复Morlet小波方法遥感反演海浪波长和水深的仿真分析

利用海浪造成的遥感影像波纹状特征,可以基于小波方法反演海浪波长,进而利用海浪波长随水深变浅而变短的特点反演浅海水深.选择复Morlet小波方法,采用理想波面数据和FUNWAVE模式数值模拟的波面数据代替遥感资料进行仿真研究,讨论资料分辨率和子图分割对波长及水深反演的影响.理想波面数据反演波长的结果表明,在波长空间无变化的情况下,子图长度大于波长、子图内均匀分布的资料点数在9个以上时,资料分辨率对海浪波长反演结果基本无影响,可以用波长能量谱解释其原因;在波长空间变化的情况下,子图长度大于2倍波长、每个波长内资料点数在4个以上,可以得到较好的波长反演效果.数值模拟波面数据反演波长对子图长度和资料点数也有类似的要求,水深反演误差在子图尺度太大时略有增大,随资料分辨率降低也略有增大.     

阿拉斯加北极滨海平原极地湖泊的水深遥感反演

 北极滨海平原地区的湖泊水体深度对理解极地地表过程和环境变化具有重要意义。利用遥感数据反演极地湖泊水体深度具有快速和大范围的优势,但目前在极地湖泊中的研究较少。以遥感探测阿拉斯加极地湖泊深度为研究目的,实施并验证了Stumpf水深反演模型对于极地湖泊深度遥感反演的工作方法,且对该地区16 380 km²范围内分布的3 187个湖泊进行了同期深度反演,并利用船载声纳仪实测湖泊水体的深度数据对反演结果进行精度验证。结果显示水深反演结果的平均绝对误差和均方根误差分别为0.37与0.54 m,表明利用遥感技术适用于反演极地湖泊的水体深度。实验结果显示阿拉斯加北部滨海平原极地湖泊平均深度具有沿山麓向滨海平原逐渐下降的趋势。     

悬浮颗粒物垂直分布对水体光学特性的影响

【目的】研究典型湖泊水体垂直分布对遥感反射率的影响,并了解其主要影响波段和影响水深。【方法】利用实测数据和前向辐射传输模型得到水体垂直分布模拟数据,选取两种典型的湖泊水体垂直分布类型,研究它们对水表面遥感反射率的影响,并分析其敏感波长和最大影响深度。【结果】与均质水体相比,不同类型的水体垂直分布最大会引起遥感反射率100%的高估或者30%的低估且误差随着水深的增大而减小。当表层悬浮颗粒物浓度(SPM1)较小时,在相同浓度条件下,不同类型水体垂直分布的敏感波长随着水深增大逐渐减小;在同一深度时,敏感波长随着悬浮颗粒物浓度的增大逐渐向长波方向移动;当SPM1较大时,敏感波长随水深增大没有明显变化。不同类型水体在SPM1较低时,各波段的最大影响水深各不相同,可达10m,并随表层悬浮颗粒物浓度的增大而逐渐减小,峰值波长逐渐向长波方向移动;当SPM1较大时,最大影响水深集中于0.5~2.0 m,随波段递增无明显变化规律。随着表层水体的衰减系数的增大,最大影响水深在不同波段基本呈递减趋势。【结论】研究成果有助于准确的理解表层遥感反射率中所包含的水体垂直结构信息,并为深入研究非均质水体光学特性及其辐射传输过程提供理论依据。     

典型电厂区多源遥感定量反演的适宜性评价

【目的】探讨典型电厂厂址区各种地质要素在多源遥感监测的影像及方法选取方面的适宜性。【方法】以寿光火电厂和西北典型洪灾区(有4个电站)为例,从海岸线变化监测和洪水痕迹范围识别方面,开展适宜性评价研究。【结果】对电厂厂址尺度范围内的海岸线变化监测,在传感器类型和反演方法选取时,不同潮滩坡降分别受到影像空间分辨率、水边线高程误差和改正时的内插误差、坡度改正误差的影响,而需要选择相应合适的影像数据。在进行洪水淹没范围的提取时,遥感反演、现场调访和模拟结果对比显示,基于Landsat数据的土壤含水量法提取的洪痕及洪水淹没范围更加准确。【结论】本研究结果可为电厂选址及后期监测选取适宜的遥感数据源和相应技术方法提供参考,为工程厂址环境监测提供可靠的遥感反演理论依据。     

基于X波段雷达回波图像相关性分析的 浅海水深数值模拟与反演研究

根据描述有限水深的TMA海浪谱模型,对X波段雷达浅海区域海面回波进行了数值模拟;TMA海浪谱模型是深水JONSWAP谱的扩展,它能反映水深变化对海浪的影响。对利用X波段雷达回波图像相关性分析来反演浅海水深方法的适用条件以及性能进行了分析;该方法利用雷达对海杂波成像,结合回波图像之间理论与实际相关性之间差值累计量的最小值与水深的对应关系,可以得到雷达探测区域的水深信息。数值模拟以及水深反演结果表明:图像相关性方法在水深小于25 m时有较好的水深估算能力;但当水深大于25 m时,此方法会失去其水深反演能力。通过对模拟的图像进行水深提取,有效的验证了谱模型的准确性以及相关性方法的适用范围,为后续X波段雷达水深研究提供了很好的依据。     

内河水深遥感的应用

利用陆地卫星TM影像研究闽江竹岐至侯官河段的水深，建立了遥感信息与水深之间关系的数学模型，研究表明：用最低通航水位时的水域边界裁取研究水域，可消除边界点因水陆信息混合产生的误差，提高遥水深精度；用两个时相遥感所得的水下地形计算河床冲淤值，进一步削减了由遥感信息源转换成水深信息时的误差，结果与用实测地形资料计算的结果基本一致，能满足河床演变分析和冲淤量计算的要求。     

光纤光栅传感信号寻峰误差研究

光纤光栅传感器是通过检测被测物理量引起的光纤光栅中心波长的漂移量来得到该物理量的变化,波长检测精度常受到寻峰算法的影响。本文研究了5种寻峰算法,分析了加窗截断长度、信噪比及波长分辨率对寻峰算法误差的影响。截断长度太长或太短都会造成寻峰误差骤增,每种寻峰算法对应的加窗截断长度稍有不同,略大于3dB带宽的2倍为最佳;信噪比越高,寻峰误差越小;波长分辨率越高,寻峰误差越小。通过与实验对比,相同条件下,高斯公式非线性拟合在5种算法中寻峰误差最小,质心算法寻峰误差最大。实验中高斯公式非线性拟合算法的寻峰误差可以达到1.00pm。     

统计相关水深遥感模式的建立

利用卫星遥感图像影像光谱值和实际水深的同步资料进行统计相关分析,建立初步的水深遥感模式,应用于水下地形的反演,使用幂函数形式的非线性修正项对初步模式进行修正,弥补用局部样本点的回归方程代替整体时局部水域产生的水深数值偏差的不足,得到应用于整个研究水域的水深遥感模式,使遥感水深值的平均相对误差从修正前的３７％下降到修正后的１７％,精度明显提高。     

基于高分六号卫星遥感影像的太湖叶绿素a质量浓度反演

针对太湖叶绿素a浓度反演大多采用低中分辨率遥感数据,缺少基于高分辨率遥感数据研究的现状,采用高分六号卫星遥感影像,运用波段比值模型、归一化差异叶绿素指数（NDCI）模型和三波段模型定量反演了太湖蓝藻的叶绿素a质量浓度,并采用2018年10月28日、2019年4月6日和2019年6月3日的高分六号卫星遥感影像对3种模型的反演精度进行了验证。结果表明,采用NDCI模型的平均相对误差、均方根误差和平均绝对误差最小,NDCI模型具有更好的精度和稳定性,更适合高分六号卫星遥感影像在太湖叶绿素a质量浓度反演方面的应用。     

基于人工神经网络的自航浮标测波方法可行性

海洋波浪会对船舶营运和安全产生不利影响,实时准确的随船海浪监测对绿色智能船舶及航行安全至关重要.利用船舶运动反演遭遇海浪信息是一种重要的随船海浪监测手段,具有成本低、时空分辨率高等诸多优点,受到广泛关注.针对现有船舶运动反演海浪模型存在的不足,提出了一种基于人工神经网络(Artificial Neural Networ...