基于BDS结合星载合成孔径雷达干涉测量技术的部分地质灾害监测和预警系统

北斗卫星导航系统（BDS）作为全球已建成的三大卫星定位与通信系统之一,其应用正向社会经济更深领域拓展,其手持终端设备也正在普通个人用户中普及。本方案充分利用北斗导航卫星的快速准确定位和短报文功能,将其与星载合成孔径雷达干涉测量技术（InSAR）、高分辨率遥感卫星集成,通过地面综合控制中心和用户手持终端向专业部门和普通用户提供泥石流、滑坡等地质灾害预警信息。设计方案从原理、系统机制、子系统功能、应用前景等方面对该系统进行设计和分析论证,认为该系统建设具有可行性和广阔的应用前景,可进一步拓展BDS的应用领域,将在交通、水利、林业等部门以及野外考察、户外运动等方面发挥重要作用。     

基于SSC的星载SAR有源干扰方法

 不同干扰方式对星载SAR的干扰效果主要取决于干扰信号与SAR回波信号的相似度,即干扰信号在信号结构和特征方面与星载SAR回波的相似程度。通过提出一种基于散射统计特性（SSC）的星载SAR有源干扰方法,构建用于干扰星载SAR的类杂波信号数学模型,分析该信号与星载SAR回波信号的散射统计特性相似度,并进行了仿真分析。仿真结果表明该方法在相同的干信比下有更好的干扰效果,具有较好的应用前景。     

廊坊城区地面沉降与地下水漏斗响应关系

通过收集廊坊城区水文地质条件、地面沉降监测等资料,分析地下水漏斗变化和地面沉降发展情况,研究廊坊城区地面沉降与地下水漏斗响应关系。首先,深层地下水是廊坊城区的主要水源,2001—2015年供水量呈整体上升趋势,其中生产用水和家庭用水占主要部分,长期开采深层地下水形成地下水漏斗,漏斗断面呈"V"字形。其次,基于合成孔径雷达干涉(interferometric synthetic aperture radar,InSAR)技术,廊坊市城区大部沉降速率60 mm/a,局部达80 mm/a。再者,地下水漏斗变化和地面沉降响应关系显示,地下水漏斗与地面沉降中心基本吻合,地下水位开采量增加,造成深层水位下降,导致地面沉降速率不断变大,影响范围亦增大,地下水位下降成为该区地面层沉降主要影响因素,同时建筑群荷载增加对地面沉降亦产生不利影响。因此,开展地面沉降与地下水漏斗响应关系研究可为地面沉降灾害防治提供理论依据。     

激光雷达的现状与发展趋势

本文主要论述了激光雷达的现状及其在军事、气象、测风、医学、水土保持等方面的广泛应用,进而阐述了激光雷达的发展趋势。     

高分辨率宽幅星载SAR海洋监视与信息反演

 为了满足对海洋监视日益增长的需求,星载合成孔径雷达（SAR）系统应具备高分辨率宽测绘带能力。高分宽幅星载SAR系统不仅能够获得海洋的环境参数（如洋流、内波、风场、海浪等）,还能够获得海面上各种目标（如舰船、溢油、海冰等）的信息,为国民经济建设和国防建设提供信息来源。本文讨论了星载SAR系统在海洋监视中的应用,论述了用于海洋监视的星载SAR系统关键技术,总结了未来海洋监视星载SAR的发展方向。     

空间目标成像中基于FrFT的高精度距离压缩方法

针对星载雷达空间目标成像遇到的距离向回波调制问题,通过对星载平台下空间高速平稳目标运动特性的分析,提出基于分数阶傅里叶变换(fractional Fourier transform, FrFT)和多项式拟合的高精度距离向压缩方法。该方法利用FrFT对空间目标的部分解调回波进行距离向压缩,并结合多项式拟合迭代获取随方位时间变化的径向速度,为距离向压缩提供精确的分数阶旋转角。与传统逆合成孔径雷达(inverse synthetic aperture radar,ISAR)距离向压缩方法相比,该方法能够实现高精度距离向压缩,从而提高成像质量。仿真实验验证了该方法的有效性。     

基于高分三号卫星的实时船舶检测算法

针对目前在轨星载合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)船舶检测主要基于地面处理平台,无法满足星上实时任务规划发展需求的问题,基于现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)处理架构,设计了一套用于星上实时处理系统的SAR船舶目标检测算法.结合星载SAR对海观测典型参数指标,在现有处理平台架构上优化所设计算法,最终形成可用于星载SAR船舶目标实时处理系统的检测算法.通过高分三号的59幅SAR图像数据详尽的验证所设计算法的性能.测试结果表明,算法满足系统的可行性和时效性需求.     

星载微波辐射计输入信号的仿真

星载微波辐射计的天线提供的是宽带噪声功率信号。为了对微波辐射计进行星载条件下的仿真研究,本文采用伪随机信号来仿真微波辐射计的输入信号。所仿真的输入微波辐射计仿真模型与实际噪声信号输入到实际微波辐射计系统的对比结果表明了其良好的线性度,目标辐射信号的特征可用适当分布的随机噪声的数字特征表现,能用于进一步的仿真研究。     

结合星载激光和多光谱影像的城市树种分类

城市树木种类是影响城市森林固碳能力和维持生态系统稳定的重要因素,但城市树木空间分布广泛、所处环境复杂,目前缺少适用的树种分类模型,因此尝试将星载激光引入树种分类。综合考虑植被冠层结构、水平光谱与空间环境特征,并通过特征空间分析定量度量各参数贡献以构建最优特征集合,最后利用支持向量机（SVM）算法建立结合星载激光与光学影像的城市树种分类模型。上海市内4个代表性区域树种分类实验结果表明,所构建的融合模型准确性较高,Kappa系数达到0.82,总体分类精度为87.04%。星载激光能够在城市树种分类中发挥重要作用,其表征的植被三维结构特征与空间环境特征一同对城市树种分类做出了突出贡献。     

遥感技术对地质灾害早期识别和动态监测——以昌波乡至羊拉乡段为例

经过长期发展,中国地质灾害监测预警手段已从最原始的人工巡查、单点监测发展到目前的高精度面域非接触式的遥感监测,并逐渐得到普遍应用。首先对原始监测手段及遥感技术的发展历程进行了概述,然后利用高精度光学影像结合升、降轨道Sentinel-1A雷达影像,对金沙江昌波乡至羊拉乡之间滑坡隐患进行解译和编录,结果表明该区域存在滑坡隐患34处,其中具有堵江风险的滑坡隐患22处,对居民生命财产直接造成损失的滑坡隐患4处,并利用时序曲线分析了研究区在内外动力(地震、降雨)作用下变形特征,验证了遥感手段在滑坡隐患识别中的便捷性和先进性。最后针对遥感技术在中国的发展现状及瓶颈,创新性地提出了滑坡灾害遥感识别的发展框架,对遥感技术在滑坡识别方面的发展方向具有长期参考意义。