高分一号卫星海岸带影像质量评价

高分一号(GF-1)是我国自主研制的宽幅带高空间分辨率遥感卫星,为分析其在海岸带地区的应用潜力,本文采用主观和客观相结合的评价方法,并与SOPT-5卫星影像进行比对,开展GF-1影像的成像质量评价。主观评价结果表明:GF-1影像表现能力与SPOT-5影像相当,在某些地物特征表现上与SPOT-5比较一致。客观评价表明:GF-1影像的4种统计参数与SPOT-5影像比较接近且各有高低,GF-1影像各波段的灰度分布更分散,地物间的可分性更高;GF-1影像各波段的信噪比和波段间的独立性与SPOT-5比较,基本相同,整体看来,GF-1具有较高的成像质量,在海岸带地区具有一定的应用潜力。     

珊瑚岛礁CBERS-02B与资源二号融合影像的质量评价

南海海域分布着众多珊瑚岛礁,鉴于其蕴含着巨大的经济、军事和生态等价值,我国越来越重视对珊瑚岛礁的调查、监测和研究。在调查任务的推动下,选取国产中巴资源卫星-02B(CBERS-02B)多光谱影像与资源二号(ZY-2)全色影像数据,对其影像的质量进行评价研究,可验证其能否应用于珊瑚岛礁的监测。以西沙群岛中的珊瑚岛为例,应用主成分分析(PCA)、Brovey变换、乘积变换3种常用融合方法,对国产自主卫星CBERS-02B与资源二号影像进行了融合试验,并采用主观与客观相结合的评价方式,与国际主流的卫星SPOT-5自身融合影像进行对比分析。CBERS-02B、资源二号融合影像与SPOT-5融合影像质量对比分析结果表明:目视效果来看,SPOT-5卫星数据较高的分辨率使其融合影像的分辨能力明显高于CBERS-02B与资源二号融合影像。但在光谱信息方面,CBERS-02B与资源二号融合影像对绿色植被的分辨具有优势,有利于植被目视识别。客观统计指标显示,与SPOT-5融合影像相比,CBERS-02B与资源二号融合影像绿光波段灰度平均值较高,红光和近红外波段灰度平均值较低;两组融合影像的标准差相差不大;从影像的熵来看,CBERS-02B与资源二号融合影像的熵值较高;而平均梯度和相关系数低于SPOT-5融合影像。总体而言,由于受到空间分辨率的限制,CBERS-02B与资源二号融合影像目视效果逊于SPOT-5自身融合影像,但在空间细节分辨能力方面具有优势,能够反映出更多的光谱特征,尤其是对植被的光谱差异反映细腻。     

资源一号02C卫星遥感影像二级产品定位精度评价

以黄河三角洲飞雁滩资源一号02C(以下简称ZY-1 02C)卫星遥感影像二级产品为例,开展影像定位精度评价工作。经现场采集的亚米级地面控制点检验,5m全色影像的定位精度为10.4m,10m多光谱影像的定位精度为15.6m;经地面控制点精校正后,全色影像定位精度可达4.1m,多光谱影像定位精度可达7.3m。上述结果表明在实验区域ZY-1 02C卫星影像二级产品的定位能力在2个像元左右,经过几何精校正后,定位能力优于1个像元,可以满足海岸带遥感调查工作的需要。     

高分二号卫星滨海湿地影像质量评价

以黄河口典型滨海湿地为实验区,采用主客观评价相结合的方法,在与SPOT-6卫星影像对比的基础上进行了GF-2卫星全色影像、多光谱影像以及融合影像的质量评价。目视主观评价表明,GF-2影像在滨海湿地地区整体表现能力上与SPOT-6影像相近,地物边界、纹理等细节信息方面优于SPOT-6影像;基于统计指标的客观评价结果显示,GF-2影像受噪声干扰的程度小于SPOT-6影像,承载的信息量与SPOT-6影像接近,多光谱影像以及融合影像各波段间的独立性也与SPOT-6影像相当,但在灰度、离散程度和地物可分性上与SPOT-6影像还存在一定的差距。     

资源三号影像质量评价及海岸带地物识别能力分析

为了检验资源三号(ZY-3)影像质量,利用印度的IRS P5和德国的RapidEye影像,采用主观和客观评价相结合的评价方法,对ZY-3传感器校正产品进行了质量评价。主观评价结果表明,ZY-3影像表观质量优于IRS P5和RapidEye影像,地物的纹理、边界更加清晰,影像所反映的细节信息更加丰富,在海岸带地物识别方面表现更好。在客观评价方面:ZY-3全色影像灰度动态范围和信息熵等指标均优于IRS P5影像;ZY-3多光谱影像的灰度范围和信息熵等指标与RapidEye影像相比稍差,但各波段之间的独立性要优于RapidEye影像。总的来说,ZY-3影像成像质量较高,海岸带地物识别能力强,在海岸带遥感研究与应用领域具有巨大潜力。     

基于多尺度纹理和光谱信息的海岛土地利用遥感分类方法研究

本文基于灰度共生矩阵提取多尺度纹理指数影像,将纹理指数影像作为逻辑波段与原始影像波段组合,进行最大似然监督分类的实验,以改善单纯基于像元光谱影像分类技术的不足。利用SPOT-5卫星遥感影像对西门岛土地利用分类的实例进行分析。结果表明,由SPOT-5遥感影像第一波段和第二波段计算所得的相关性和同质性纹理指数影像以及由第三波段计算所得的均值纹理和第四波段计算的同质性纹理指数影像,对海岛土地利用分类精度的提高均有较为显著的效果,其中加入多尺度纹理信息后西门岛土地利用遥感影像分类的总体精度由75.41%提高到89.41%。     

SAR与光学影像融合增强方法和效果分析

基于Radarsat-2全极化SAR、GF-1多光谱、Landsat-8多光谱影像,利用PCA变换、HSV变换等方法,分析了同空间分辨率的SAR与光学全色影像的信息量,并评价了其分别与Landsat-8多光谱影像的融合结果。结果表明:全极化SAR影像较全色影像的亮度高,图像标准差、信息熵及平均梯度总体趋于一致,信息量相当;融合影像目视效果相近,且SAR融合影像较光学融合影像包含的信息量更为丰富,利用高分全极化SAR影像替代光学全色影像开展海岸带遥感监测是可行的。     

SPOT遥感影像处理技术以及在青岛市海洋功能区划中的应用

青岛市海洋功能区划中，大范围采用了法国高分辨率陆地卫星SPOT-5HRG 1A级遥感数据。利用Geoimage遥感影像处理软件对数据进行了处理．包括：遥感影像的正射纠正、辐射处理和不同分辨率影像地融合等，获得了高空间分辨率和良好的光谱分辨率的遥感图像。很好的识别出青岛海岸带地区地物分布特征。为海洋功能区划底图补充了真实而丰富的信息．     

中高空间分辨率宽波段光学卫星传感器参数赤潮探测影响研究

中高空间分辨率宽波段光学卫星已成为赤潮监测的主要数据源,但与水色卫星传感器不同,中高空间分辨率卫星传感器主要面向陆地应用,其波段数量少、宽度大,由此对赤潮探测带来的影响尚待研究。为此,本文基于不同优势种赤潮实测高光谱数据、时空同步的GF-1 WFV2、GF-1 WFV3传感器影像、Sentinel-2A MSI传感器影像及GF-6 WFV传感器影像,探究了波段设置、光谱响应函数、信噪比及空间分辨率对赤潮探测的影响,并分析了红边波段赤潮探测优势。结果表明:波段设置对赤潮探测影响大,特别是红光波段和红边波段的中心波长和波段宽度;波段设置相同的情况下,赤潮探测精度受光谱响应函数的影响大,受信噪比的影响较小;空间分辨率对赤潮探测的影响较大,空间分辨率的提升有助于提高赤潮探测的精度。红边波段赤潮探测实验表明,较之红光波段,基于红边波段的赤潮探测具有明显的优势,平均F1-Score提高了11%。本文的研究结果一方面可为赤潮中高空间分辨率卫星探测的数据选取提供理论依据,另一方面可为中高空间分辨率卫星传感器的设计提供参考。     

控制点数量与DEM分辨率对海岸带遥感影像正射校正精度影

在保证海岸带区域控制点均匀分布的基础上,对3景SPOT-5影像分别使用1:5万DEM和SRTM90m数据,开展6个、9个、12个控制点的影像正射校正.结果表明:在海岸带区域,基于传感器物理模型的1景SPOT-5影像正射校正,6个控制点即可保证较高的精度,控制点数量的增多对精度的提高并不显著;1:5万DEM比SRTM90m数据对影像的正射校正精度略高,但并不明显,在缺少1:5万DEM时,用SRTM90m数据代替亦能满足908课题的精度要求,进一步验证了SRTM90m数据在高分辨率遥感影像正射校正中的可用性.     

以内陆水体为观测目标的GF-1影像常规融合方法评价

内陆水体的研究需要遥感影像具备高空间分辨率和高光谱分辨率，这使得影像的全色（PAN）波段和多光谱（MS）波段之间的融合尤为重要。本文以钱塘江大缺口段为研究对象，采用四种常规融合方法，包括Pan Sharpening（PS）、主成分分析（PCA）、Gram Schmidt（GS）和小波分析（WF），分别对GF-1影像开展了全色波段和多光谱波段的融合方法评价。研究结果表明，GS融合后的影像效果最好，随后分别是PCA、WF和PS。由于水陆之间反射率信息获取的根本差异，大面积水体的存在会影响到融合影像保留源图像空间和光谱信息的能力。因而，在进行遥感影像融合时，融合方法的选择需要考虑影像中水域面积的分布情况。     

控制点数量与DEM分辨率对海岸带遥感影像正射校正精度影响分析

在保证海岸带区域控制点均匀分布的基础上，对3景SPOT-5影像分别使用1：5万DEM和SRTM90m数据，开展6个、9个、12个控制点的影像正射校正。结果表明：在海岸带区域，基于传感器物理模型的1景SPOT-5影像正射校正，6个控制点即可保证较高的精度，控制点数量的增多对精度的提高并不显著；1：5万DEM比SRTM90m数据对影像的正射校正精度略高，但并不明显，在缺少1：5万DEM时，用SRTM90m数据代替亦能满足908课题的精度要求，进一步验证了SRTM90m数据在高分辨率遥感影像正射校正中的可用性。     

海岸带水体光学影像图谱特征分析

影像图谱特征包括光谱特征和图型结构特征两个方面。基于Landsat 8,GF-1,ZY-3和SPOT-5等光学卫星遥感影像,本研究分析了河流/沟渠、水库、湖泊/坑塘、盐田、养殖区和近岸海域等海岸带水体的影像图谱特征,结果表明:不同类型海岸带水体的光谱特征很相似,但它们的图型结构特征差别较大,结合两者则可较容易地提取出各类海岸带水体信息。研究结果可为海岸带区域的水体遥感监测提供技术支撑,进而服务于海岸带资源环境综合调查。     

基于国产高分影像的海岸带盐田和水产养殖区图谱特征分析

海岸带区域水陆相接,盐业和水产养殖业发展迅速。本文基于国产高空间分辨率卫星遥感影像,对海岸带盐田和水产养殖区进行了全面的分析,总结了盐田和水产养殖区地物的颜色、色调、大小、形状、纹理、位置等遥感影像图谱特征,以期为盐田和水产养殖区遥感监测提供技术支撑。     

MODIS图像湖泊水体信息的快速识别与制图

在可见光和近红外波段内,水体、植被、城市和土壤等地物的光谱反射率差异是利用遥感手段提取水体的基本原理。利用归一化植被指数(NDVI)提取MOD IS遥感影像上的水体,再将提取出的水体和MOD IS的空间分辨率为250m的2个波段进行假彩色合成,实现湖泊水体遥感影像的自动制图。结果表明,利用本文方法制成的水体分布图,既能保留MOD IS的较高分辨率,又能清晰地识别水体。     

基于Worldview-2多光谱卫星数据的浅水水深遥感反演

随着卫星遥感技术的不断发展,高分辨率卫星影像逐渐应用到水深遥感反演领域。利用Worldview-2高分辨率卫星数据和电子海图数据,基于双波段比值法,反演获得实验区域20m以浅的水深。实验表明,Worldview-2等高分辨率多光谱卫星数据,具有一定反演浅水水深的能力,但在5m以浅的水域反演误差较大;双波段比值法,这种半经验半理论的模型,在水深遥感反演中具有更好的适用性;对比了一次线性、二次多项式、指数、对数等拟合方法,发现对数拟合的方法获取绝对水深,其精度相对其他方法更高。     

深圳市海岸带土地利用遥感监测方法探索

随着遥感对地观测技术的发展,卫星遥感在海岸带动态监测中占据愈来愈重要的地位,探索海岸带遥感监测的最佳方法,对今后的海岸带监测工作有重要的意义。文章从数据源、信息提取方法、监测频率这3个维度出发,选择深圳市两个典型的海岸带区域(人类活动频繁区域和人类活动稀少区域)作为研究区,针对两种海岸带区域寻求其海岸带土地利用遥感监测的最佳方法。研究结果表明:对于人类活动频繁区域(深圳湾北岸),数据源最好选择高分辨率ZY-3卫星影像,土地利用信息提取方法选择支持向量机分类,监测周期1~2年为最佳;对于人类活动稀少区域(大鹏湾东岸),数据源则可以选择分辨率较低的Landsat 8卫星影像,土地利用信息提取方法依然以支持向量机分类方法为最佳,监测周期则为5年。     

MODIS遥感数据在福建省海岸带滩涂资源监测中的应用研究

以2001~2005年MODIS数据为信息源,每年选取高潮位和低潮位两个时相的MODIS数据,根据滩涂对MODIS 250 m分辨率可见光和近红外探测波数的光谱反应特性,采用波段比值算法来监测福建省海岸带的滩涂面积,并对监测结果用罗源湾和福清湾30 m分辨率的Landsat-7/ETM+影像进行验证分析,结果表明,MODIS数据的观测时间与海洋高低潮位时刻比较接近,便于对滩涂资源的遥感监测.用MODIS数据计算的滩涂面积比用高分辨率的Landsat-7/ETM+数据计算的偏高.卫星遥感监测结果表明从1986至2001年福建省海岸带滩涂面积减少了107 km2,并且从2001至2005年滩涂面积也呈现逐年下降的趋势.     

基于高空间分辨率的红树林卫星遥感监测技术进展

卫星遥感技术是红树林生态系统监测的重要手段。文章系统地总结了红树林的光谱特征,给出了目前应用于红树林生态监测的高空间分辨率卫星包括IRS-P6、SPOT-5、IKONOS、OrbView-3、QuickBird的主要技术参数以及它们在红树林遥感监测中的应用程度,叙述了目视解译法、波段组合法、图像分类法、专家分类法、模糊分类法和面向对象分类法等遥感监测技术方法在红树林的生态参数包括类外区分和类内区分、生物量和健康状况等的遥感提取的应用和精度对比情况。另外,对应用高分辨率卫星遥感资料监测红树林的技术发展趋势进行了讨论。     

卫星遥感与数字化地形信息结合在港口工程中应用--以茂名深水港选址为例

以茂名深水港选址为例,尝试将多时相卫星遥感影像和不同时段的数字化地形信息等资料相结合,从波浪入射方向、悬浮泥沙、滩槽冲淤等方面对建港自然条件进行综合分析,在此基础上探讨SPOT-5号卫星、多时相TM遥感影像和多时段数字化地形信息复合在港口工程中的潜力和优势,并提出基于港口工程选址分析的遥感影像和数字化地形结合的新技术框架。