中国MODIS地表温度产品验证

分析了MODIS地表温度产品的误差来源，重点研究利用高分辨率遥感影像数据ASTER同步反演的验证方法。以2003年8月1日太 湖地区为例，用ASTER数据的反演结果与同时相的MODIS地表温度产品进行比较，分别在太湖水面、无锡城区及城郊农田3个典型地表 状况下选取感兴趣区域做线性拟合，取得了较好的结果，拟合的R2值可达0.966 6。     

矩阵表达与对象统计特性相结合的组分温度反演方法

开放复杂目标体系的热辐射方向性的机理已经由矩阵表达式阐述得很清晰 ,但是在地表组分温度反演中 ,多角度数据间高度相关使得反演问题成为一个相关性病态问题。相关性是提高反演精度的主要障碍。以行播冬小麦为例 ,进一步提出一种利用先验知识 ,将矩阵表达与对象统计特性相结合可以提高反演稳定性和精度的方法 ,模拟实验也验证了这种思路的有效性     

参数敏感性分析在遥感及生态水文模型中的研究进展

参数敏感性分析SA（Sensitivity Analysis）是遥感、生态和水文模型不确定性分析UA（Uncertainty Analysis）的重要方法之一。本文梳理了遥感散射/辐射模型,以及遥感驱动的生态、水文模型研究中常用的敏感性分析方法,并总结了各类方法的优缺点和适用条件。从识别关键参数、不确定性分析和参数优化3个方面,分析了这些领域中参数敏感性分析研究的进展和存在问题,并介绍了最常用的敏感性分析平台。参数敏感性分析作为模型参数优化的先验知识之一,促进了模型和参数的优化。在不确定性和敏感性矩阵USM（Uncertainty and Sensitivity Matrix）的框架下,结合全局敏感性分析方法开展多阶段遥感反演、参数敏感性的尺度效应、参数敏感性的时空异质性研究更加需要关注。此外,还需要提高敏感性分析的计算效率和模式,来适应未来更加复杂的模型和迅速增长的数据量。     

星载红外高光谱传感器温度廓线反演综述

全球变暖是当前国际社会的热点话题,温度廓线是大气热力状态的重要参数,准确高效地获取其时空分布信息是天气预报和气候变化研究的前提.与传统的地面观测方式相比,卫星探测数据具有高空间、时间分辨率的优势,为气象观测提供了数据支持.本文分别针对星载红外高光谱传感器3种常见观测模式(天底、掩星及临边观测模式)下的国外7个传感器代表...     

水汽加权平均温度回归公式的验证与分析

在中国地区部分无线电探空仪2003~2006年探空资料的基础上,对Bevis回归公式在中国地区的适用性进行了验证和分析。结果表明,利用Bevis回归公式得到的水汽加权平均温度Tm的精度与测站的海拔高度间存在着很强的线性关系。根据这种相关性,对其进行与高度相关的改进,改进后的回归公式可以应用于中国任何地区的水汽加权平均温度的计算。     

高光谱热红外遥感：现状与展望

高光谱热红外数据中蕴含着丰富的长波光谱信息,可以更精细的揭示地气耦合过程导致的辐射变化,反映热红外谱段特有的地物诊断特征,同时高光谱特性也可以为热红外关键特征参数的病态反演问题提供更合理的假设和约束条件,具有重要的研究价值和应用前景。高光谱热红外遥感技术自诞生起,在吸纳多光谱热红外遥感技术的基础上迅速发展,成为热红外遥感领域的重要研究方向和突破点。然而,当前高光谱热红外遥感存在着可用数据不足,处理方法传统,反演精度有限,应用难以有效实施等问题。为进一步明晰高光谱热红外遥感的研究进展和现存挑战,本文在高光谱热红外相关文献深入分析的基础上,梳理了高光谱热红外研究的发展脉络和热点,介绍了现有国内外主要的高光谱热红外传感器,分析了高光谱大气效应校正、地表温度和发射率分离以及地气关键特征参数一体化反演的现状和问题,总结了相关典型行业应用,展望了高光谱热红外的发展方向,以期为未来高光谱热红外研究工作的开展提供借鉴和帮助。     

全极化微波辐射计对环境参数敏感性分析

为衡量全极化微波辐射计各通道对不同环境参数的探测能力,在构建全极化微波辐射传输正演模型的基础上,采用敏感性分析的方法,在固定背景场条件下,对全极化微波辐射计不同频率、各极化通道亮温对海面风速、海面风向、海面温度、大气水汽含量和云中液态水含量等重要环境参数的敏感度进行了分析和量化计算,对正演模型仿真亮温、星载全极化微波辐射计Wind Sat实测亮温相对于真实背景场参数、NCEP分析场资料和TAO/TRITON浮标实测海面风场数据的敏感性进行了分析。分析结果验证了全极化微波辐射计对海面风场的观测能力,衡量了上述重要环境参数对星载全极化微波辐射计各通道的单独影响程度,为中国自主研制全极化微波辐射计时通道指标设计、环境参数反演通道选取及算法提供支持。     

HJ-1B卫星三种反演地表温度模型的分析与验证

由于对不同的传感器,单通道算法中的经验公式必须根据相应的热红外波段特征重新进行拟合,该文以覆盖广州市的卫星影像HJ-1B/CCD和HJ-1B/IRS为数据源,利用基于同步面上像元尺度的多源遥感数据MOD021KM,并结合上下行辐射和地表比辐射率来反演大气水汽含量以及大气透射率。在此基础上,针对环境卫星,提出修正的普适性单通道算法、大气辐射传输方程算法和单窗算法3种模型,进行广州市地表温度反演,最后利用野外观测数据进行验证。结果表明,相比普适性单通道算法和单窗算法,辐射传输方程模型精度比较高。     

风云三号 MWTS/MWHS 大气温度与水汽廓线反演 ——2008 年凤凰台风个例试验

本文结合中国国家标准大气(GB l920-80)与1976 年美国标准大气, 利用MPM (Millimeter Propagation Model, 毫米波传播模型)、ROS(Rosenkranz)模型和本文提出的改进混合模型(MIX, Mixed)计算大气吸收系数。采用 西北太平洋地区中国与日本16 个无线电高空探测仪836 组大气实测数据(海拔高度、气压、大气温度和湿度), 通 过大气辐射传输模型, 按MWTS/MWHS 的工作参数(中心频率、带宽和波段数目), 模拟大气辐射亮度温度, 用以验 证F     

长江三角洲地区地表温度年内变化规律与气候因子的关系分析

以长江三角洲地区为研究区,利用2005年全年的MODIS地表温度产品和气象观测资料,定量分析了地表温度年内变化规律与气候因子之间的时滞响应关系。首先,通过谐波分析方法(Harmonic Analysis of Time Series,HANTS)消除地表温度数据中云的影响,提取地表温度时间序列谐波(即周期变化规律),重建地表温度无云时间序列;然后,利用DEM和纬度数据计算了研究区太阳辐射的空间分布,并将其与地表温度的年内变化进行时滞相关分析。0.991 6的相关系数表明:太阳辐射是地表温度年周期变化的主要控制因素,地表温度峰值出现的时间相对于太阳辐射时间而言滞后20 d左右;时滞相关分析表明,地表温度和气温之间的年内变化规律呈极显著相关,气温的变化相对于地表温度存在约5 d左右的滞后响应。     

Predicting Wheat Grain and Biomass Yield Using Canopy Reflectance of Booting Stage

Field experiment was conducted in a sandy loam soil of Indian Agricultural Research Institute, New Delhi during the year 2011–13 to see the effect of irrigation, mulch and nitrogen on canopy spectral reflectance indices and their use in predicting the grain and biomass yield of wheat. The canopy reflectances were measured using a hand held ASD FieldSpec Spectroradiometer at booting stage of wheat. Four spectral reflectance indices (SRIs) viz. RNDVI (Red Normalized Difference Vegetation Index), GNDVI (Green Normalized Difference Vegetation Index), SR (Simple Ratio) and WI (Water Index) were computed using the spectral reflectance data. Out of these four indices, RNDVI, GNDVI and SR were significantly and positively related with the grain and biomass yield of wheat whereas WI was significantly and negatively related with the grain and biomass yield of wheat. Calibration with the second year data showed that among the SRIs, WI could account for respectively, 85 % and 86 % variation in grain and biomass yield of wheat with least RMSE (395 kg ha^?1 (15 %) for grain yield and 1609 kg ha^?1 (20 %) for biomass yield) and highest d index (0.95 for grain yield and 0.91 for biomass yield). Therefore it can be concluded that WI measured at booting stage can be successfully used for prediction of grain and biomass yield of wheat.     

冬小麦冠层氮素的垂直分布及光谱响应

考察了田间条件下冬小麦主要生育阶段冠层氮素、叶绿素的垂直分布及其光谱响应。不同叶层的叶片含氮量按上 (冠层顶部向下至 1 / 3株高处 )、中、下层的顺序呈明显下降的梯度 ,全生育期不同土壤施氮处理平均 ,上、中层间相差 1 3 3% ,中、下层间相差 2 9 5 %。在生育前期 ,各层叶片的含氮量随土壤供氮水平增高而增加 ,但不同叶层间氮素的梯度相对稳定。到生育中后期 ,中、下层叶片间氮素含量梯度增大 ,且随土壤供氮水平增高而加剧 ,最大时可相差 4 5 3% ;冠层内叶绿素 (a b)含量的垂直分布规律与氮素含量的垂直分布相类似 ,但对土壤供氮水平的反应上表现出与氮素不尽一致的趋势。不同叶层的光谱特征表现为 ,在土壤低氮水平下 ,不同叶层间在红光波段、短波红外波段 (1 4 0 0nm— 1 80 0nm及 1 95 0nm— 2 30 0nm)的反射率差异显著 ,下部叶层的反射率显著高于上、中叶层 ,但在土壤高氮水平下 ,上述差异消失 ;在近红外平台处 ,不同叶层间反射率按上、中、下顺序降低 ,梯度分布特征明显。利用近红外波段的冠层反射光谱能够很好地反演中下层叶片的叶绿素含量     

利用主成分分析法及地理加权回归模型分析AOD数据

针对采用地理加权回归模型（GWR）进行预测时输入变量较多导致计算复杂度高,而输入变量较少引起预测精度降低这一问题,提出了一种基于主成分分析的地理加权回归方法（PCA-GWR）。首先,该方法检验了气溶胶光学厚度（AOD）影响因素之间的共线性;然后,通过非线性主成分分析法（NLPCA）对影响AOD值的若干相关变量进行处理,既消除了相关变量彼此之间的多重共线性,又可以起到降维的作用;最后,利用非线性主成分分析得到较少的几个综合指标,通过地理加权回归模型对AOD值进行分析预测。为验证该方法的有效性,采用京津冀地区的AOD、高程、风速、气温、湿度、气压、坡度、坡向数据,利用Pearson相关系数法选取与AOD浓度具有较高相关性的影响因素作为常规的GWR模型的输入变量,在变量个数相同的前提下,与本文方法进行对比。研究结果表明：应用非线性主成分分析法对相关变量进行预处理后,有效地解决了变量之间的共线性,保留了原始影响因素主要信息,提高了运算效率,且该方法所得的MAE、RMSE、AIC及其拟合优度R²均优于常规的GWR模型。     

Hyperspectral Image Compression Using JPEG2000 and Principal Component Analysis

Principal component analysis (PCA) is deployed in JPEG2000 to provide spectral decorrelation as well as spectral dimensionality reduction. The proposed scheme is evaluated in terms of rate-distortion performance as well as in terms of information preservation in an anomaly-detection task. Additionally, the proposed scheme is compared to the common approach of JPEG2000 coupled with a wavelet transform for spectral decorrelation. Experimental results reveal that, not only does the proposed PCA-based coder yield rate-distortion and information-preservation performance superior to that of the wavelet-based coder, the best PCA performance occurs when a reduced number of PCs are retained and coded. A linear model to estimate the optimal number of PCs to use in such dimensionality reduction is proposed     

利用经验模态分解和主成分分析的SAR图像相干斑抑制

对SAR图像应用对数加性噪声模型,将经验模态分解(Empirical mode decomposition, EMD)与主成分分析(Principal Component Analysis, PCA)相结合,提出了一种基于PCA的EMD相干斑抑制算法。根据对数SAR图像中相干斑噪声的统计特性和高斯白噪声经EMD分解后的能量分布模型,近似估算SAR图像经EMD分解后各层内蕴模态函数中所含噪声的能量;将内蕴模态函数利用PCA进行分解,根据PCA对含噪信号的分解特性和内蕴模态函数中噪声能量所占的比例,选择合适的成分分量重构内蕴模态函数,以进一步去除噪声保留有用的细节信息。仿真实验结果表明,本文方法在有效抑制相干斑噪声的同时可以较好地保持边缘纹理细节的清晰。     

小麦冠层理化参量的高光谱遥感反演试验研究

以国产成像光谱仪所获高光谱遥感数据为基础，根据田间同步采样数据建立的基于反射光谱特征的小麦冠层生物物理和生物化学估计模型，实现了用航空高光谱遥感数据对田间小麦冠层理化参量的整体反演。结果表明：用高光谱遥感方法估计小麦冠层理化参量是可行的；以理化参数为“波段”的数字图像及其处理，为农学家以理化参量的空间分布及其差异解释作物产量空间分布差异和研究作物生态生理机理提供了新的手段。     

应用概率分布函数评价和设计地图内容分级方案

本文在介绍应用概率分布函数中最基本的正态分布来评价地图内容分级方案合理性的基础上,提出了用正态布原理设计地图内容分级的方法。结合具体实例,在设计过程中采用了两个控制域的方法,並对不等分级间隔采用假设等分级间隔处理,使之更适合普遍应用。最后,以x²分布函数为例,进一步提出了应用其它分布函数设计分级方案的方法,使之符合某些特殊的分级要求。     

基于地理国情普查数据的交通优势度分析与评价!

为评估区域的交通建设现状,本文提出了一种基于地理国情普查数据的交通优势度分析与评价方法。利用地理国情普查数据,提取区域的交通干线及其附属设施数据;依据区域内交通干线及其附属设施的空间分布,分别计算区域的交通网络密度、交通干线影响度、区位优势度3个指标;加权组合归一化的3个指标,构建区域的交通优势度。在四川省的实验结果表明本文方法可行,能够客观地反映区域的交通建设进展。     

基于GIS福州市应急避难场所空间分布的指标评价分析

应急避难场所是城市居民躲避各种自然灾害和突发事件的安全区域,在城市建设发展中有着重要意义.本文通过GIS空间分析方法,构建应急避难场所的评级指标,并以福州市区为例进行了评价分析.研究表明,福州市现有的应急避难场所整体服务效能较好,但是数量上过少,空间分布上不均衡;部分应急避难场所交通可达性不理想,距离城市主干道距离较远;服务效能受到限制.     

地表覆盖时空分布定量分析与生态荷载评价——以若尔盖湿地国家级自然保护区为例

对若尔盖湿地国家级自然保护区地表覆盖的空间分布格局、变化幅度、主要地类的变化原因以及生态环境状况进行综合分析。研究结果表明:2010、2014年保护区地表覆盖类型主要为草地,占总面积95%以上;过度放牧、鼠虫害、旅游、挖药等多重因素影响,致使保护区地表覆盖类型之间转移较为频繁。目前,保护区人均生态足迹明显小于人均生态承载力,发展处于一种相对可持续的状态。