Landsat系列卫星对地观测40年回顾及LDCM前瞻
摘要：Landsat系列卫星数据凭借其长期连续、全球覆盖、适中的时间空间分辨率和科学的数据存档与分发策略等优势，逐渐成为地表特征和地球系统科学研究中最有效的遥感数据之一，并广泛应用于生态环境、农林地矿、能源资源、教育科研和政府管理等领域。而第8代陆地卫星——陆地卫星数据连续任务卫星（LDCM）=P2013年2月发射升空，该卫星携带了运行性陆地成像仪（OLI）和热红外传感器（TIRS）两种传感器。与Landsat7／ETM＋相比，OLI／TIRS在波段设置、辐射分辨性能和扫描方式上都得到很大改进，其中OLI共包括9个波段，新增海岸带（coastal）监测和卷云（cirrus）识别波段，TIRS则设置了两个热红外波段。如果LDCM能够成功升空运行，它将继续承担起长期连续对地观测的使命。太阳对SMOS卫星海表亮温偏差年际变化的影响
摘要：利用欧洲空间局的土壤湿度和盐度卫星最新版本V5．04及V5．05的2010年5月至2012年4月的L1C级亮温数据，分析了其2维视场中存在的亮温偏差和年际变化。亮温偏差在视场中的分布不均匀并随季节变化。其年际变化超过1K。太阳及其尾迹在视场中的位置随季节变化并对该卫星测量的亮温产生影响，是亮温偏差年际变化的主要来源。另外，太阳高度角的季节性变化会使该卫星天线的物理温度产生季节性变化，并通过天线模型使其测量亮温产生季节性偏差。草地地上生物量高精度曲面建模
摘要：草地生物量的大区域精确估算对全球变化研究和草地资源的合理利用具有重要作用。为提高草地生物量的空间模拟精度，发展了草地地上生物量的高精度曲面建模方法HASM-GB（High Accuracy Surface Modeling for Grassland Biomass），基于内蒙古草地地上生物量野外调查资料和同时期的遥感影像数据，采用HASM—GB方法对内蒙古自治区草原地上生物量空间分布进行了模拟。通过野外实测数据采用修正的Jackknifing方法对HASM—GB方法模拟结果进行了验证，结果表明模拟结果与实测数据之间具有较低的均方根误差（28．03g／m。）和较好的相关性，相关系数为0．62。将HASM—GB方法与遥感生物量回归模型、普通克里金和回归克里金3种方法进行了精度对比，结果表明与其他3种方法相比，HASM—GB方法的模拟结果具有相对较低的平均误差、平均绝对误差、均方根误差和与测定值较高的相关系数。通过对地上生物量空间分布格局模拟结果的分析可知，由于植被指数一生物量回归模型属于非空间方法，其模拟精度很大程度上取决于主、辅变量间的相关性水平，易受植被指数数据误差的影响。普通克里金不能考虑辅助变量的作用。HASM—GB方法能够充分考虑生物量采样点和辅助变量的空间变异信息和邻域样本的空间结构特征从而提高模拟精度，其对草地地上生物量的曲面模拟能力高于回归克里金。结果表明HASM—GB可以作为模拟草地地上生物量空间分布相对有效的方法。不同含水量土壤偏振光谱特征定量分析
摘要：水分含量是影响土壤偏振光谱特征的重要参数之一，研究土壤不同水分含量的偏振光谱特征在土壤偏振遥感波段的选择和图像解释上具有重要意义，为应用偏振遥感信息进行土壤调查及理化性质的分析提供依据。本文通过在350-2500nm波段范围内对不同水分含量的土壤进行偏振光谱测试与分析，研究土壤偏振光谱数据与水分含量之间的关系，建模并检验其精度，对影响土壤偏振光谱特征的各个因素设计科学的正交实验，研究含水量、偏振角度、探测角和方位角等各个因素及其交互作用对土壤偏振光谱特征的影响。结果表明，含水量与偏振角度的交互作用和含水量本身对土壤偏振光谱的影响最大，显著性最强，其次是探测角与含水量的交互作用的影响，而偏振角对土壤偏振光谱有一定的影响，其他因素对土壤光谱偏振反射的影响不大。高分辨率遥感卫星传感器严格成像模型的建立及验证
摘要：本文对高分辨率遥感卫星传感器严格成像模型进行了深入研究。分析了星载线阵CCD传感器严格成像模型的一般建立方法与过程，针对SPOT5HRS／HRG、ALOSPRISM、资源三号TLC等典型的高分辨率遥感卫星传感器特点，分别给出了3种改化的严格成像模型；设计了基于光束法区域网平差的模型验证方法。利用登封遥感实验场区域的3种卫星影像及相关辅助数据，对严格成像模型的正确性进行了验证。结果表明3种改化模型可有效实现卫星影像的平差定位。SRTM高程数据辅助的国产卫星长条带影像匹配
摘要：针对国产卫星数据特点及长条带影像匹配困难问题，提出了一种基于全球SRTM数据的影像匹配方法。本文探讨了长条带影像物理分块机制，并引入LBP／C算子实现了兴趣点的筛选。在全球SRTM数据的辅助下，采用投影轨迹法，建立了近似核线方程。沿核线方向，进行局部畸变改正，进而消除匹配窗口的几何变形与辐射差异，利用金字塔匹配策略，逐层进行相关匹配。最后，在原始层引入MPGC（Multi-photo Geometrically Constrained Matching）算法与RANSAC（Random Sample Consensus）算法，进行精化匹配，并剔除误匹配点。文中综合运用了小面元几何纠正法与基于控制网的匹配生长算法，从而提高了匹配点的精度与均匀性。本文方法可在并行环境下全自动实现不同分辨率、不同视角、不同时相的多轨道长条带影像匹配，获得高精度的同名点观测值。以天绘一号与资源三号卫星影像作为试验数据，与现有匹配算法进行对比结果表明该算法具有较好的鲁棒性，能够达到较高的匹配精度。改进邻域结构与轮廓分析的LiDAR点云立交桥提取
摘要：由于缺乏有效并具有针对性的方法以及传统遥感影像的2维局限性，城市立交桥点的识别与轮廓提取存在较大困难。本文基于机载LiDAR点云数据提出一种城市立交桥的提取方法。首先，通过基于局部平面约束的剖面点分割方法，利用多方向扫描线建立改进的剖面邻域点云组织结构，从而提取出立交桥种子点。然后，利用Alpha—shape算法定位立交桥轮廓，并获取立交桥初始点。最后，利用区域增长的方法提取出完整结构，同时获取立交桥轮廓。实验结果表明，从提取结果上获取的立交桥长度、宽度以及形态等指标与人工量测结果相近，具有较高的准确度。基于狄克松检验的NDVI时序数据噪声检测及其在数据重建中的应用
摘要：归一化差值植被指数NDVI（Normalized Difference Vegetation Index）时序数据已被广泛应用于植被变化监测、植被物候识别和土地覆盖分类等领域，但受观测条件限制，NDVI原始数据中包含大量噪声，在实际应用时需对其进行检测并去除。目前常用的NDVI数据去噪重建方法主要包括阈值检测法、滤波拟合法及曲线拟合法3类。各方法在应用时均需根据不同的土地覆盖类型或特定的研究区域设置一定数量的经验参数，对噪声的定义缺乏客观标准；此外，这3类方法都没有进行专门的噪声检测，在进行NDVI数据重建时只是根据经验进行噪声判断。本文提出了一种基于狄克松（Dixon）检验法、适用于对小样本进行检测的数理统计噪声检测方法，该方法首先对同一像元、同一时段、不同年份的NDVI时序数据进行统计分析，然后再结合质量评估数据的分析结果，最终给出NDVI是否异常的判断。运用狄克松检验法对噪声进行检测，然后结合已有的两种数据重建方法——变权重滤波法和Savitzky—Golay方法，基于2001年-2010年250m分辨率的MODISNDVI时序数据，对覆盖中国55种植被类型共520个测试样点及洞庭湖测试区域进行了NDVI时序数据重建实验，结果表明，狄克松检验法降低了对先验知识的依赖程度，应用该方法对NDVI时序数据中的噪声进行检测预处理后，可以有效提高变权重和Savitzky—Golay方法的数据重建质量。“全域一局部”不透水面信息遥感分步提取模型
摘要：提出“全域一局部”遥感信息分布提取模型，通过计算和整合影像局部范围内的空间和光谱特征来优化全域上光谱混淆较大像元的提取精度。模型分为两个主要计算步骤：“全域”前分类与“局部”后分类；“全域”前分类将仅划分出满足一定精度阈值标准的像元，而“局部”后分类则在此部分分类结果基础上，进一步发掘和计算已分类像元所蕴含的信息来辅助对全域未分类像元的提取。在不透水面专题提取过程中，采用支持向量机SVM作为前分类器，通过控制精度阈值所对应的分类后验概率产生部分分类结果；采用调节最小距离分类器作为后分类器，根据一定的权重整合像元局部范围内的空间与光谱信息，代替了传统的全域光谱信息来优化分类。实验采用TM5影像以及所对应的NLCD（National Land CoverData）标准不透水面产品作为测试集，“全域-局部”模型对应单-SVM模型的提取精度由80．31％提高为82．73％，局部后分类器精度较单-SVM模型由54．27％提高到59．94％。实验证明该模型具有较明显的精度提升且能够较好地解决不透水面与裸土混淆的问题，并得到空间形态上更为完善的不透水面提取结果。星载SAR成像参数联合估计方法
摘要：通信系统的不可靠性会造成SAR卫星下发数据出现误码或丢失，从而导致几何参数的解译、计算出现较大的误差或者缺失，限制了SAR数据成像处理及后续利用。针对该问题，提出一种基于回波数据的成像参数联合估计方法。首先通过回波数据进行多普勒中心频率估计和多普勒调频斜率估计；然后，根据SAR多普勒参数特性，建立多普勒参数与几何参数之间的超定方程组，并利用多普勒参数估计值求解方程组反演几何参数；最后，利用多普勒参数估计值和几何参数估计值完成SAR数据成像处理。实验结果表明，本文方法可以获得可靠的多普勒参数估计值和几何参数估计值，从而有效地解决像参数欠缺情况下的星载SAR成像处理问题。FY-2E红外通道晴空沙尘区时间差分法导风研究
摘要：利用大气红外辐射传输模式，结合FY-2E静止卫星红外窗区光谱响应函数，模拟计算了标准大气环境下0-5km各高度层气溶胶消光系数增量为50％和30％两种情况下对FY-2E红外1通道亮温增量的贡献。定量分析了春季气溶胶消光系数对亮温增量的影响以及主要影响高度。结合FY-2E红外1通道灵敏度，提出了可用于红外通道晴空沙尘气溶胶微弱示踪信号移动追踪的“时间差分法”。理论模拟计算和实例分析表明，在一定条件下，“时间差分法”追踪红外通道晴空沙尘气溶胶微弱示踪信号的移动，可以获得传统云导风所无法得到的干旱半干旱沙尘爆发区的风场信息，且反演得到的风场与美国国家环境预报中心NCEP再分析资料850hPa风场有着很好的一致性。利用遥感数据评价燃煤电厂空气质量
摘要：卫星观测数据可以评价燃煤电厂的空气质量等级。NO2、SO2和烟尘是燃煤电厂排放的主要污染物，本文利用卫星遥感观测的NO2、SO2和气溶胶光学厚度AOD（Aerosol Optical Depth）开展燃煤电厂空气质量评价。以中国华北地区为实验区，分析对比了3种污染物不同时间分辨率和空间分辨率的污染状况，确定了单因子的5级分级标准，根据燃煤电厂排放污染物的权重不同，提出了评价近地表空气质量状况的模型。本文综合考虑3种污染因子来反映电厂空气质量，有利于提高评价的准确性以及反应信息的全面性。结果表明，该模型能正确反映不同地区电厂的空气质量特点。利用遥感指数时间序列轨迹监测森林扰动
摘要：作为陆地生态系统的主体，森林的碳循环与碳蓄积对研究陆地生态系统起着重要作用，但目前森林扰动资料的缺乏在很大程度上影响着森林碳通量的估算精度。利用1986年-2011年共14期的Landsat TM／ETM＋影像，以江西武宁县为例，使用遥感指数时间序列轨迹分析方法，研究了适用于中国南方森林的扰动监测技术，该技术不仅可以识别森林的扰动变化，同时还可以监测植被的恢复信息。精度分析表明该方法得出的扰动产品的Kappa系数达到0．80，总体精度达到89．7％，表明该方法对武宁县森林扰动具有较好的监测能力。森林扰动特征分析表明武宁县森林在20世纪90年代受扰动最为剧烈，并且扰动主要发生在低海拔地区。MTSAT-2静止气象卫星中国区域雪盖监测
摘要：利用MTSAT=2静止气象卫星数据开展了中国区域的雪盖监测研究，结合MODIS雪盖产品及站点雪深观测数据对判识结果进行对比分析和验证。首先，根据MTSAT-2静止气象卫星数据特点，进行角度效应校正及多时相数据合成，以减少云对图像的影响；其次，根据多个雪盖判识因子建立中国区域雪盖判识算法；最后，对比分析2011年1月份MTSAT-2和MODIS雪盖判识结果，并使用站点观测数据进行精度验证。研究表明：（1）MTSAT-2雪盖判识受云影响比例约30％，MODIS雪盖产品受云影响比例约60％，MTSAT-2去云效果明显。（2）无云情况下，MTSAT-2雪盖判识和MODIS雪盖产品判识精度均高于92％；有云覆盖时，MTSAT-2判识精度约65％，优于MODIS雪盖产品35％的判识精度。O）MTSAT．2静止气象卫星在保持高积雪判识精度的前提下，可以更有效减少云对雪盖判识影响，实时获取更多地表真实信息。该研究对中国区域雪盖信息准确监测、气候变化研究以及防灾减灾等具有重要意义。宽观测带SAR图像入射角效应量化研究与校正
摘要：针对宽观测带SAR图像，在对入射角效应量化研究的基础上，提出了一种入射角效应按类校正方法。利用分水岭分割和区域标记技术实现地物取样，基于结合线性回归估计的余弦朗伯定律，实现对地物后向散射值的按类辐射校正。针对EnvisatASARC波段HH极化数据的实验结果表明，入射角效应对雷达后向散射有明显的影响，含水量越高的地物类型，入射角效应越明显。利用本文方法进行人射角效应校正的效果优于绝对定标和一阶余弦校正的效果。FY-2C云分类资料估算日照百分率
摘要：日照百分率是地球辐射研究、太阳能资源评估等工作中使用的一个重要指标量。为探讨FY-2C静止气象卫星资料估算日照百分率的可能性，以江西省为例，采用了FY-2C静止气象卫星2007年整年白天逐小时云检测资料和同期江西省87个国家气象站逐小时日照时数资料，建立了北京时间8：00-17：00逐时多元线性回归和权重系数两种估算模型，估算得到了覆盖江西省范围的5km空间分辨率的逐时日照百分率格点资料。另外，用反距离加权（IDW）和克里金法（Kriging）模型对全省8：00-17：00逐时的日照百分率进行5km分辨率空间插值，以进行多种方法对比分析。将各模型的估算结果与未参与模型构建的17站实测资料进行对比分析后发现，基于FY-2C云检测资料的两种估算模型的平均绝对误差（MAE）和相对误差均比IDW和Kriging的小50％以上，且其均方根误差（RM-SIE）均明显小于后两者，误差离散性亦更小。基于FY-2c云检测资料的日照百分率的两个估算模型中多元回归模型的平均绝对误差（MAE）为3．40％，平均相对误差为8．62％，略小于权重系数模型的3．47％和8．75％，两者的均方根误差（RMSIE）则相差无几，误差空间分布也较为一致；各时次两种模型的估算值多大于实测值，仅17：00的估算结果小于实测值，8：00和17：00的MAE、RMSIE、相对误差均明显大于其他时次。对试验结果进行综合分析得出结论：基于FY-2C云检测资料的两种日照百分率估算模型均明显优于传统的IDW和Kriging方法；就2007年资料而言，多元回归模型优于权重系数模型。NOAA18／AVHRR与FY-3A／VIRR的OLR产品一致性和差异性分析
摘要：卫星的射出长波辐射OLR（Outgoing Long—waveRadiation）数据具有不同程度的误差。为满足业务和科研工作的需要，对国产卫星FY-3A／VIRR的OLR产品与其他同类卫星产品进行一致性和差异性分析是非常必要的。采用风云三号A星（FY-3A）扫描辐射计（VIRR）的OLR13平均产品作为被检验数据，美国大气海洋局NOAAl8卫星上搭载的甚高分辨率扫描辐射计（AVHRR）OLREl平均产品作为检验源数据，使用相关系数、平均偏差、均方根误差、相对误差等检验方法，对两种产品进行一致性和差异性分析。结果表明，两种OLR资料大部分相关系数较大，平均偏差、均方根误差和相对误差较小，个别资料相关系数较小，平均偏差、均方根误差和相对误差较大。如2010年4月23日、7月13日和10月13日，相关系数、平均偏差、均方根误差、相对误差分别为（0．63，7Wm^-2，31Wm^-2，0．12）、（0．5，-5Wm^-2，45Wm^-2，0．125）和（03，-200wm^-2，225Wm^-2，0．85）。这些偏差主要发生在高山和海洋地区，并且暖季相对冷季偏差较大，可能是由于高山、海洋地区和暖季较强的对流活动造成两种资料的对比结果存在一定的差异；此外，由于FY-3A为上午星，NOAAl8为下午星，过境时间存在一定的差异，也给二者的对比结果带来一定的差异。