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遥感学报 2011年第05期杂志 文档列表

遥感学报杂志基础理论

利用POLDER数据验证MODIS BRDF模型参数产品及Ross-Li模型875-894

摘要：将MODIS BRDF模型参数产品（MCD43A1）模拟的近红外波段反射率与从POLDER-3/PARASOL BRDF全球数据集中筛选的9961个像元的BRDF观测数据进行对比,验证了MCD43A1所采用的RossThick-LiSparseR BRDF 模型（Ross-Li模型）拟合二向反射的能力。结果表明,Ross-Li模型总体上可以有效地模拟地物的二向反射,所有像元的近红外波段反射率模拟值与POLDER-3观测数据之间的R2达到0.943,RMSE为0.016,模拟反射率比POLDER-3数据总体偏低5.2%。但Ross-Li模型明显低估了热点反射率,热点模拟结果比POLDER-3数据平均偏低14%,模拟值的R2为0.824,RMSE为0.07。热点反射率模拟误差与地表覆盖类型有关,针叶林热点反射率模拟值偏低最严重,其次是阔叶林、草地与农田,灌木与裸地热点反射率模拟值偏低相对较小。通过修正Ross-Li模型中的体散射核,可以明显改善热点反射率的模拟效果（R2=0.839,RMSE=0.043）。Ross-Li模型对天底、暗点等特征方向反射率的模拟较为准确。Ross-Li模型的模拟精度随太阳天顶角和观测天顶角的增大而降低。对于农田与草地而言,Ross-Li模型的模拟精度随NDVI的增加而降低;但在森林与灌木覆盖条件下,当NDVI约为0.5时,Ross-Li模型的模拟效果最差。

遥感学报杂志技术方法

不受刀刃边缘倾角约束的遥感影像点扩散函数稳健计算方法895-907

摘要：采用传统刀刃法提取PSF时,只有在刀刃边缘近似平行或垂直于采样方向情况下才能得到好的效果,这样限制了刀刃法提取PSF进行图像恢复的广泛应用。本文提出了一种稳健的基于倾斜刀刃的图像的PSF计算模型,不仅在提取理想刀刃状况下（与采样方向近似垂直或平行）与传统方法等价,而且对倾斜刀刃提取PSF进行图像恢复也能得到理想效果,所恢复的图像在峰值信噪比（PSNR）,均方差测度（MSE）和信噪比（SNR）等方面,都要优于传统方法,利用任意倾角的刀刃边缘提取的PSF都可以基本达到理想刀刃所提取的PSF的效果,因而提高了刀刃法提取PSF进行图像恢复的鲁棒性和通用性。本文分别从理论和实践上论证了模型的有效性,并采用模拟实验数据和ADS40航空影像数据验证了方法的正确性。

利用小波变换的高分辨率多光谱遥感图像多尺度分水岭分割908-926

摘要：为了减少仅用分水岭变换而导致的过分割问题,本文提出利用小波变换的多尺度处理方式用于融合后多光谱QuickBird图像的分割。整个分割过程包括多尺度图像表示、图像分割、区域合并和结果映射等过程。首先,依据原始图像的大小确定分解尺度并用小波变换产生各波段的低尺度图像。采用相位一致模型提取各近似系数的梯度,并逐尺度地融合各梯度图。分析不同尺度下的不同地物的局部梯度方差,以选择最佳的小波分解尺度。然后,通过移动阈值与扩展最小变换,利用多层次标记提取方法标记均质区域。进而,在梯度重建的基础上利用标记分水岭变换得到分割图像。其次,采取空间相邻关系、面积、光谱与纹理等多约束策略,以搜索最小合并代价的方式合并最初分割区域中的邻接区域对。最后,修改细节子图并进行小波逆变换将最初分割结果投影到更高尺度图像,同时处理边界上的像元以保持区域边界直至原始图像。实验结果表明本文方法不仅能够用于高分辨率多光谱遥感图像的分割,而且缓解了过分割问题且取得了较准确的分割效果。

利用自动匹配与三角剖分进行遥感图像几何精校正927-939

摘要：在研究传统几何精校正方法的基础上,提出了一种高精度的基于自动同名点匹配和三角剖分技术的几何精校正方法,该方法是通过基准底图对待校正图像进行几何精校正的。首先利用FAST （Features from Accelerated SegmentTest）算子在基准底图上快速提取均匀分布的候选特征点,通过图像自身携带的地理定位信息确定初始同名点对;经平移误差消除、互相关双向匹配、RANSAC（Random Sample Consensus）粗差剔除、二元三点插值等步骤获取稳定可靠的亚像元级同名点对;最后根据亚像元级同名点对构建Delaunay三角网进行图像变换和重采样处理。以Landsat卫星ETM为基准底图对环境卫星CCD数据进行几何精校正试验,本算法几何精校正精度较传统的方法得到了很大提高。

面向影像匹配的SUSAN角点检测940-956

摘要：在分析比较现有角点提取算法的基础上,将SUSAN算法用于提取高分辨率影像的角点及影像匹配。针对试验中原算法在不规则纹理区提取大量冗余角点及对强边缘敏感等问题,提出按照影像局部和整体对比度的关系自适应计算灰度差阈值,使用矩形模板从边界上确定USAN区域（核值相似区）可能的范围,再检测角点的改进思路。试验证明改进后算法提取的角点位置更为准确,有效剔除了原算法检测结果中的冗余角点,提高了影像匹配速度。

基于局部空间统计分析的SPOT 5影像分类957-972

摘要：受同物异谱和异物同谱现象的影响,对遥感影像进行分类时若仅利用光谱信息则分类精度的提高将会受到限制,而局部空间统计特征可以通过对地物空间聚集度的描述与分析在一定程度上减轻这种影响。本文研究了局部空间统计在不同指数（Moran’s I, Getis-Ord Gi, Geary’s C）、邻域规则和间隔距离下,对高空间分辨率的SPOT 5影像分类精度的影响规律。首先,对波段1进行局部空间统计分析,运算结果作为纹理波段添加到原始的光谱波段中;然后,综合利用光谱波段和纹理波段进行监督分类;最后,选取测试样本进行分类的精度评价,并比较分析不同条件下的分类精度,得到地物分类精度同参数之间的关系与规律。通过分析可以得出Getis-Ord Gi指数对于总体分类精度的提高最理想,总体分类精度从 87.74%提高到95.12%。

利用城市POI数据提取分层地标973-988

摘要：为了获取能够用于智能化路径引导的层次性空间知识,提出了一种依据显著度的差异从城市POI数据中提取出分层地标的方法。首先,通过从公众认知、空间分布和个体特征3个方面分析影响POI显著性的因素,构造了包括公众认知度、城市中心度和特征属性值3个指标向量的POI显著性度量模型;然后,分别讨论了利用问卷调查、多密度空间聚类和数据规格化的方法计算POI对象的各项显著性指标值的过程;最后,选择武汉市武昌地区的POI数据进行显著度计算,从中提取显著度较高的对象构成若干层地标,并以各层地标为种子生成加权的Voronoi图,用来反映各地标的空间影响范围并建立了同层和上下层地标之间蕴含的关系。

基于DCT分层结构的遥感图像分级多描述编码算法989-1007

摘要：多媒体及网络技术的快速发展使遥感图像的实时传输成为可能。近年来,多描述编码机制作为一种有效克服不可靠信道传输时遥感图像降质的可选方案而受到关注。本文将多描述编码与图像质量可分级编码机制相结合,提出一种基于DCT分层结构的遥感图像分级多描述编码方案,将包含图像细节信息的增强层通过下采样形成多个描述,并将包含图像关键信息的基本层作为冗余引入到每个描述中,保证了在解码端获取遥感图像基本层信息的最大可能性。此外,方案中对描述中的基本层信息进行了独立嵌入式编码,可方便对其进行有效的信道传输保护,提高传输码流的稳健性。本文编码方案具有计算复杂度低、描述间的冗余度方便控制和编码码流具有嵌入式等特性。实验结果验证了方案的有效性。

高斯曲线优化能见度与气溶胶光学厚度转换模型1008-1023

摘要：大气气溶胶是影响对地观测定量精度的最主要不确定性因素。随着定量遥感的发展,对气溶胶光学厚度数据的精度提出了更高要求。在广泛应用的基于辐射传输模型大气校正研究中,需要输入气溶胶光学厚度等关键参数,但与对地观测影像数据同时相的气溶胶光学厚度获取较难,而水平能见度作为表征气溶胶光学特性的间接参数可通过广泛分布的气象台站获得,可将能见度转换得到的气溶胶光学厚度数据作为同时相数据输入传输模型进行大气校正计算。本文以实测的能见度和气溶胶光学厚度数据为基础,通过拟合气溶胶标高其随时间的变化对Peterson模型进行了修正。对修正后的模型进行精度验证得到RMSE为0.254,结果表明优化的模型对精度有较大提升。

基于GVF和Snake模型的高分辨率遥感图像四元数空间道路提取1040-1052

摘要：基于Snake模型的优势及缺陷,提出一种高分辨率多光谱图像道路提取方法。通过建立多光谱图像信息的四元数表达式,解决Snake模型应用于多光谱图像的局限性;通过多光谱图像四元数空间标记分水岭分割,获取道路初始轮廓,解决道路初始边界设置问题;通过梯度矢量流模型迭代求解,解决道路凹陷位置逼近问题,最终实现道路提取。用QuickBird 高分辨率多光谱遥感数据验证方法的可行性,与直接采用Snake 模型进行道路提取结果相比,本文所提出的方法对于高分辨率影像上的高等级道路提取具有较好的精度。

遥感学报杂志遥感应用

重大自然灾害空间信息协同服务机制研究1053-1064

摘要：结合重大自然灾害应急管理的业务需求,分析了国外数据共享实践经验与案例,基于国家灾害管理实践工作经验,提出了中国建设重大自然灾害空间信息协同服务机制的构想。在进行职责任务划分的基础上,设立了包括指令中枢、数据中枢和信息中枢的立体化体制架构,并结合国家灾害管理业务工作的实际情况,制定了服务机制的业务关系流程,设定应急与常规相结合的运行模式,并对所需的保障配套机制进行了研究和分析。目前,重大自然灾害空间信息协同服务机制已经在国家灾害管理部门得到了一定范围的实践和检验,取得了较好的应用效果和社会经济效益。

基于极化相干矩阵的河流水质污染监测初探1065-1078

摘要：利用遥感手段监测水质污染具有监测范围广、实时性强的优点。本研究选择中国南方地区水质变化明显的河流区域作为研究对象,利用C波段星载极化合成孔径雷达（极化SAR）卫星RADARSAT-2提供的数据,对基于极化SAR的河流水质污染监测技术进行了初步研究。首先介绍了电磁波的极化现象以及极化SAR的基本原理;其次结合一次同步测量实验,提取河流区域,并对极化SAR数据与水质常见监测指标的监测数据进行对比分析,通过对10个采样点18组数据的分析发现,极化相干矩阵中的T22元素与部分水质指标（如五日生化需氧量BOD5等）具有较强的相关性,从而反映水质的污染状况;并通过实测数据和最小二乘法,拟合得到了利用[T]矩阵元素反演BOD5的经验公式,拟合系数达到0.82。最后通过对地表散射模型和菲涅尔系数的分析,从理论上探讨了极化相干矩阵中部分元素与水体物理性质存在相关性的原因。初步理论分析和实验数据表明,T22元素能够反映水体的污染状况。

卫星遥感中风场对降雨飘移距离的影响及误差校正1079-1091

摘要：首先利用海表面风速与高度的对数关系、风向与高度的关系,推算出高空的风速、风向及相应风力的大小。在此基础上根据降雨的形成高度,假定在海表面10 m处风速为10 m/s的情况下,得到单位质量为1的雨水在风场影响下的飘移距离在3—100 km之间,可以判定这个偏移距离即为在风场影响下卫星观测降雨的误差。利用上述方法对10组TRMM卫星降雨产品数据进行纠正,将纠正前后的TRMM数据与GPCP数据进行对比。结果显示,经过纠正的TRMM数据与GPCP数据更为一致,整体精度提高了12%左右,验证了方法的正确性。

亚热带森林参数的机载激光雷达估测1092-1104

摘要：通过应用机载激光雷达数据,在分析云南省中部的78块样地的基础上提出2个预测森林不同生物特性的统计模型（加权平均高度的预测模型和生物量的预测模型）,并讨论了预测结果及其精确性。从激光雷达数据中提取了2组变量（树冠高度变量组和植被密度变量组）作为自变量,采用逐步回归方法进行自变量选择。结果表明,激光雷达数据与森林的平均树高和地上各部分生物量有很强的相关性。对于3种不同森林类型（针叶林,阔叶林和混交林）,平均树高估测均能达到比较高的精度;生物量的估测结果是针叶林优于阔叶林,混交林的生物量与激光雷达数据则没有明显相关性。最后,对回归分析的结果和影响预测精度的因素进行讨论,认为预测结果的精度可能与森林类型、激光雷达采样时间和采样密度以及坐标误差等因素有关。