分裂窗算法在热红外遥感陆面温度反演中的应用

在分析分裂窗算法原理的基础上,介绍常用的几种算法,分析并选取Becker-Li分裂窗算法作为温度反演的最优方法,对ASTER数据进行辐射定标、大气纠正和几何校正,同时结合对植被反映比较敏感的Valor方法计算地表比辐射率,反演出山东省临沂地区的陆面温度.结果表明:城区温度最高,范围为315.09~319.12 K,而水体温度最低,范围为299.10~303.12 K,反演结果较为理想;此外,Becker-Li分裂窗算法和Valor算法能够较好地提高反演精度,为复杂区域的温度反演提供良好的应用示范.     

Rainfall retrieval over land from satellite remote sensing (SSM/I)

Composite microwave index (CMI) method is used with the satellite SSM/I data to retrieve summer rainfall rate over 96°E–127°E, 17°N–44°N. The results of verification are: the root-of-mean-square error is 0.9 mm/ h in the actual rain rate range from 2 to 2.9 mm/ h; 1.6 mm/h in that from 3 to 5 mm/h and the maximum rms error is 4.2 mm/h in that from 5.1 to 50 mm/h. Case study shows the decision tree and CMI method presented in the note are effective to the rainfall recognition and rain rate retrieval over land of East China.     

基于卫星遥感数据的陆面温度反演算法研究

针对NODIS(Moderate Resolution Image Spectroradiometer)遥感数据每天4次过境(2颗星)的特点,利用两个红外通道(本研究选取31通道和32通道)在2个不同时刻的遥感数据,提出了2通道反演算法,找出了非均匀地表温度遥感反演的可行方法,并在实验区进行了反演实验,取得了与实际状况几乎一致的陆地表面温度反演结果.图1,表2,参9.     

Application of satellite thermal infrared remote sensing in monitoring magmatic activity of Changbaishan Tianchi volcano

In this paper, with the application of satellite thermal infrared remote sensing technique, nine land surface temperature distribution maps of Changbaishan Tianchi volcano area are retrieved from nine thermal infrared images which are taken from 1999 to 2008. In terms of NDVI (Normalized Difference Vegetation Index), we classify the surface cover of the study area into three types, i.e. vegetation (forest), mixture of soil and vegetation (short grasses), and bare rock. The average temperature of each type of surface covers is calculated first, and then the average daily temperature record from Tianchi meteorological station is subtracted in order to reduce the effect of weather variation. Finally, thermal anomalies of three types of surface cover in Changbaishan Tianchi volcano area in the period of 1999 to 2008 are obtained, which is believed to reflect the magmatic activity in the magma chamber under Tianchi volcano caldera. Our results indicate that temperature of the study area increased with an intermittent tendency during 1999 to 2005, but dropped after 2005, and then maintained a relatively stable state from 2006 to 2008. Such a tendency of annual temperature variation possibly caused by magmatic activity is correlated with the results observed by means of seismic monitoring, ground deformation from GPS measurement, and volcanic gas geochemistry monitoring in the same area. It is implied that the upward intrusion of magma may cause temperature increase, and such temperature variation is great enough so that could be detected by using satellite thermal infrared remote sensing technology.     

基于遥感分析土地利用变化对武汉城市热岛的影响

城市热岛效应与城市化和土地利用变化密切相关.不透水面的扩张极大地改变了城市下垫面的热力学性质,这是造成城市热岛效应的主要原因.利用Landsat 7 ETM＋和HJ-1A卫星多光谱遥感数据,通过人工解译获得2002年和2012年武汉市土地利用情况,同时利用武汉同期的MODIS合成地表温度产品对城市热岛强度进行了分级,进而对城市热岛与土地利用的时空变化情况进行分析,揭示了二者之间的关系.结果显示,武汉市城市热岛的扩张表现为中高强度的城市热岛以各主城区为中心向外围延伸,并且有逐渐连接成片的趋势,这与城市化扩张的特征基本相同.建设用地的不断向外延伸是造成武汉城市热岛不断增强的主要原因.     

基于形状的遥感图像检索系统

研究了基于内容的遥感图像库的快速检索系统．系统采用基于形状全局特征与局部特征相结合的两步检索策略，由简单的全局特征来过滤掉大部分的非相关形状，利用矢量近似方法来对所属类别进行快速定位，缩小搜索空间；局部特征相似性是通过形状小波变换系数之间的距离直接计算的．仿真试验表明，该查询结构能够高效准确地对高分辨遥感图像和航片进行检索．     

基于SPOT遥感影像的下垫面信息获取研究

分析了利用SPOT卫星影像提取下垫面信息的现状,包括工程实践中通过SPOT立体像对恢复DEM的方法及其特点以及其他下垫面信息的提取方法及其特点;综述了智能化、高效率获取下垫面信息的研究进展.结果表明,随着科学技术的进步,空间分辨率低、大区域、高质量立体像对获取困难及云层覆盖等SPOT影像数据本身存在的缺陷将逐步被克服,但智能化、高效率地进行下垫面信息的提取,将是今后必须努力解决的理论与技术难题.     

民勤县土地荒漠化遥感分析

民勤绿洲在河西走廊乃至全国具有重要的生态地位.运用遥感解译的方式对民勤自20世纪90年代至本世纪土地荒漠化进行分析,探讨造成这种结果的原因.结果表明：民勤绿洲的恢复速度赶不上沙漠的扩张速度,而且水体的减少和持续的大规模开发地下水使得绿洲的生存面临更大的威胁;民勤土地荒漠化发生发展是多种因素综合作用的结果,人口的急剧增加和人类活动的加剧是主要原因,而风的变化也起着主要作用,所以治沙首先要改变当地的种植结构,其次要治风;在民勤408 km的风沙线上有66个风沙口,如何解决此问题是解决民勤土地荒漠化的根本.     

基于土地利用与地表覆盖遥感信息的洪水过程模拟

基于数字流域平台,将遥感技术获取的土地利用和地表覆盖1km栅格信息与数字高程模型数据进行空间配准,由此直接提取新安江模型参数IMP(不透水面积比),并通过构建林地面积比与新安江模型参数SM(土壤自由水蓄水容量)的关系间接确定各子流域的SM值．汉江褒河流域24场洪水实例研究表明：采用半分布式水文模型,15场洪水的确定性系数增大,22场洪峰流量相对误差显著降低;SM对洪峰流量的影响要比对确定性系数的影响大．     

热红外高光谱遥感回归分析定量反演石英含量

热液矿床是重要的矿床类型,包含金矿、铜矿、锡矿、铀矿、钨矿、铅锌矿等重要矿床。在多数情况下,热液活动造成其与围岩石英含量的差异。目前遥感技术仅能提取SiO_2含量(或相对含量)及其分布范围,难以精确反映石英含量的差异信息。通过分析JHU波谱库中不同矿物的光谱曲线以及其他多种含石英岩石和不含石英岩石的光谱曲线,区分了SiO_2光谱特征谱段和石英光谱特征谱段。使用热红外地面光谱仪102f实测样品光谱,通过线性回归方程统计出石英含量的计算公式。最后,通过热红外成像光谱仪(thermal airborne hyperspectral imager,TASI)提取研究区石英含量来验证公式的正确性,并得到野外验证。得出结果:8.6μm处的发射峰是8~11.5μm范围内石英唯一明显的光谱特征,其发射峰的凸显程度与石英含量呈正相关关系。     

安徽省土壤湿度时空变化规律分析及遥感反演

为获取安徽省的土壤湿度时空信息,采用克里金法将站网实测多层土壤湿度数据插值为网格数据,分析其时空变化特征;进而建立遗传算法优化的BP(back propagation)神经网络模型进行土壤湿度反演。该模型以风云3B卫星的亮温数据为主要输入,训练后对该模型验证并进行预测。结果表明:安徽省土壤湿度月均值波动较频繁,淮北平原和大别山区较其他区域干燥;随着深度的增加,土壤湿度增大且季节和空间差异变小;所有分区平均模拟值与实测值的日序列相关性达到0. 605,均方根误差为0. 056 m~3/m~3,说明该模型能够较好地反演安徽省土壤湿度。     

星载微波辐射计遥感大气温度廓线的数值模拟

为了充分了解微波被动遥感大气温度廓线的能力,为星载微波辐射计研制及今后的资料解释提供必要的技术基础,开展了采用50～60 GHz氧气吸收带内的7个通道反演大气温度廓线的数值模拟研究.利用微波辐射传输模型模拟了微波辐射计各通道亮度温度,在此基础上建立了大气温度廓线的统计反演方案.统计反演的数值试验表明,50～60 GHz微波通道对大气温度廓线有一定的遥感反演能力.     

基于局部非线性地理加权回归模型的地表温度降尺度算法研究

地表温度(land surface temperature, LST)是反映地表状况的一个重要参数,能对地表-大气相互作用过程进行描述。由于受到卫星热红外传感器成像条件的制约,获取的卫星热红外遥感图像存在时间分辨率、空间分辨率难以兼顾的问题,导致反演的LST数据难以得到深入应用。采用LST降尺度算法可以解决此矛盾,获得高时空分辨率的地表温度数据。目前LST降尺度模型逐步由全局模型转向局部模型,但局部降尺度模型忽略了非线性关系。针对此问题,提出基于局部非线性地理加权回归(non-linear geographically weighted regression, NL-GWR)的地表温度降尺度算法。选择合适的研究区域,并分别选取归一化差异植被指数(normalized difference vegetation index, NDVI)、归一化差异建筑指数(normalized difference build-up index, NDBI)以及数字高程模型(digital elevation model, DEM)作为辅助参数进行LST降尺度,将中分辨率成像光谱仪(moderate resolution imaging spectroradiometer, MODIS)地表温度空间分辨率从1 000 m提升到100 m,并将基于地理加权回归(geographically weighted regression, GWR)与NL-GWR模型的降尺度结果进行对比分析。实验结果表明,考虑非线性关系的NL-GWR模型要优于GWR线性模型,能够获得较低的均方根误差(1.96 ℃)和平均绝对误差(1.63 ℃)。     

湖北省土地利用状况遥感调查

采用1999年最新的LANDSAT TM假彩色合成图像，采用人机交互式遥感解译方法和ARC／INFO地理信息系统对湖北省的土地利用进行了1：250 000比例尺的遥感调查与制图，调查结果显示，湖北省土地利用结构中，农用地占92％，而耕地占农用地的42％，耕地中基本上是水旱各半，耕地主要集中在江汉平源，鄂东沿江平原和鄂北岗地，耕地 化程度最大的江汉平原耕地占其土地面积的68％，全省水域用地约占土地总面积的6％，建设用地约占2％。     

The non-point source (NPS) information system based on remote sensing and GIS and its preliminary application

A non-point source information system (NPSIS) has been constructed by use of remote sensing and GIS technology, and a construction method of NPSlS introduced with Shenzhen as an example. With the remote sensing land-using images as an environment unit, the analysis modules based on NPSIS are built through combining the NPS model with NPSIS, and the preliminary NPS calculation and analysis performed.     

The non-point source (NFS) information system based on remote sensing and GIS and its preliminary application

A non-point source information system (NPSIS) has been constructed by use of remote sensing and GIS technology, and a construction method of NPSIS introduced with Shenzhen as an example. With the remote sensing land-using images as an environment unit, the analysis modules based on NPSIS are built through combining the NPS model with NPSIS, and the preliminary NPS calculation and analysis performed.     

遥感技术在森林火灾信息提取中的应用

利用森林火灾后的TM影像 ,应用最佳波段监督分类法、第三主成分分量 (PC3)滤波阈值法和IHS变换法对罗源县境内的历年森林火灾信息进行提取 .通过对比发现最佳波段监督分类法和PC3滤波阈值法的森林火灾信息提取精度较高 ,而IHS变化法效果较差 .同时还分析了影响精度的原因 ,提出利用地形、地理特征来提高火烧迹地信息提取精度的观点 .     

黄土丘陵区土地利用遥感制图研究

选用黑白全色航片、彩色红外航片、MSS 影像和 TM 影像资料,在黄土丘陵区进行土地利用制图的对比实验,对多信息源的资料特点、应用潜力和综合信息提取进行了探讨.结果表明,彩色红外航片是1:50000大比例尺土地利用制图的最优资料,TM 影像可满足1:100000土地利用制图的需要,其资料与航片结合也可进行1:50000土地利用制图及对原有1:50000土地利用图进行更新和修测.     

青藏高原地表参数的被动微波遥感反演研究

利用被动微波遥感数据TMI和GAMB-Tibet加强观测期的地面观测数据，改进和发展了一个被动微波遥感反演地表温度、土壤湿度和植被含水量的三维查表算法(3-D LUT)，并在青藏高原中部中尺度范围内进行了反演试验．对1998年7月1日的数据进行了个例处理，给出了3个地表参数的空间分布结果．进一步考虑了高原对流云对反演结果的影响，对5个月的TMI数据进行了10天的合成处理，利用合成图像运行算法得到了10天平均的结果．结果显示1998年5～9月5个月的土壤湿度反演结果的时空分布与实际情况符合较好；从选取的几个测站的数据比较看，去云处理后得到的土壤湿度反演结果有了明显改善．     

土地利用的遥感信息变化提取研究

利用卫星遥感影像进行土地利用类型分类和动态变化监测是遥感应用中的一个重要课题。本文选择不同时相的ETM 和SPOT-5卫星遥感影像数据,对两期影像进行监督分类,快速提取不同时期的土地利用数据;然后进行动态变化监测,获得土地利用情况的变化特征和信息;最后对其分类精度进行评价分析。研究表明,两期影像中耕地、居民用地和未利用地这三个类别的变化面积较大;ETM 影像进行监督分类的精度为90.1692%,Kappa系数值为0.8268;SPOT-5影像进行监督分类的精度为95.1477%,Kappa系数值为0.9361。由于SPOT-5影像的分辨率较高,分类效果更优于ETM 影像,更能准确的反映土地类型的信息和特征。