粒子群算法在薄膜表面BRDF模型优化中的应用

为得到光学薄膜表面双向反射分布函数的统计模型,测量了不同薄膜材料表面的激光（0．808μm）双向反射分布函数。采用多参数优化的惯性权重模型粒子群算法,权重因子随迭代代数增加线形减小,建立了材料表面的BRDF五参数模型。并与遗传算法进行比较,表明粒子群算法在计算效率和计算精度上都比遗传算法好。     

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。     

基于模型分块交叉移动的学习型模拟退火算法地震反演

针对地震非线性反演问题,提出一种基于模型分块交叉移动的学习型模拟退火的全局优化地震反演方法.其步骤为:首先,在模拟退火算法及粒子群算法基础上,在算法模型扰动项里面加入1个向目标优化的方向移动的学习项;其次,针对地震反演模型数量多及地震记录为褶积形式的特点,采用模型分块交叉移动的方法来实施模拟退火反演,给出模型分块交叉移动的学习型模拟退火算法流程.研究结果表明:该方法具有收敛速度快、精度高、实现简单、高效的特点,可以用于其他多维多极值的目标函数反演.     

基于BRDF订正的兰州地区春季气溶胶光学厚度反演实验

利用6S模式反演并分析兰州地区春季气溶胶光学厚度(AOD)分布情况,探讨了双向反射分布(BRDF)对气溶胶光学厚度反演结果的影响.结果表明:兰州地区2010年春季气溶胶光学厚度高值中心位于西工业区和城关区,最大值分别为0.46和0.31.不考虑BRDF时水面上空气溶胶光学厚度反演结果存在明显误差,经Walthall BRDF订正后,水面上空误差明显减小,说明经过Walthall BRDF订正后的6S模式适用于水面上空的气溶胶光学厚度反演.兰州大学半干旱气候与环境观测站(SACOL)站点(35.57°N,104.08°E)反演值和实测值比较表明,在无云晴天条件下,选用Walthall BRDF模式可以提高AOD反演精度.     

Comments on scaling effect of reciprocity in BRDF study

Reciprocity principle is a common theory in electromagnetics and optics. It is also one of the general principles of the radiation transformation theory. However, in many remote sensing studies, this principle cannot be always supported by experimental data, especially when the scaling effect of the remote sensing image pixel is considered. The debate over the issue of whether the reciprocity principle can be used as a fundamental standard in evaluating the effectiveness of remote sensing observations has lasted for years. Using geometrical optics model, Li and Wan proved the existence of the scaling effect in applying the reciprocity principle to a remote sensing image pixel in 1998. In 2002, Snyder challenged Li's proof, and attempted to prove that reciprocity principle is universally valid without any scale limitation. In this paper, we will argue with Snyder's theory and point out that Snyder's theory had neglected an important condition used in Li's proof and, as a result, drawn the wrong conclusion. Here we will restate Li's condition in his demonstration and offer a further proof to verify that reciprocity principle cannot be applied unconditionally to the study of bi-directional reflectance distribution function (BRDF) of land surfaces in field or satellite remote sensing observation scale.     

基于粒子群-最小二乘法的岩石流变模型参数反演

为解决参数数量随加载级数增加而成倍增加,对参数反演带来困难这一问题,在分级加载蠕变模型中,根据粒子群算法和最小二乘法对参数反演的特点,先采用粒子群算法(PSO)对模型参数进行反演得到一个全局次优粒子,再将其作为初始值对模型参数进行最小二乘法反演.工程实例表明,粒子群-最小二乘法反演可以很好地应用于分级加载蠕变模型的参数反演.     

A kernel-driven model of effective directional emissivity fornon-isothermal surfaces

Land surface temperature (LST) is a key geophysical parameter that reflects the combined effects of land surface energy and radiation balance. Remote sensing of LST, however, requires understanding the directional patterns of thermal emission from heterogeneous land surfaces. Recently, semi-empirical, linear, kernel-driven models have been successfully used to describe observed directional patterns of land surface reflectance. Following a similar methodology and based on a recent model of the physics of directional thermal emission from heterogeneous land surfaces, a kernel-driven semi-empirical model for thermal emission is developed using three kernels: (i) an isotropic kernel, corresponding to the gray-body component in a heterogeneous pixel; (ii) a two-layer canopy kernel, derived from a previous conceptual model; and (iii) a geometric optical kernel that accounts for the fact that sunlit parts are hotter than shaded parts in a pixel. The three-kernel model fits 1997 airborne directional thermal brightness data over Avignon, France, very well.     

水泥板表面BRDF统计建模的优化与实现

分析了水泥板表面光散射的特点,结合图像处理方法计算了水泥板表面CCD图像像素的灰度梯度。通过遗传模拟退火算法反演出双向反射分布函数（BRDF）中遮蔽函数的参数,将反演的参数替换遮蔽函数中的经验参数计算水泥板表面的BRDF,并将拟合值和BRDF的实验值相比较,结果显示,随入射角增大遮蔽函数参数取反演值时的BRDF比取经验值时的BRDF精度更高,为目标表面BRDF统计建模的优化提供一种方法。     

对地观测图像BRDF校准模型的建立与应用

为提高对地观测图像质量的数据校准方法,建立区别于传统模型的对地观测目标复合双向反射分布函数（BRDF） 模型. 通过BRDF量值实现计量标准对该模型进行绝对量值标定,使得对地观测影像更真实反映观察对象. 该模型综合考虑对地观测目标的BRDF分布、太阳辐射、大气分布状况等,加入BRDF国家计量标准的修正参量,结合遥感相机参数,得到计量校准后的遥感相机入瞳辐亮度数据. 以一种典型建筑材料毛玻璃的BRDF测量及其对地观测图像的校准为例,通过这一复合模型的校准,其图像的色差提高约3,亮度对比提高约3.      

基于严密模型的多基线InSAR高程反演方法

针对常用多基线干涉合成孔径雷达(In SAR)高程反演方法基于简化模型、精度低、计算量大的问题,该文提出一种新的多基线In SAR高程反演方法。该方法引入严密几何关系的三维重建模型,并添加干涉相位的整周期数作为求解参数,迭代求解目标点的三维坐标。由于该方法采用目标点三维坐标信息连接不同干涉数据,明显降低了系统误差对整周期数求解的影响,因此较常用多基线In SAR高程反演方法更具可靠性。机载数据实验结果表明:对于定标数据,该文方法结果的精度与最大似然高程估计(MLHE)方法相同;对于未定标数据,该文方法结果的精度优于MLHE方法;MLHE方法的数据处理时间为该文方法的6~7倍。在星载数据实验中,MLHE方法耗时351 s,该文方法耗时14 s。     

光谱混合分解模型在草地退化研究中的应用

研究了光谱混合分解模型在草地退化(荒漠化)中的应用,探讨了模型运用中的遥感数据获取和预处理、端元选取、光谱混合分解结果的时序分析和数据融合等关键问题,并给出了相应的解决方法。最后探讨了该方法存在的问题和改进之处,指出高光谱遥感、模型数学、神经网络是光谱混合分解模型在草地退化研究中的发展方向。     

彩色遥感图像D-t曲线的Logistic模型

应用Logistic模型拟合彩色遥感图像的D－t曲线，是定量分析Y（黄），M（品红），C（青）分解密度与曝光时间关系的一种新方法。结果表明，Y，M，C分解密度的预测值与实测值达到了较好的吻合。决定系数RY^2=0.9825,RM^2=0.9675,RC^2=0.9943,相应的标准偏差σT＝0．053，σM＝0．100，σC＝0．015，可以满足定量计算的精度要求。     

应用高光谱植被指数反演冬小麦叶绿素的光谱指标敏感性研究

高光谱植被指数反演叶绿素含量的精度除与模型有关外,光谱指标中心波长、波段宽度、信噪比等的差异也会带来一定的影响。本研究基于实测光谱数据,结合波段模拟、噪音分析等方法,研究不同的光谱指标对植被指数反演叶绿素含量的影响,分析用于反演的光谱指标的敏感性,结果表明：(1)最佳中心波长的位置与适用于高低覆盖的植被指数类型有关,反演精度在一定范围内并不随着波段宽度的增加而提高;(2)不同植被指数抗噪声能力有一定的差异,其中DVI、NDVI和SAVI等抗噪能力比较强,MCARI和TCARI抗噪能力比较弱;(3)联合反演模型反演结果为R2=0.7415,RMSE=0.4026,优于MTCI的反演结果,通过模拟HJ1A-HSI,Hyperion等数据,研究出联合反演模型在不同高光谱传感器下有一定的适用性。     

交互初至波检测与表层模型正反演

初至波表层速度模型层析反演是层析静校正的重要基础。作者研究了一套完整的方法和软件系统 ,利用计算机可视化技术进行人机交互初至波检测、表层模型正演及反演 ,可直观地分析、监控初至波检测的合理性及模型层析反演的质量 ,提高表层速度模型层析反演的可靠性 ,为层析静校正提供合理的表层速度模型。     

地震反演中的三维复杂约束模型

地震反演中约束信息模型的建立,特别是多井、断裂发育区的三维复杂约束模型的建立,是地震波阻抗约束反演中的关键技术环节,对反演质量有着重要影响。运用地震、地质综合分析方法,系统地研究了测井资料垂向井孔轨迹约束、地质层位横向控制约束、断块约束、地层沉积模式和接触关系约束等三维约束模型的关键要素。在三维复杂构造和沉积框架关系建立、约束信息三维空间内插外推以及二次修正方法研究的基础上,建立了包括逆断层在内的复杂断裂约束模型以及河道、盐丘(或礁体)和地层缺失等地层沉积模型。通过对胜利油田牛庄地区三维复杂区块实际约束模型的建立和反演,证明了该方法行之有效,大大提高了反演结果的精度,取得了良好的应用效果。     

利用logistic模型对MODIS数据进行湿地提取

MODIS是近年来较常用于宏观土地利用/土地覆盖的一种遥感数据来源。为了克服MODIS空间分辨率的限制,在建立提取模型的时候使用了多期遥感数据,并且加入了地形辅助数据。Logistic模型是一种非线性的回归分析模型,它通常是用于预测和判定未知单元的类别属性。先划出训练样区,计算出湿地分布与各因子之间的关系式,进而得到湿地分布概率图,选取一定的阈值(0.5),最终提取出湿地。研究结果显示,Logistic模型用于遥感分类,分类精度高于最大似然法。另外,加入了地形因子(dem,slope,tpi)后,分类精度得到明显的提高。     

基于Quickbird影像的阴影校正模型研究

以遥感原理为基础，运用传统阴影校正模型，针对Quickhird影像的具体特征，对模型的2个主要参数值：大气亮度DNa、照射强度Eλd／Eud进行了求解，并应用实验区的影像进行了验证，结果表明了该方法的有效性和可行性，为广大Quickbird影像用户提供了一种阴影校正的新方法。