基于半分析模型的高光谱遥感水深探测方法

海岸带浅水和底质的成分复杂且分布不均,使遥感水深探测面临很大挑战.尝试通过利用Hydrolight 仿真建立的遥感反射率半分析模型来解决这个问题.采用英属维尔京群岛彼得岛的高光谱影像,应用非线性优化的方法提取了水下地形.从反演水深和海图标注水深拟合的趋势线斜率为0.939 2,决定系数为0.825 8.试验结果证明,使...     

多光谱遥感水深反演及其水下碍航物探测技术

针对采用传统海洋测量手段难以获取危险及争议海区的水深和水下碍航物信息,提出了基于卫星遥感进行水深反演和水下碍航物探测的新思路。探讨了多光谱遥感水深反演的数据预处理方法、遥感水深反演模型的构建及水下碍航物遥感探测方法,并开展了相应的实验验证。实验表明,采用卫星遥感手段可以快速地获取测量船只不易到达海区的水深和水下碍航物信息,研究成果对海洋测绘技术的发展具有一定的指导意义和应用价值。     

基于高光谱遥感的渤海海冰厚度半经验模型

Sea ice thickness is one of the most important input parameters for the prevention and mitigation of sea ice disasters and the prediction of local sea environments and climates. Estimating the sea ice thickness is currently the most important issue in the study of sea ice remote sensing. With the Bohai Sea as the study area, a semiempirical model of the sea ice thickness(SEMSIT) that can be used to estimate the thickness of first-year ice based on existing water depth estimation models and hyperspectral remote sensing data according to an optical radiative transfer process in sea ice is proposed. In the model, the absorption and scattering properties of sea ice in different bands(spectral dimension information) are utilized. An integrated attenuation coefficient at the pixel level is estimated using the height of the reflectance peak at 1 088 nm. In addition, the surface reflectance of sea ice at the pixel level is estimated using the 1 550–1 750 nm band reflectance. The model is used to estimate the sea ice thickness with Hyperion images. The first validation results suggest that the proposed model and parameterization scheme can effectively reduce the estimation error associated with the sea ice thickness that is caused by temporal and spatial heterogeneities in the integrated attenuation coefficient and sea ice surface. A practical semi-empirical model and parameterization scheme that may be feasible for the sea ice thickness estimation using hyperspectral remote sensing data are potentially provided.     

卫星高光谱数据反演南沙岛礁区海域浅海水深和光学参数

利用卫星高光谱数据反演南海岛礁区浅海地形无疑具有重要意义,它不依赖于常规水深测量数据,可获得较高反演精度,同时可获得海底反射率和海水光学参数。本文利用美国NASA EO-1卫星装载的高光谱成像仪Hyperion数据,以及Z P Lee提出的半分析模型和高光谱优化算法HOPE,反演南沙岛礁海域的浅海水深、海底反射率和固有光学参数。收集了覆盖南沙海域12个岛礁区9幅2007—2011年Hyperion L1数据,以及有关的水深现场测量资料。反演结果以中洲礁为例,0~15m水深范围,平均百分误差为14%,均方根误差为1.53,相关系数为0.96,0~25m水深范围,平均百分误差为15%,均方根误差为2.68,相关系数为0.93。中洲礁,中业岛,信义礁和双黄沙洲4个岛礁区浅海水深反演的平均百分误差为14%。研究结果证明,半分析模型和HOPE算法用于南中国海岛礁区浅海水深及光学参数测量效果良好,并可推广应用于在轨运行的中国HJ-1A卫星HSI高光谱数据及其他将投入运行的卫星高光谱数据。     

GF-1 WFV图像经验模分解的光谱保真性与水深遥感探测

水深是海洋环境的重要参数之一,水深遥感反演是水深测量的一种重要手段。经验模分解（EMD）具有剔除小尺度波浪信息,留下大尺度水下地形信息的特性。本文利用EMD对高分一号卫星宽幅影像进行尺度变换,使用光谱相关系数、光谱角、光谱偏差和光谱相对偏差等评价指标,对剩余层图像进行光谱保真性分析;利用改进的对数转换比值模型对原始影像和剩余层图像进行水深反演,并进行相关性分析与精度评价。研究结果表明:（1）评价指标显示EMD变换后影像具有相当的保真性;空间断面分析表明EMD去除了小尺度的噪声信息,保留了水下地形变化信息。（2）经均匀分布的检查点验证,两区域的原图像反演水深和实测水深的相关性较好,相关系数达0.75以上,且两种波段组合的MAE和MRE均不超过2.42 m和8.5%。（3）对EMD的全部10层进行水深反演,蓝绿波段的MAE和MRE均不高于1.62 m和5.8%;绿红波段的MAE和MRE均不高于1.93 m和6.9%。（4）对于不同的波段组合,蓝绿波段组合在各剩余层的水深反演效果明显优于绿红波段,经EMD后的水深反演效果明显提高。（5）20~30 m水深段的反演精度整体要高于30~40 m,该模型应用于较浅水深段更具优势。     

基于Worldview-2多光谱卫星数据的浅水水深遥感反演

随着卫星遥感技术的不断发展,高分辨率卫星影像逐渐应用到水深遥感反演领域。利用Worldview-2高分辨率卫星数据和电子海图数据,基于双波段比值法,反演获得实验区域20m以浅的水深。实验表明,Worldview-2等高分辨率多光谱卫星数据,具有一定反演浅水水深的能力,但在5m以浅的水域反演误差较大;双波段比值法,这种半经验半理论的模型,在水深遥感反演中具有更好的适用性;对比了一次线性、二次多项式、指数、对数等拟合方法,发现对数拟合的方法获取绝对水深,其精度相对其他方法更高。     

海洋高光谱遥感研究进展

海洋遥感是２０世纪后期海洋科学取得重大进展的关键技术之一。所谓海洋遥感就是利用电磁波与大气和海洋的相互作用原理 ,从各种平台观测和研究海洋的一项技术［１］。海洋遥感具有观测周期短 ,时间频率高的优势 ,可实现大面积、实时、同步、连续而密集的海洋探测 ,较好地适应了海洋各种现象和过程的特点。随着光电子技术和计算机技术水平的提高 ,遥感传感器的技术性能不断提高。高光谱遥感(Ｈｙｐｅｒｓｐｅｃｔｒａｌｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇ)是当前遥感技术的前沿领域 ,它是指利用很多很窄的电磁波波段从感兴趣的物体获得有关数据 ［…     

基于水深分段选择因子的多光谱影像反演水深

岛礁周边海底地形精密测量是海洋测绘的难点问题之一,利用多光谱卫星能精确测定岛礁周边水深地形,是传统岛礁水深测量有效的补充方式之一。本文以蜈支洲岛周围水域为研究区域,提出了基于BP神经网络水深分段选取反演因子的方法,利用WorldView-2数据和多波束实测数据建立多模型,整合预测的各段水深获得海底地形。实验表明,本文方法能充分利用水体的光谱特性,与单一BP神经网络模型结果相比,MRE降低了6.4%,RMSE降低了1.2 m,是一种可行的多光谱水深反演的方法     

基于OLI多光谱遥感影像的八所港浅海水深反演

为了解决传统全局模型应用遥感影像反演水深的不足,提出地理自适应模型应用于八所港Landsat-8 OLI多光谱卫星影像。采用归一化水体指数进行水陆分离,在产生模拟数据时,为保证数据的合理性,对光谱灰度值进行自然对数求解。地理自适应模型将整个区域细分为5个小的区域单元,模型参数是自适应变化的,一般数学形式与传统全局模型一样。通过反演15m以浅的水深,发现光谱中对水体的敏感波段出现"红移";水深反演结果证明地理自适应模型有效地缓和了全局传统模型在底质类型和水体性质空间不均匀的问题,水深反演精度得到明显提高,并控制在1m以内。     

多光谱遥感水深反演的数据匹配方法研究

在多光谱遥感水深反演中,数据匹配是建立统计相关模型的基础。采用两种多光谱遥感影像数据,研究了像元找水深点的顺序匹配法和水深点找像元的顺序匹配、二分匹配和像元坐标法等数据匹配方法,并开展相应的实验验证。结果表明,4种匹配方法一定程度上能满足当前多光谱遥感水深反演的数据匹配需要,其中,水深点找像元的像元坐标法耗时最短,匹配效率最高。     

基于光谱特征空间的监督分类中包络线去除效能评价

对覆盖黄河口滨海湿地的PROBA CHRIS高光谱遥感影像进行包络线去除变换,采用6种常用的基于光谱特征空间的监督分类算法对变换前后的影像数据进行滨海湿地典型地物分类,通过目视对比分析和定量分析相结合的方法分析比较变换前后的分类结果,评价包络线去除方法对该类算法影响的效果和能力。结果表明,包络线去除方法能够提高部分监督分类算法针对滨海湿地典型植被类型的区分和识别能力;但由于滨海湿地内具有面积较大的裸滩和浑浊水体,这两类地物在影像中的光谱特征相近,而包络线去除方法并不能解决二者的误分问题,因此并不能提高该类算法针对CHRIS高光谱遥感影像的总体分类精度。     

基于Tabu搜索的高光谱影像特征选择

在高光谱影像的分类过程中,如何有效地降低特征空间的维数,又能保证原始数据所包含的丰富地物信息,是一项十分重要而繁琐的工作。在分析了传统降维方法所面临问题的基础上,将禁忌(Tabu)搜索算法引入到高光谱影像的特征选择研究,指出由于Tabu搜索算法所具有的良好全局寻优能力,因而在该类影像的降维研究中有着广阔的应用前景。实验表明,将Tabu搜索算法获取的波段进行高光谱影像分类,在求解的时间和分类结果的精度上都可达到令人满意的效果。     

基于决策树理论的高光谱影像目标提取技术研究

利用决策树分级匹配分类的思想,完成高光谱遥感影像分类过程中的光谱特征优化、特征参量构造和相应的匹配策略选择。该方法结合专家知识和光谱特征分析结果,能够充分利用高光谱遥感数据中丰富且细致的光谱信息,灵活采用合适的匹配参量和匹配方法。试验结果表明,该方法能够显著提高高光谱遥感影像目标提取的精度。     

水体光谱特性监督分类方法研究

中国近岸海水是典型的二类水体,其光学特征复杂.利用黄东海2003年春季航次获取的高光谱数据,以最值为判断特征的监督分类方法对水体光谱进行分类研究.经分析试验数据,得出叶绿素主导类、混合过渡类,悬沙主导类、超高悬沙类和中高叶绿素低悬沙类等五类光谱特征.此分类方法对不同季节黄东海有较好的一致性和适用性,其分类分布图在一定程度上展现了黄东海水体光学特性的基本规律.     

纹理特征提取及辅助遥感影像分类技术研究

研究了利用灰度共生矩阵提取纹理特征的方法,并对利用纹理特征影像辅助光谱特征分类的方法进行了研究。实验结果表明,纹理特征辅助光谱特征分类能够提高遥感影像分类的准确性和精度。     

基于相似度模型的可融合兴趣点分类研究

研究了如何进一步提高兴趣点(POI)信息融合结果的准确性问题。定义了POI各个特征字段的相似度,并根据这些相似度构造出了POI相似模型,结合机器学习中的分类方法对网上抽取的POI进行分类,有效地区分出可融合、不可融合的POI。最后利用美团团购网上的信息仿真,仿真结果说明了本方法的有效性。     

Shoreline Change Modeling on Emergency Beach Nourishment Project on West Beach of Beidaihe, China

By use of a shoreline-change numerical model (GENESIS) based on one-line theory, a preliminary modeling study on shoreline changes caused by a beach nourishment project in Beidaihe, China, is presented in this paper. Firstly, the GENESIS model is verified and model sensitivity to the major parameter changes is discussed by simulating a hydraulic model test. The beach nourishment project, after that the shoreline change is kept being monitored, is a small-scale emergency one carried out to use two bathing places on the west beach in the summer, 2008. In this paper the shoreline changes caused by the beach nourishment project are modeled by the GENESIS model, and the computed results fit well with the measured shorelines. With the same model and parameters, a long-term performance of the project is predicted, and the result shows that the bathing places only can be suitable for bathing in 2 to 3 years without subsequence nourishment project. Therefore, it is proposed to nourish the beaches in time to keep the service life of the beach in recent years and carry out the beach nourishment project for the whole west beach as soon as possible.     

基于字符特征的数字字符识别算法

提出了一种基于字符特征的数字字符识别算法,对识别过程和算法实现进行了详细介绍。该算法避免了细化、轮廓提取和模板匹配等复杂的计算,具有计算简便、实现简单的优点。     

基于分形维的底质分类

概述了目前主要的基于侧扫声纳图像的海底分类方法,重点介绍了分形维在侧扫声图海底分类中的应用及图像分形维的几种估计方法,包括Peleg法、微分盒计数、移位微分盒计数和标准差盒计数法,并给出利用上述方法获得的三种典型底质侧扫声图的分形维计算结果。     

基于骨架的角毛藻显微图像特征提取

骨架是表征物体形状的1种有效形式。基于骨架对角毛藻细胞区域形状进行标识,提出1种基于竞争策略的骨架层次分解算法,该方法通过定义使与脊柱基元具有一致方向性的分支基元获胜跟踪的竞争策略,消除了骨架提取中不同分支的相互影响,保证分解后脊柱基元的完整性;针对角毛藻细胞具有的生物学特征,采用脊柱基元的弯曲度、角毛分支基元与脊柱基元的夹角作为角毛藻细胞的特征度量值,进一步建立了角毛藻骨架目标的距离求解过程。实验验证算法的可行性,结果表明该算法可以获取与角毛藻形状拓扑一致的特征。