地表非同温像元发射率的Monte Carlo模拟

在进一步阐释地表非同温像元发射率的定义和Monte Carlo模拟方法的基础上,对在非同温像元上使用基于Kirchhoff定律的模拟方法提出了不同的看法.     

基于Landsat 8数据反演地表发射率的几种不同算法对比分析

为了分析研究不同地表发射率反演算法的精度和适用性,文中选取西安市的遥感影像Landsat 8为基础数据,运用ENVI,ArcGIS等软件,首先对Landsat 8数据进行预处理,提取西安市的NDVI影像;然后,建立决策树模型得到西安市地表分类影像,并基于像元二分模型反演得到植被覆盖度,基于NDVI得到4种不同算法的地表发射率;最后,以精度0. 01的MODIS LSE产品为标准数据,从像元尺度上对比分析了4种算法的精度,并依据回归决策树方法的分类结果,对比分析了不同算法在各类地表覆盖类型上的发射率反演差异。结果表明:在像元尺度上,植被指数混合模型法与NDVI~(TEM)改进算法精度较高且较为接近;从不同下垫面的反演差异来看,在植被区域4种算法之间的差异较小,而对于水体区域,4种算法之间的差异较大;从反演方法的适用性而言,植被指数混合模型法与NDVI~(TEM)改进算法较为适合本研究区。     

定量遥感的发展与创新

对遥感科学面临的问题、定量遥感研究的意义作了总结,讨论了定量遥感的几个重要的基础研究问题．特别强调了中国遥感学者在定量遥感方面的学术思想和研究进展,就几何光学模型、尺度变换、尺度效应和尺度纠正、病态反演作了研究、回顾与展望．指出定量遥感的四个研究方向：第一,在像元尺度上对基本物理定律进行检验及修正,开展尺度转换研究,提高定量遥感精度．第二,开展遥感与非遥感信息数据融合的模拟试验,探索地表时空多变要素的尺度转换规律．第三,进行多角度、多时相、多光谱相结合的混合像元分解和亚像元信息提取;运用多阶段的反演策略,提高反演的精度．第四,基础研究和应用示范相结合,估算高难度的地表时空多变要素,推动相关学科的发展．最后,作者回顾了自己从事遥感科学研究经历中的‘阵痛’与艰辛,坚信国家需要自主创新;对于真正的原始创新,客观公正的评价迟早是会到来的．     

面向像元-对象双尺度的不透水面遥感检测

为了改善像元级遥感不透水面提取时存在的椒盐现象，提出了一种面向像元-对象双尺度的不透水面遥感检测方法.首先基于建筑、植被、水体等多种光谱指数，在像元尺度上提取不透水面的分布范围，然后对遥感图像进行多尺度分割，并通过设置高阈值和低阈值来处理图中的碎斑和空洞.利用双尺度不透水面检测方法对天津市精武镇多年的遥感图像进行不透水面检测，结果表明，该方法检测的正确率为80%左右，漏检率低于10%，检测精度高于光谱指数方法.     

再论BRDF互易原理的尺度效应

互易原理是电磁学、光学的常用原理之一,是辐射传输理论的基石.当这一理论被用到遥感研究中,相当多的测量数据,尤其是野外测量数据不支持互易原理在传感器像元尺度上的有效性,因而,互易原理被当作检验遥感数据质量标准时,受到测量界的强烈反对.李小文等用几何光学模型证明了互易原理的尺度效应(Progress in Natural Science,1998,8(3):354～358).Snyder对李等的证明提出质疑(Applied Optics,2002,41(21):4307～4313),并试图证明互易原理在遥感中适用的无条件性,文中对Snyder的质疑进行了考察,指出,由于作者忽略了李小文等证明二向反射(BRDF)互易原理尺度效应的重要条件,并不能证明互易原理是无条件适用于遥感目标的研究尺度的,并再度证明,BRDF互易原理存在尺度效应.     

材料微结构对红外发射率的影响

低发射率红外伪装材料主要采用金属材料、ATO材料和光子晶体材料,由于机械物理性能限制,难以满足工程伪装多波段兼容性要求.利用后向散射效应研制低发射率红外伪装材料是一种全新的技术途径,其主要机理是通过对红外透明材料发泡,在材料内部形成微气室空腔,使入射光线在材料内部的传输过程中发生多次反射,从而提高材料的综合反射效果.对微泡结构材料内部的后向散射效应进行了深入研究,建立了非均匀涂层光线传输模型,并定量分析了材料的物性参数和结构参数对材料表面等效发射率的影响.     

MODIS和降尺度TM数据反演叶面积指数相互验证中几何处理方法的研究

提出了利用MODIS产品中的几何信息,把经过几何校正的TM数据反演叶面积指数(LAI)模拟成具有MODIS成像几何的降尺度LAI,然后与MODIS数据反演LAI进行对比验证的几何处理方法.以江西千烟洲研究区为例,采用经验公式反演TM和MODIS数据以获得两个尺度的LAI图像,分别用本文提出的新方法和传统方法进行尺度转换和对比验证.由反射率和LAI散点图得:新方法能显著提高TM降尺度图像与MODIS对应区域图像像元的对应精度.并且,新方法对大倾角观测MODIS图像与TM图像之间像元对应关系的改善更明显.因此,本文提出的几何处理方法可以建立不同尺度的遥感数据间更为准确的像元对应关系,更适用于不同尺度遥感数据反演产品的相互验证.     

基于景观结构的遥感影像超分辨率制图

尺度问题是基于遥感信息的土地覆盖分类中的一个核心问题,利用低空间分辨率数据得到高分辨率分类结果的向下尺度转换又是其中的难点．遥感影像超分辨率制图是近年发展起来的用于分类向下尺度转换的新方法,可由低空间分辨率遥感数据得到高分辨率的硬分类结果,弥补了传统的通过混合像元分解进行向下尺度转换时不能得到亚像元具体空间位置的不足．但现有超分辨率制图方法对小斑块、具有平直边角的形状或线形地物制图能力普遍较差．文中提出一种基于景观结构的超分辨率制图方法并将其用于模拟景观和真实景观的超分辨率制图．结果显示该方法可用于大斑块、小斑块共存景观的超分辨率制图,且制图结果不确定性低,算法简单,对研究区的先验信息要求低．基于景观结构的超分辨率制图改善了现有方法,为遥感影像土地覆盖分类向下尺度转换提供了一种简易可行的新选择．     

利用相比率影像方法研究月球月谷Schroteri区域

我们利用月球侦察轨道器（LRO）的窄角相机（NAC）数据,使用一种新的光学遥感方法—相比率影像法,来评估月表亚分辨率尺度的粗糙度.我们用该方法对月面谷Vallis Schrteri地区的三维相比率影像进行分析后发现,在月面谷侧面上风化物的复杂运动模式与撞击坑并无关联,而是由风化物和岩屑形成的,而非冲击熔融.     

V形墩连续刚构桥结构设计与分析

为了研究V形墩连续刚构桥各个设计参数对V形墩的力学性能影响,以实桥设计为工程背景,采用参数分析方法,建立MIDAS有限元分析模型,并讨论荷载形式、V形墩倾角和尺寸等对桥梁受力状态的影响.结果表明,V形墩的设计参数对整体结构的影响很大,其中活载产生的效应比重最大;V形墩倾角和尺寸是影响桥梁力学性能的主要因素,对墩身的弯矩效应影响较大,轴力效应影响较小.     

面向对象的遥感影像水体信息提取

基于面向对象的遥感影像分析方法,在不同尺度分割遥感影像的基础上,根据影像对象的特征,如亮度、光谱、归一化植被指数(NDVI)、面积和上下文等信息,对水体信息进行了提取和分类.结果显示:与传统的基于像元的分类方法相比,面向对象的遥感影像信息提取方法具有很好的效果,同时也提高了信息提取的精度.     

不同引力范围下二次引力模型亚像元定位研究

为进一步提高亚像元级遥感影像分类精度,研究开展了基于空间引力模型(spatial attraction model,SAM)和像元交换模型(pixel swapping model,PSM)有机结合的二次引力计算模型(double-calculated spatial gravity model,DSGM)亚像元定位实验;并对不同引力范围下的模型精度进行验证。研究中,利用空间引力模型改进像元交换模型初始化算法;并相应的对像元交换模型优化算法进行改进。其中,实验数据为人工影像数据和美国威斯康星州典型农业区的Landsat 8遥感影像数据。结果表明,当退化尺度为4时,在环绕空间关系下,利用二次引力计算模型对人工影像和遥感影像进行亚像元定位精度较空间引力模型和像元交换模型均有所提高。可见基于二次引力计算的亚像元定位模型精度均优于空间引力模型和像元交换模型,证明所提亚像元定位方法具有一定可行性和适用性,为更好地突破遥感影像空间分辨率的限制提供了新的思路。     

街谷结构内流场和污染浓度场的数值模拟研究

从三维尺度出发,对6种不同几何尺寸的街谷结构内流场和污染浓度场进行了数值模拟.流场计算模型采用Spalart-Allmaras湍流模型,污染物浓度场采用与流场耦合的对流扩散方程模拟,采用有限元方法离散微分方程.模拟结果表明,街谷结构的几何尺寸对其中流场和污染场的分布有很大的影响.宽度较小,高度较大的街谷结构内流场较复杂,污染物在其中比较不容易扩散.本文对不同街谷结构内流场和污染物浓度场的分布进行了对比分析,对城市规划设计、城市气候以及城市空气质量控制等领域具有重要意义.     

三维无界元和有限元的耦合方法

本文提出了三维无界元和有限元的耦合方法,即用无界元来模拟远场效应,用有限元模拟近场效应.同时,给出了三维四点无界模型及形函数、位移函数,无界元的单刚矩阵等整套计算公式,编制了三维无界元和等参有限元的耦合程序.该程序具有提高计算精度和节省机时、节省存贮量等优点,是解决岩土工程问题的有效工具.     

基于正交试验的植被-土壤像元偏振光谱分析

植被-土壤混合像元是一种在遥感中及其普遍的一种现象,是干旱地区遥感中研究植被分布的热点问题.通过对不同面积比例情况下的植被-土壤混合像元偏振高光谱进行定性以及定量的正交试验分析,并选取了四种常见的植被指数与吸收谷深度这一光谱特征参数进行建模分析.结果表明,偏振角、探测角和植被像元面积比例都会对其偏振高光谱特征产生影响,正交试验结果表明植被面积比例对植被-土壤混合像元偏振高光谱的影响最大,而且它和探测角的交互作用也有显著的影响.同时所选取的植被指数与吸收谷深度呈现出良好的相关关系,证明了利用吸收谷深度来估算植被指数的可行性.     

基于MODIS卫星遥感数据的大气气溶胶光学厚度优选反演方法

通过地面大气气溶胶的测定,可以反映大气浑浊度,进而在某种程度上确定区域的气候效应,其中关键技术是大气气溶胶光学厚度的反演.目前使用的卫星遥感气溶胶光学厚度反演算法中,扩展暗像元法精度较低而V5.2法适用范围较窄.提出了一种优选反演法,通过引入中红外通道表观反射率来选择扩展暗像元法或V5.2法.其中,在V5.2法中添加了Walthall双向反射分布订正.实验对比了相关方法反演的气溶胶光学厚度数据,结果表明所提方法可以弥补扩展暗像元法和V5.2算法各自的不足.     

基于应变梯度理论的假设应变有限元方法

采用基于应变梯度理论的假设应变有限元方法研究了微尺度梁弯曲的尺寸效应.在假设应变单元设计中,非局部的应变梯度项通过围绕高斯点的胞元进行数值积分得到.在本构方程中引入等效应变梯度项,在积分本构方程时就可以反映材料在微细变形时的尺寸效应.为了验证本方法的正确性,对微尺度下的悬臂梁进行了模拟计算.计算结果与已发表的实验结果比较吻合,表明可以模拟出材料微细变形的尺寸效应,具有较好的计算精度.     

高空间分辨率遥感影像分类最优分割尺度

在对高空间分辨率遥感影像进行分类时,为解决不同地物其空间尺度不同的问题,采用多尺度分割的面向对象分类技术,提出采用"对象完整面积个数最多法"的分割方法,研究得出道路、农田、居民地、裸地、水域的最优分割尺度分别为20、30、50、80和100,采用成员函数法对分割后的影像进行分类,并将分类后的结果与基于像元的监督分类结果进行了对比.研究结果表明:使用"对象完整面积个数最多法"实现最优分割的面向对象分类技术的分类精度高于基于像元的分类精度.     

基于面向对象的遥感影像植被信息提取

主要介绍了基于面向对象的遥感影像分类方法,借用eCognition软件通过设置不同分割尺度参数及特征值,进行了一个分割分类实例试验。结果显示,与传统的基于像元的分类方法相比,面向对象的遥感影像分类方法是具有很好的效果,提交了分类提取的精度。     

非岩性地基条件下核岛厂房拟三维地震分析

以AP1000核岛厂房结构为研究对象,提出了等刚度-质量简化原则,并基于ANSYS平台实现了复杂核岛结构的等效简化以及核岛振动特性的合理性验证;进而以SuperFLUSH程序为计算平台,通过引入黏性人工边界模拟无限地基辐射阻尼效应,采用等效线性法描述近场地基非线性特征,建立了非岩性地基条件下的核岛厂房结构拟三维地震响应分析模型;最后通过与SASSI程序真三维进行对比研究,验证了所建立拟三维计算模型具有较好的有效性及实用性.