验结果表明,该传感器在1.333—1.380的折射率范围内灵敏度为-44.944 nm/RIU,在30—65℃的温度范围内灵敏度为0.082 9 nm/℃。本文提出的传感器结构简单、体积小、灵敏度高,可以为折射率和温度双参量传感设计提供参考。     

基于EC850PHA温度格点资料实现锦州地区温度预报自动化

利用EC850PHA温度格点资料，采用SPSS数学处理软件，找出锦州地区未来7天日最高和日最低气温与EC850PHA温度格点资料的多元线性方程，从而做出预报，通过VB编程，实现自动预报未来7天锦州地区日最高、日最低气温的目的，从而减少预报气温的主观性，以便提高温度预报准确率。     

基于比率测量的CMOS高温温度传感器设计

针对在高温环境下温度传感器的测量性能降低问题,提出了一种在能够25℃~ 225℃的温度范围内运行,基于比率测量的高性能带隙温度传感器。该温度传感器使用简单的时域体系结构,将自动调零的偏移消除与偏移消除进行合并提高性能,然后通过在数字处理模块实现的映射函数,将得到的比率转换成比率输出,从而消除对带隙基准（BGR）的需要,提高了高温条件下的精确性。传感器使用CMOS工艺组装而成,芯片面积为0.41 mm2。在室温下使用现场可编程门阵列(FPGA)进行实验测试,结果显示该传感器在最差情况下的错误仅为+1.6 ℃/?1.5 ℃,并且当电源为4.5V时,传感器仅消耗20μA的电流。     

基于光纤Bragg光栅的生物膜厚度及温度传感器

提出一种基于单端腐蚀结构的光纤Bragg光栅(FBG),用于膜反应器内生物膜厚度和温度的同时测量.给出单端腐蚀FBG对外部介质折射率(SRI)与温度同时测量的理论模型,制作腐蚀区直径约为7.1～7.4μm的单端腐蚀FBG传感器.实验结果表明,传感器在SRI为1.333～1.355内具有较好的线性度,折射率灵敏度为6.8...     

基于七芯光纤的迈克尔逊干涉型光纤温度传感器

为了实现对环境温度的精确测量,提出了一种基于七芯光纤(seven-core fiber, SCF)的迈克尔逊干涉型温度传感器。该传感器由单模光纤(single mode fiber, SMF)和SCF熔锥构成,当光由SMF进入SCF时,由于光纤直径的急剧变小,在光纤细锥区域会激发出SCF中的高阶模,这些高阶模与纤芯基模经SCF端面反射后,再次回到细锥区域时发生干涉,并经由SMF输出。制作了不同长度SCF的传感器样品,并分别进行了温度传感实验研究。温度响应实验结果表明,在20—160℃温度范围内,长度为47 mm的传感器的温度灵敏度为0.127 4 nm/℃,拟合线性系数为0.998 3,温度测量分辨率为0.007 8℃,稳定性实验测得传感器的测量标准偏差为0.289 6℃。该温度传感器结构紧凑、易于制作、成本低廉、灵敏度高且测量范围大,在温度监测领域具有一定的应用潜力。     

基于多芯光纤错位熔接结构的温度与折射率同时测量传感器

提出了一款由输入单模光纤(SMF)-多芯光纤(MCF) -多模光纤(MMF)-输出SMF错位熔接构成的光纤Mach-Zehnder 干涉仪(MZI)结构,实现了环境温度和折射率的同时测量。实验结果表明,随着环境温度的 变化,传感器透射谱峰值波长线性漂移,灵敏度达 到54.238pm/℃,而透射谱峰值强度随温度变化不敏感;随着环境折 射率的变化,传感器透射谱峰值 强度线性变化,灵敏度达到10.704dB/RIU(RIU为折射率单位),而透 射谱峰值波长随环境折射率变 化不敏感。通过同时监测传感器输出光谱的峰值波长漂移量和峰值强度变化量,能够实现温 度与折 射率的同时测量。在温度与折射率测量时分别利用波长调制法与强度调制法,因此它们同时 测量不 存在交叉感染。本文传感器具有结构简单、制作容易和灵敏度高等优点,在生物、化学和医 学等领域有广泛的应用前景。