基于SAR数据的鄱阳湖水体提取及变化监测研究

以C波段Envisat ASAR和L波段ALOS PALSAR交替极化模式的数据为数据源,分析了鄱阳湖主要地物的散射特性,并分别引入纹理特征和不同极化通道间的极化差和极化比等参数增强地物的表征;应用主成分变换对地物的参数向量进行特征提取,增强水体与其他地物的差异,并在第一主成分中选择适当阈值,准确提取出不同时期的鄱阳湖水体信息。实验表明,用上述方法提取水体信息的精度比直接使用地物后向散射系数的监督分类法提取精度要高得多。通过分析和对比上述不同波段SAR数据中水体与其他类别间的Jeffries-Matusita距离可以看出,C波段SAR数据提取鄱阳湖水体的精度比L波段高。并给出了鄱阳湖水体在2007年春、夏和冬3个季节中水域面积的动态变化情况。     

农作物后向散射特性的测量

利用多波段极化散射计对中原地区常见的几种农作物（水稻、棉花、玉米、花生）的后向散射特性进行了测量,并从散射系数的测量结果得出了其在不同频率及不同地物参数下的散射特点     

基于多时相多极化差值图的稻田识别研究

提出了一种基于多时相多极化差值图的稻田识别方法,该方法在简化稻田识别算法的同时,仍具有较好的稻田识别精度.以江西省高安地区的早稻识别为例,利用两景ENVISA ASAR交叉极化模式数据(VV/HH)计算了同时相多极化差值图和同极化多时相差值图.由于稻田含有水层和水稻的垂直株型等属性特征,稻田在两时相上VV极化和HH极化后向散射差异都很大,且与其他地物具有明显差别,因此利用同时相多极化差值图可以很好地分辨出稻田来;从时间变化看,HH极化雷达波对水稻生长和稻田的变化比对其他地物的变化更敏感,使稻田分布信息在HH极化多时相差值图中反应突出.而VV极化对地物的时相变化不够敏感.因此,建立最优差值图组合,分别采用阈值分类方法和监督分类方法对差值图组合进行分类提取稻田.通过比较分类结果,认为基于统计分析的监督分类方法更好,其稻田识别的精度达到84.92%.文章最后对提出的稻田识别方法及分类结果进行了分析.     

去除土壤后向散射影响的SAR数据玉米留茬方式识别

作物留茬覆盖作为保护性耕作的重要方式之一,快速、准确地获取其不同方式的分布情况对保护性耕作的实施现状监测及效果评估具有重要意义。现有的留茬监测方法主要集中于留茬覆盖度估算,而对不同留茬方式识别的研究较少。本文以Sentinel-1 SAR数据为主数据源,尝试探究其对玉米留茬方式的识别能力。利用留茬后向散射模型分离土壤散射贡献和留茬散射贡献,以消除土壤散射贡献干扰。提出融合留茬指数FRI (Fusion Residue Index),结合雷达指数与SAR纹理,分析不同特征组合对留茬方式的识别能力。采用最优特征集进行玉米留茬方式的识别,完成实验区的不同玉米留茬方式制图。结果表明：采用消除土壤影响后的VH极化后向散射系数、FRI和SAR纹理等8个特征的识别表现最好,OA和Kappa系数分别为89.28%、0.84。相比采用消除土壤散射影响前,识别精度和Kappa系数提高了5.44%和0.09。研究结果为Sentinel-1 SAR影像在留茬研究的广泛应用提供一种新的思路。     

基于高分三号极化SAR数据的农作物散射特性分析及分类

高分三号卫星是我国首颗多极化的高分辨率C波段SAR卫星,其于2017年1月正式交付用户使用后,主要被用于海洋遥感方面的研究。而极化SAR对于农作物的结构特征十分敏感,适合于农作物监测及分类。文中首次利用高分三号的极化SAR数据分析不同农作物的极化散射特性,然后利用H/α-wishart分类和H/A/α-wishart分类方法对湖南省岳阳县洞庭湖实验区域的高分三号极化SAR数据进行分类。整体分类精度高于85%,Kappa系数大于0.8。实验结果表明,高分三号全极化数据能够较好地表征农作物的散射特性,并可用于极化SAR农作物分类研究。     

基于村镇空间相互作用关系的村落发展类型识别

村镇空间是一个城乡社会、经济关系交融的复合系统,具有空间关联性与层次性。本文以大冶市为例,应用空间相互作用理论,基于改进重力模型构建大冶市空间网络,识别村镇相互作用的关系,根据关系强弱划分强势村、一般村与弱势村。结果表明:大冶市村镇相互作用力呈现出由四周向中心集聚的态势,且强势村多分布于城镇周边与交通沿线,弱势村多分布于地形复杂和交通可达性较低区。基于改进重力模型构建的村镇空间网络,能够较好地反映村镇发展的关联特征与强弱联系,从而为村镇区域农村居民点规划布局提供科学的决策依据。     

Sentinel-2A数据支持下的雷州半岛植被类型识别

本文以雷州半岛为研究区,利用Sentinel-2A影像数据和真实植被样本数据,综合探讨了机器学习中随机森林与支持向量机的分类效果,并与传统的最大似然法进行比较。提取Sentinel-2A影像9个波段、7个植被指数、72个纹理特征,通过递归特征消除法挑选了10个特征组合,并将其应用于3种分类方法中,对其分类效果进行比较。结果表明:①有效使用多种特征变量是提高植被类型识别精度的关键,就不同特征对植被类型识别的重要性而言,光谱特征与纹理特征相当且大于植被指数,三者重要性相差不大;②随机森林分类效果最佳,不但能对特征进行有效选择,而且能保证植被类型提取精度,提高运行效率;③基于随机森林特征选择的递归特征消除法得到的特征组合不能对其他分类器性能进行优化,对随机森林模型本身的优化效果也有限。     

基于POI数据的城市功能区识别及主要交通枢纽空间分析

研究利用机器学习中的TF-IDF统计方法,基于POI数据识别北京五环范围内的城市用地功能区。实验从道路网和格网两个层面开展,首先,将两结果与相同地区的遥感影像进行对比与验证,并从中提取属于交通用地范畴中的主要交通枢纽;其次,基于空间服务范围和空间连接强度两个视角对火车站和机场的地理特征进行分析,具体包括空间分布范围的特点、受区域影响的强弱、空间联系强度的差异等内容;最后,进一步对比各重要交通枢纽所在空间单元作为出租车行程起始点和终止点的共性和差异性。     

基于GAMIT的GPS短基线解类型分析及应用

对高精度双频GPS观测短基线数据处理模型进行理论分析与试验验证,结果表明两种模型均可获取高精度短基线解,适合处理不同型号混合双频GPS监测数据。其中,L1L2_INDENT适合处理双频GPS短基线,L1_ONLY适合处理单频GPS短基线。     

基于小波分析的GPS动态变形数据粗差识别模型研究

基于小波基函数的性质,结合含有少量粗差的GPS形变信号实例,研究粗差特征在小波变换后的不同尺度上的表现规律及粗差位置的确定方法。分析在动态监测数据粗差识别过程中正则性和分解层数对粗差表现的影响,为选择合适的小波函数进行粗差识别提供一定的依据。     

基于多时相Landsat数据的城市扩张及其驱动力分析

 以长沙市为例，在多时相Landsat遥感数据支持下，采用监督分类、非监督分类和归一化裸露指数(NDBI)等方法提取城市用地信息。通过对比多期城市用地的熵值变化，定量分析城市扩张的时空特性； 运用叠加、缓冲区分析等方法，分析城市扩张和中心城区的关系，绘制城市扩张速度玫瑰图。研究结果表明，长沙市建成区总面积不断扩展，其中，1973~1986年扩张主要表现在东南方向，1987~1993年为西部方向，1994~2001年南和东南方向成为快速扩张方向； 对长沙城市扩张驱动力进行分析，认为人口迅速增加是城市扩张的最主要驱动力。     

全极化SAR数据在地表覆盖/利用监测中的应用

SIR-C/X-SAR是运行在地球轨道上的第一个多波段(L、C、X)全极化(HH、VV、VH和HV)成像雷达系统,该系统具有极化测量和干涉测量功能。全极化雷达测量每一个像元的全散射矩阵,所获取的信息非常丰富。但是,由于这些极化合成图像具有较高的相关性,导致了图像信息提取精度的降低。本文基于新疆和田地区的SIR-CL波段全极化雷达数据,利用全散射矩阵的特点合成了HH-VV极化相关图像、极化度图像、目标增强图像和相位差图像。这些图像相关性小,地表覆盖信息丰富,提高了全极化SAR数据在实验区信息提取的准确度。     

一种基于种子点与连通性分析的快速水体边界提取方法

水体是遥感影像中重要的专题信息之一,水体边界的提取又是水体信息提取的一个重要内容。本文在综合国内外相关研究的基础上,提出了一种基于种子点与连通性分析的半自动水体信息提取方法。     

基于小波多尺度分析的陀螺漂移数据预处理

通过采用不同小波函数对模拟陀螺漂移数据进行多尺度分析,并结合平稳性检验过程找出适合陀螺漂移数据预处理的小波函数。     

基于SRTM-DEM的阿尔泰山构造地貌特征分析

基于美国SRTM-DEM数据，利用彩色晕染、密度分割与GIS空间统计分析等技术，并结合地质资料，通过地形高程、地表坡度 及地形剖面等分析手段，对阿尔泰山的构造地貌特征进行初步分析。研究表明，阿尔泰山脉平均海拔约1 790 m，平均坡度约21° ，其高海拔与高坡度的现代地貌特征，主要与强烈的断裂构造活动有关； 山脉严格受到以北西向为主的断裂构造活动的影响与控 制，其发育的构造地貌单元基本上呈北西走向特征； 山脉阶梯状地貌特征明显，共发育5级剥夷面，不同级剥夷面所处的海拔不一 样，同级剥夷面具有东北侧高于西南侧，山脉东、中段高于西段的特点。     

三维矢量结构GIS拓扑关系及其动态建立

本文借鉴二维矢量结构ＧＩＳ和三维几何造型理论，结合矿山与地质领域的应用特点，提出三维矢量结构ＧＩＳ的结点、边、环、曲面片、体之间的五组拓扑关系。以“界面引入－体划分”这一方法来动态建立与维护这五组拓扑关系，并用一棵“界面－体二叉树”来记录这一过程中界面与体之间的关系。     

基于ASAR和ETM影像的洪水淹没分析

利用了星载的雷达系统ENVISATASAR汛期数据,结合汛期前的ETM图像,得到了不同时期水体的变化范围,实现了洪水淹没范围的研究。     

基于双正交多小波的SAR与可见光图像融合研究

针对已有的数据融合技术,提出了一种基于双正交多小波变换的遥感图像融合算法,采用了邻域方差准则和非线性加权相结合的方法,分别融合小波低频和高频系数,试验选取星载SAR与SPOT可见光图像进行融合,实现了很好的融合效果。     

基于元数据的空间数据管理分发系统的设计与实现

介绍了一种基于元数据的空间数据管理模型,描述了建立于其上的空间数据管理与分发系统的设计方案与实现过程,在省级测绘局的实际应用中证明了其实用性和高效性。     

基于TM的城市温度异常区分析

利用实时探空数据和单窗算法对2004年7月6日北京市TM图像进行地表温度反演，根据反演结果，采用阈值法将北京城区地表温度空间分布分为植被正常温度区、水体正常温度区、水体高温区、裸地正常温度区、建筑物低温区、建筑物正常温度区、建筑物高温区、植被建筑物混合高温区和植被建筑物混合正常温度区等9种模式。在此基础上，对水体高温区、植被建筑物混合高温区、建筑物低温区和建筑物高温区等4种温度异常区进行了实地抽样调查，详细分析了这些温度异常区形成的原因。