基于Hyperion高光谱遥感影像的植被覆盖度提取研究

基于Hyperion高光谱影像,对提取植被覆盖度的传统像元二分法进行了改进,提出通过地物分类来提高植被覆盖度提取精度的算法.该算法先对研究区进行分类,在较高分类精度的基础上,结合不同地物的NDVI频率累积图和实际情况得到各类地物的植被覆盖度,最后得到研究区域的整体植被覆盖度.结果表明,经支持向量机分类的总体精度为83.2%,Kappa系数为0.710;相同NDVI值,林地的植被覆盖度农田的植被覆盖度草地的植被覆盖度,实验结果与实际基本相符;改进的像元二分算法改善了传统像元二分法中存在的水体、裸地非植被覆盖区得到非0的植被覆盖度和高植被覆盖地区检测灵敏度下降等问题,丰富了传统像元二分法的细节信息,得到更符合实际的植被覆盖度.     

红透山地区植被异常遥感信息提取及其找矿意义

为了解决遥感技术在高植被覆盖区的应用受到较大限制的问题,在充分考虑植被反射光谱特征及其在TM数据波段响应基础上,对TM5,TM4,TM2/TM3多光谱遥感数据进行主成分分析并拉伸处理.矿化区植被与背景区植被表现出明显的区别,矿化区植被呈暗红色,而背景区植被则表现为鲜艳的粉红色;对上述影像数据进行监督分类,结果表明该方法可以很好地突出由矿化蚀变导致的植被异常信息.该方法对东北高植被覆盖区遥感地质勘查具有一定的借鉴意义.     

基于高光谱遥感的植被生物量反演方法研究

高光谱遥感技术能够为反演植被生物量提供快速无损的数据采集与分析处理方法.基于高光谱遥感在植被生物量反演中的研究成果和进展,对其反演方法进行研究:阐述高光谱遥感反演植被生物量的原理;探讨高光谱遥感反演植被生物量的估算模型;分析比较不同估算模型的特点.结论表明,利用高光谱遥感分析植被的光谱特性进而估测植被生物量是一种精度较高且应用广泛的方法.     

西安神禾塬地区高光谱遥感考古研究

与传统考古技术相比,遥感技术能快速、低廉地对大范围地下文物遗存进行探测和制图.但从以往大量考古遥感实践来看,遥感考古往往只是在地表残存一定遗迹的情况下才能取得好的效果,而对于地表没有残存痕迹的考古遗址,其遥感分析往往会无功而返.考古学家最需要的是在没有地表残存痕迹情况下的考古遥感探测技术.本文通过陕西长安县神禾塬高光谱遥感考古试验研究,介绍了一种新型的考古遥感技术--高光谱遥感考古,它通过探测和识别微弱的地物光谱异常,实现了在没有任何地表"常规"考古线索情况下的地下文物遗存探测.     

浅谈地质找矿中的遥感技术

随着遥感技术的推广,遥感地质技术人员不断在实践中总结和提高,遥感技术的应用程度日臻成熟,地质的许多方向都有了不同程度的发展。遥感影像可以全面、客观地记录地表综合景观的几何特征,遥感图像不仅可以获得地表景观的形态、分布特征组合,而且还可以获得物质的成分和结构等,进而实现地物识别的目的。遥感技术在地质找矿中的应用包括直接应用和间接应用：直接应用是指遥感蚀变信息的提取,间接应用则包括地质构造信息、植被的光谱特征及矿床改造信息等方面。     

SASI高光谱数据在油气勘探中的应用

以最新获取的准噶尔盆地吉木萨尔地区高光谱SASI数据为例,首先对该数据进行坏波段去除,大气校正以及波谱重建等预处理;然后对重建数据进行降维降噪,提纯和N维可视化,并且基于光谱特征吸收峰的光谱识别准则,提取出与贮藏油气有关的方解石和伊利石的光谱信息,最后运用混合调制匹配滤波技术对异常区填图.结合已有地质资料分析和野外验证,所提取出的蚀变信息与油气区地质情况基本吻合,准噶尔盆地为高光谱遥感技术勘探油气提供一定的地质依据.     

基于高光谱线性混合光谱分解识别人工地物

城市下垫面包含多种不同年代、材料和成分的人工建筑物,其光谱多样性远远超过自然环境.利用高光谱遥感数据的丰富光谱信息,可以弥补传统遥感数据源(如航片、多光谱遥感数据等)在区分城市地物所需光谱分辨率等相关信息上的不足.从光谱分析与光谱匹配技术出发对城市地物和人工目标进行精细分类,可提供城市规划、环境监测、城市变迁乃至相关社会经济等方面的信息.本研究基于Hyperion高光谱遥感数据,以广州市区为试验区,尝试用手动提取终端像元,首先对水体与植被做分层掩膜,尽可能消除其在求取参考波谱与影像波谱角度过程中的影响;继而参考约翰-霍普金斯大学提供的标准光谱库的人工建筑物波谱,对光谱角度制图方法所产生的规则影像进行密度分割,获取与参考光谱夹角最小的端元准确位置,再通过高空间分辨率影像Quick Bird数据对其进行准实地验证,尽可能提"纯"并获取相应地物影像端元;最后,应用线性光谱分解模型提取出广州市区地表物质的丰度,由丰度图设定阈值生成地物分类图.结果表明:星载高光谱数据可识别出都市人工地物中的水泥混凝土、铺路混凝土、粘土瓦屋顶、较老建筑屋顶、裸土、高反射率未知物(玻璃、金属等)、低反射率未知物(阴影)、林地、草地与水体等,其总体精度为76.2099%,Kappa系数为0.7258.     

高光谱遥感影像与高程数据融合方法综述

高光谱遥感和激光雷达(light detection and ranging, LiDAR)是2种常见的遥感手段,各自具有不同的特点.高光谱图像能够很好地表征地物的光谱信息,反映出其材料、质地等特点,而激光雷达能够高效、精确地获取地面的高程数据.将这两种数据结合,能够优势互补,对地物实现更加精确的智能探测与识别,在植被分析、城市规划、气候建模等领域均有应用.为了更好地了解该领域目前的研究现状,把握未来发展方向,对近年来的高光谱影像和激光雷达数据融合方法进行了整理,按照基于形态学特征和深度学习的两大类分别进行介绍,总结这这些方法的特点.最后,对未来的发展方向进行了展望,分析了该领域未来的发展趋势.     

颜色光学在遥感技术中的应用

根据颜色光学基本理论和遥感技术物理基础，计算了用于遥感技术中的地物光谱反射比所表现地物用色谱数据和坐标表示该地物的颜色，使颜色的标号具有标准化，数字化和定量化，分析了地物光谱反射比与遥感图象密度间的关系，设计了用于遥感图象解译的植被遥色谱。     

基于随机森林算法的航空高光谱数据分类方法研究

高光谱数据具有光谱范围广,光谱分辨率高等优势,可以用于不同地物的分类识别,为近年来遥感领域的研究热点。采用随机森林算法对机载高光谱数据进行了地物分类识别研究,首先选取不同种类的地物样本,并对每类样本打上类别标签,每个像素包含的波段数即为样本的特征数,送入随机森林分类器进行训练;然后将训练好的分类器对待分类的高光谱影像数据进行分类,待分类的数据初始化为统一的类别标签;并根据袋外数据自变量的扰动对分类精度的影响,计算不同波段特征对分类效果的重要性系数。实验采用C++语言结合Intel Open CV计算机视觉库,编写了高光谱影像分类识别程序,对机载AISA高光谱传感器获取的甘肃省张掖市农村与城市影像数据进行分类,结果表明本文算法具有较高分类精度和可靠性。     

基于光谱主次吸收谱带组合特征相似性测度的高光谱遥感矿物信息提取

吸收谱带组合特征是识别和区分具体矿物类型的重要参量。研究表明,地物单一光谱特征不稳定性无法全面反映地物光谱间的相似性,直接影响识别效果。提出一种基于矿物光谱的主次吸收谱带组合特征的相似性测度方法;该方法基于光谱主次吸收特征的最小二乘相似性拟合法,对光谱特征较稳定的主、次吸收特征参量赋以不同的权重系数,将图像光谱与标准光谱库中各个参考光谱分别在主吸收特征与次级吸收特征波段进行加权比较,从而得到识别结果。基于CAIS/SASI机载高光谱数据,IDL编程实现光谱主次吸收特征最小二乘相似性拟合算法对实验区的绢云母、绿泥石蚀变矿物信息提取,并与常规光谱角制图处理结果的比较分析,发现新算法能更细致地进行高光谱遥感地物信息提取,有较强的实用性。     

HSI高光谱数据的FLAASH大气校正与评价

针对福州闽侯西部地区的HSI高光谱数据,进行影像条纹噪声去除,并基于MODTRAN辐射传输模型对HSI数据进行大气校正得到地表真实反射率.通过大气校正前后的3类典型地物的反射率的对比,大气校正前后的植被反射率和光谱库中标准反射率的对比,证明了FLAASH模型对HSI数据进行大气校正的有效性.     

结合分层和ADMM的高光谱图像解混方法

高光谱图像有较高的光谱分辨率,但是单个像元覆盖的面积比较大,导致单个像元中出现多于一种地物的现象,即混合像元。混合像元的存在严重影响了高光谱数据的后续利用。高光谱图像解混技术的目的就是将混合像元中存在的地物种类(端元)以及各个地物种类所对应的比例(丰度)精确地表示出来。高光谱数据覆盖的范围比较大,不可避免存在端元变异的现象。为了应对端元变异现象,利用扩展的线性混合模型对高光谱数据进行建模。在基于分层解混技术的基础上,利用乘子交替方向法对其进行优化。实验结果表明,解混效果得到提升。     

基于光谱特征的路面材料区分度分析

为了将高光谱遥感技术应用于道路路面类型识别、路面损毁情况研判以及道路健康状况监测中,通过采集沥青混凝土、水泥混凝土、草地、裸土4类地物的光谱数据,对4类地物的原始光谱数据的三边参数进行无量纲化处理和降维处理后,计算并分析4类地物之间的区分度。在此基础上深入研究了基于光谱特征的不同路面材料区分度特征。研究结果表明,与全部参数和部分参数2种参数选择相比,主成分分析法更适合于地物光谱的参数区分度分析;沥青混凝土和水泥混凝土2种路面与其草地的区分度较高,与裸土的区分度较低,而且2种路面之间的区分度也较低;草地与其他地物、裸土与水泥混凝土的区分规则可以从红边面积与幅值、三边位置、红蓝边面积比、红黄边面积比、归一化红蓝边面积差等参数中选择;沥青混凝土与水泥混凝土的区分则可以从红边面积与幅值、黄边面积、归一化红黄边面积差等参数中选择;裸土与水泥混凝土的区分则需要通过其他方法获得。     

高光谱Hyperion与高分辨率WorldView-2卫星数据协同下的岩性分类

在目前的技术条件下,一种遥感数据源很难同时具有高空间分辨率和高光谱分辨率特征,因此如何协同使用不同来源的遥感数据进行矿物岩石识别就成了遥感地质领域的重要研究内容之一.本文结合高空间分辨率WorldView-2数据和高光谱分辨率Hyperion数据,以新疆鸟恰县矿物岩石识别与地层划分为例探讨多源遥感数据协同的岩性分类.通过对比2种数据源的空间和光谱探测能力,找到其协同基础.借鉴传统的同源数据融合方法,把WorldView-2多光谱数据降采样到不同空间尺度,并进行主成分变换,采用第一主成分与Hyperion融合产生协同数据.基于SAM光谱角分类法,分别采用WorldView-2多光谱原始数据、Hyperion原始数据和各协同数据对研究区的岩性进行自动分类.结果表明,各协同数据岩性分类精度较高,Hyperion次之,WorldView-2数据岩性分类精度最低.     

内陆小型湖泊水体氮磷的高光谱遥感估算

利用ASD地物光谱仪进行淀山湖水体的反射光谱测量,并结合同步表层水体采样的氮磷浓度数据,分析氮磷浓度和水体高光谱遥感反射率之间的相关关系,建立了单波段,一阶微分模型和波段比值等氮磷浓度估算模型.研究结果表明,一阶微分模型和波段比值模型可以有效地消除噪声,提高模型的估算精度.所建立的模型对于基于遥感技术进行水体氮磷的监测具有一定的参考价值.     

柴北缘成矿带矿化蚀变信息提取的方法研究

目的通过地物光谱测试及图像波谱分析,总结一套ETM卫星图像矿化蚀变信息提取的方法。方法根据野外波谱测试数据,建立蚀变矿物波谱数据库,并按ETM数据的波段对波谱库进行相应的重采样,使得重采样后的光谱分辨率与ETM的光谱分辨率相匹配,以选择矿化蚀变信息提取的最优波段组合;根据矿化蚀变信息提取的最优波段组合,分别采用比值(组合比值)、主成分分析(多重主成分分析)和光谱角填图等方法提取铁化、泥化和硅化信息,并对所提取的各类矿化蚀变信息进行可靠性评估。结果经野外实地验证和已知资料对比分析,预测的成矿远景区均具一定找矿前景。结论利用遥感技术手段,结合区域地质资料分析,在西部植被覆盖较少地区进行成矿远景预测是可行的。     

1991-2009年南流江流域植被覆盖时空变化及其与地质相关分析

以1991、2000、2009年3期TM影像为数据源,通过基于NDVI的像元二分模型,分析南流江流域19年来的植被覆盖时空特征,同时将这3期植被覆盖度图与流域地质图进行叠加,进而分析地质地层对植被覆盖度的影响。结果表明:(1)19年来南流江流域植被覆盖度变化显著,前10年间流域植被质量有所下降,自2000年来流域平均植被覆盖度呈上升趋势。(2)植被覆盖度与流域内地质地层联系紧密,流域内花岗岩(γ)地层,植被覆盖度较高,优于其他地层;岩溶区植被覆盖度较低,植被易发生退化,但恢复缓慢;该流域内的第四系地层植被覆盖度最低。(3)南流江流域植被以稳定、恢复为主,植被覆盖得到较大好转,在空间分布上变化较为显著。     

基于均值漂移聚类的端元束提取

为了能够在不需要事先知道地物类别数目的情况下进行光谱的有效聚类,采用均值漂移算法完成聚类这一步骤。根据同一种地物光谱存在变异性的情况,使用了光谱角距离作为均值漂移聚类算法的相似性准则。用模拟高光谱数据和真实高光谱数据进行实验,结果表明基于改进后的均值漂移聚类的端元束提取方法较传统的K均值算法更能有效地形成代表每种地物类别的端元束。     

西南喀斯特地区植被定量遥感研究进展

喀斯特地区植被相比非喀斯特地区具有更高的时空差异性,在维持脆弱生态系统稳定与可持续发展中具有极其重要的作用。西南喀斯特地区作为全球生物多样性热点地区,植被类型多样且存在显著的同物异谱/同谱异物现象。为更精准、高效地进行喀斯特地区植被定量遥感研究,本文从个体尺度到生态系统尺度,从遥感数据源选择和方法应用上回顾了西南喀斯特地区植被定量遥感的研究进展,并探讨下一步需要重点关注的研究方向。西南喀斯特地区植被定量遥感研究主要集中在群落和生态系统尺度的植被覆盖度、植被分类、生态系统服务功能与价值研究;遥感影像数据应用相对单一,主要为被动成像中低分辨率的光学影像(如Landsat和MODIS)。在个体和种群尺度上,虽采用了地物高光谱遥感技术和无人机遥感技术,但该技术主要应用于小尺度近地面植物个体和种群研究,难以扩展到区域范围。亟待开展融合多源影像,尤其是激光雷达影像(Light Detection and Ranging, LiDAR)与非影像数据的应用及其先进分析方法研究,以及个体和种群尺度的喀斯特地区植被生化参数定量估算与自然植被物种精准识别,群落和生态系统尺度的生物多样性与碳循环定量遥感研究工...