4种常用植被指数的地形效应评估

植被指数已经广泛应用于地表植被覆盖监测,但是地形对植被指数的影响难以避免,却经常在大尺度遥感应用时被忽略。本文利用山区森林的Landsat TM数据计算SR、NDVI、RSR、MNDVI4种常用植被指数,评估了地形对这些植被指数的影响,并利用余弦校正和C校正模型分别对它们进行地形校正。结果表明,近红外和短波红外比红光波段的地形影响更为敏感,原因是更强的红光天空漫反射削弱了红光的地形影响。地形强烈影响非波段比值型植被指数(如RSR和MNDVI等),导致阳坡的植被指数相对偏小,阴坡的植被指数相对偏大,这种地形效应随坡度增大而显著增大。因此,利用非波段比值型植被指数反演山区植被参数时必须做严格的地形校正。与之相反,波段比值型植被指数(如SR和NDVI等)可以很大程度上消除地形影响,但是在大坡度情况下,地形影响仍然不能被忽略,而且此时SR比NDVI的地形效应更大。C地形校正效果好于余弦校正效果,特别是大坡度情况下更为明显。     

受蚜虫危害与干旱胁迫的冬小麦高光谱判别

从高光谱遥感角度判别冬小麦旱害和蚜虫危害,可进一步提高遥感监测灾害的准确性.在麦长管蚜的自然危害下,通过控制其生育期水分条件形成的不同程度的干旱胁迫,监测了灌浆末期冬小麦冠层反射率对蚜虫危害和干旱胁迫的反应;并经一阶微分数据变换,筛选出识别蚜虫虫害和干旱胁迫响应最敏感的光谱波段.实验结果表明:受蚜虫危害和干旱胁迫后,灌浆末期冬小麦在近红外波段的光谱特征变化比在可见光波段的显著,可见光和近红外波段是识别蚜虫危害和干旱胁迫最敏感的谱段.经一阶微分数据变换发现,自然降水处理(灌水量相当于需水量的＜40％)下的冬小麦光谱曲线的“红边”斜率最小;受蚜虫危害以及灌水量分别相当于需水量的＞70％,60％～ 70％,50％～ 60％和40％～ 50％水分处理下的“红边”斜率依次变大;受蚜虫危害冬小麦光谱曲线的“红边”位置波长最短(698 nm),其他不同水分处理结果随着干旱胁迫的加重向波长短的方向发生“蓝移”.因此,“红边”参数也可以作为判别冬小麦蚜虫危害和干旱胁迫的重要参数.     

松毛虫危害的光谱特征与虫害早期探测模式

根据生态学特征，本文将松毛虫危害的针叶样品分为５个等级，对其反射光谱和叶绿素含量进行了测量分析。结果表明，随受害程度加重，叶绿素含量降低，５５０ｎｍ处的反射率、近红外肩反射率与红光最低反射率之差及红界一阶导数谱最大值均呈下降趋势，６３０ｎｍ处反射率呈上升趋势，红界光谱蓝移、叶绿素反射峰红移明显。应用逐步判别分析法对比分析证实了细分光谱特征参量比绿、红、近红外三波段反射率参量有更强的判别分类能力，这就为用细分光谱特征参量早期遥感探测松毛虫害提供了判别模式。     

叶面积指数遥感尺度效应与尺度纠正

由于地表空间异质性的普遍存在,遥感反演模型的非线性必然会导致不同分辨率观测的遥感结果不一致,从而产生遥感产品尺度效应。本文研究了遥感产品尺度效应概念、模拟方法和定量计算模型,并利用锡林浩特草原研究区的实测数据,对尺度效应模型和方法进行了定量计算与验证分析。首先,基于不同升尺度方法与多尺度遥感成像机理之间的机理联系,通过“先反演再平均”与“先平均再反演”之间的差异,可计算“高”分辨率与“低”分辨率之间的遥感产品尺度差异。其次,分别以红光、近红外两波段反射率和归一化植被指数(NDVI)为自变量,对叶面积指数(LAI)非线性遥感模型进行泰勒展开,研究了模型非线性、遥感数据空间异质性对LAI遥感产品尺度差异的影响,发现高阶项可忽略,利用二阶导数项和遥感数据方差项可定量计算遥感产品尺度差异,经过二阶导数项纠正后的尺度差异相对偏差从5.6%分别降低到0.78%和1.45%。最后,分析了LAI遥感产品尺度效应的特征规律,得出以下结论:随着植被覆盖的增大,同等遥感空间异质性的LAI遥感产品尺度差异越大,且红光波段比近红外波段的尺度差异敏感性高近2个数量级;对于绝大部分陆地植被区域,存在“低分辨率低估”尺度效应,且遥感产品尺度差异的主导要素为LAI模型非线性,NDVI变量自身非线性对尺度效应贡献占23.5%;对于湿地类植被与水体混合情形,NDVI变量非线性的贡献为主导贡献,出现“低分辨率高估”尺度效应,必须利用红光、近红外两波段的二阶导数项非线性尺度差异,才能解释这一类型的LAI遥感产品尺度效应。本文建立了具有一定普适意义的遥感产品尺度效应定量模拟与尺度纠正方法,对推动定量遥感的尺度问题研究有一定参考价值。     

不同健康状况松针反射光谱特征分析

为利用高分辨率遥感影像实现大面积的枯死松树监测,本研究通过测量不同程度的枯死和健康松针的光谱曲线,结合GF-2遥感影像的波段范围分析其光谱特征与敏感波段,并借助28种光谱指数探究区分健康松树与枯死松树的适宜光谱指数。结果表明:近红外波段(欧氏距离为118.16)是识别枯死松树的最敏感波段。文中使用的28种光谱指数除R_(gre)-R_(blue)、R_(blue)/R_(nir)+R_(gre)、R_(blue)/R_(nir)+R_(red)、R_(blue)/R_(gre)、(R_(blue)-R_(gre))/(R_(gre)+R_(blue))和R_(blue)/R_(red)+R_(gre)这6种光谱指数外,其余22种光谱指数的J-M距离均超过1.90,表现出很好的光谱可分性。研究结果可为构建适用于GF-2遥感影像进行枯死松树监测的植被指数提供理论基础。     

渤海湾近岸海域水深遥感反演研究

针对多光谱遥感技术进行浅海水深信息提取具有覆盖地域大、动态连续监测等特点,该文利用环境与灾害监测预报小卫星星座A星(HJ-1A)影像数据,对渤海湾20m以内近岸水域的水深进行实验研究。通过对HJ-1A遥感图像不同波段及波段组合的反射率与实测水深值的相关关系分析,选取敏感波段,建立最佳回归模型,定量计算研究区水深值。研究发现:5~10m水深区域内遥感反演效果最好;10~20m次之;0~5m受沿岸构筑物、泥沙等影响严重,反演效果较差。     

汶川地震应急监测评估方法研究

以汶川地震灾害应急遥感监测评估过程为例,介绍了利用遥感技术等手段对巨灾灾情进行应急监测评估的技术方法,并重点对四川、陕西和甘肃3省受灾较重的152个县(市、区)进行了应急评估.结果表明,汶川地震房屋倒损严重,受灾人口分布点多面广,受灾程度总体上与断裂带分布呈明显对应关系,山区受灾重于平原,农村重于城镇.四川省汶川、北川、青川、绵竹等12个县(市、区)受灾极为严重,甘肃省文县和陕西省勉县等受灾相对较重,利用地面调查数据验证,证明了评估结果具有较高的准确性.提出了基于遥感数据研判、空间分析外推技术的自下向上、逐级汇总的应急评估技术路线,能够发挥遥感数据的优势,也能保证应急评估的时效性,同时有利于组织大规模协同运行与综合结果生成,具有良好的科学性和可操作性,特别适合于巨灾灾情遥感应急评估工作.     

基于SPOT影像的可吸入颗粒物遥感反演

通过用SPOT 5遥感影像近红外与红光波段计算的差值植被指数(DVI)与实测的可吸入颗粒物(PM10)浓度数据建立模型,对2007年北京市城区SPOT 5影像进行PM10浓度反演试验,反演结果与实测数据所反映的PM10空间分布趋势基本一致.2007年北京市城区北部PM10污染较为严重,南部污染相对较弱; 绿地和水体附近...     

基于GF-1卫星数据的水库叶绿素a浓度联合反演研究

探明不同区域及不同营养状况下水库叶绿素a的共同敏感波段,基于G F-1号卫星16 m分辨率的多光谱WFV传感器影像构建叶绿素a浓度普适性反演模型.文中以湖南省3种不同营养状况的水库为研究对象,在实测高光谱及GF-1/WFV影像预处理基础上,对比实测高光谱数据与GF-1/WFV影像数据,采用相关性分析筛选叶绿素a敏感波段,基于GF-1/WFV影像数据构建叶绿素a浓度一元回归联合反演模型,生成浓度等级图.研究表明,相关性分析下叶绿素a的敏感波段区间为550～620 nm,波段区间对应影像中的绿波段(520～590 nm),模型反演精度较优,满足水库叶绿素a浓度监测精度要求,可为发展基于遥感影像大面积反演不同污染程度水质叶绿素a浓度提供基础支持.     

基于无人机高光谱影像的NDVI估算植被盖度精度分析

研究波段参数对NDVI估算植被生物物理参数的影响,对于提高NDVI在植被覆盖变化监测中的应用精度具有重要意义。采用无人机载Resonon Pika XC2高光谱仪获取的人工草地高光谱影像,分析红光和近红外波段位置移动与宽度变化对NDVI的影响,评估NDVI对植被盖度的敏感性和植被盖度估算精度。结果表明:波段位置固定时红光和近红外波段宽度扩展对NDVI及其敏感性影响不大,窄波段NDVI估算植被盖度的精度优于宽波段。红光和近红外波段位置向长波方向移动时对NDVI及其敏感性有不同程度的影响,随着敏感性增强NDVI抗扰动性降低,估算植被盖度的精度有所下降。窄波段NDVI的灵敏度系数及其与植被盖度线性拟合的R2波动剧烈,植被盖度估算的位置稳定性较差。10 nm NDVI在不同位置处取得了较高的盖度估算精度,R2最大值为0.83。4种主流卫星影像计算的宽波段NDVI对于高植被覆盖区盖度反演具有良好的适用性,但与窄波段10 nm NDVI相比其盖度反演精度仍然有一定程度的衰减。研究结果可为NDVI精确反演植被参数提供科学参考和依据。     

中国灾害遥感研究进展

随着灾害系统理论的深化和遥感技术的快速发展,中国灾害遥感研究与应用服务取得了丰硕成果。本文以灾害系统理论为基础,从"天—空—地—现场"一体化灾害立体监测体系、灾害要素分类体系、灾害遥感服务体系和标准规范建设等方面,总结了灾害遥感理论研究进展。分析了洪涝、干旱、地震、地质灾害等主要灾害遥感监测评估方法,并对应用研究热点和存在的问题进行了讨论。分3个阶段阐述了中国灾害遥感系统的发展历程,基于业务应用需求介绍了灾害遥感业务系统的体系架构。按照灾害遥感日常监测业务、应急监测业务和特别重大自然灾害损失评估等3个方面介绍了业务应用模式,并从时效性、评估精度和业务流程等方面对业务应用进展水平进行了评述。分析了当前灾害遥感研究与应用工作面临的机遇与挑战,对今后发展提出了加强灾害遥感应用机理研究、加快防灾减灾空间基础设施建设、加强灾害监测评估方法研究、提升综合减灾空间信息服务能力和加强软环境建设等对策建议。     

DYNAMIC AEROSPACE MAPPING: CONTENT,PROBLEMS, AND APPLICATIONS

This paper examines the use of remote sensing imagery in the study of temporal environmental change, the author outlining the principles and methods of what is proposed here as a distinct subfield of “dynamic remote sensing.” Particular emphasis is placed on the use of “multitemporal” space imagery, either actual temporal composites or a series of individual heterochronous images arranged side-by-side to facilitate comparison, in the study of meteorology, oceanography, geomorphology, and hydrology. Applications of dynamic remote sensing are less widespread in socioeconomic disciplines. Translated from: Vestnik Moskovskogo Universiteta, geografiya, 1985, No. 4, pp. 7-13.     

玉树地震灾情SAR遥感监测与信息服务系统

在玉树地震中,中国首套自主知识产权的机载多波段多极化干涉SAR测图系统,发挥全天时主动遥感的优势,成功服务于抗震救灾中。依据玉树地震灾情综合地理信息监测与评估工作,着重探讨SAR遥感影像用于地震灾情监测与评估中的处理方法和技术路线,研究制定了地震灾区灾情综合地理信息监测指标,通过快速几何处理、快速变化信息提取、快速目标判读和灾害空间危险性评估,实现了玉树地震震区灾情综合地理信息的解译、制图和统计评估。在此基础上,开发了玉树地震灾情综合地理信息服务系统,实现了灾情监测信息的综合管理、可视化查询和统计分析。     

面向地震应急调查的遥感应用现状及趋势分析

地震是一种会造成人类生命财产重大损失的突发性自然灾害,震后第一时间启动应急响应并开展灾情的快速评估能有效地减轻地震灾害带来的破坏。空间对地观测技术为宏观性的地震应急与调查工作提供了便捷、经济的途径,随着空间对地观测技术与数据处理技术的不断发展,各国学者对遥感应急调查开展了大量深入的研究工作,相关研究成果已广泛地应用于地震应急的实际工作中。但是,遥感数据类型与处理技术的多样化也带来了应急信息的散乱,导致遥感快速应急响应系统性不强,使得应急服务不持续,一定程度上限制了遥感技术的效能;为此,针对现阶段遥感技术在地震应急调查中的应用情况,在总结地震应急调查常用遥感技术手段的基础上,分析了遥感快速应急响应面临的技术挑战,重点梳理了地震应急不同阶段对遥感数据及应急专题产品产出类型与时效性的现实需求,结合震后灾区影像数据的情况,系统地分析了光学、雷达、激光雷达遥感技术在地震应急调查应用中的技术现状与存在的问题。在实际地震应用案例分析的基础,总结剖析遥感应急工作存在的问题,并重点从海量数据快速处理、震害信息智能化提取、多源数据协同分析3个技术层面论述了遥感地震应急面临的核心困难,基于此,结合在轨数据实时、海量数据快速处理就灾情智能化识别的多技术联合、多源数据协同分析、发展敏捷卫星等几个方面论述了未来遥感技术在防震减灾中的发展趋势,以期推动遥感监测手段提供动态、实时、持续的空间信息应急服务能力,提高地震应急工作的快速响应、精细化与业务化应用能力。本文的研究可以为多源遥感技术在地震应急调查中的科研及业务应用提供很好的参考,更高效的发挥遥感技术在防震减灾工作中的应用能力与水平。     

浙江省洪涝灾害遥感监测技术流程及其初步应用

本文简要介绍了浙江省洪涝灾害遥感监测技术流程及其初步应用。研究表明,应用NOAA-AVHRR数据,通过计算机处理和综合地学分析,是可以监测大范围的洪涝灾害的,并可准确地圈定洪涝范围和区分受涝程度,获得洪涝灾害面积,从而达到快速、动态、客观地监测洪涝灾情的目的,及时地向领导决策部门提供灾情影像图、数字化图和灾情分析报告,为指挥抗灾、组织生产自救提供可靠依据。     

长白山火山灾害信息系统的设计与实现

通过监测子系统、预测预报子系统和灾害评估子系统的设计，完成了长白山火山灾害信息系统的设计，并提出了利用遥感和地理信息系统技术对火山发进行监测、预测预报与灾害评估的技术方法。     

基于Landsat TM6的林区温度反演研究

主要研究利用Landsat TM6热红外波段遥感数据定量反演林地温度的方法与可行性。首先计算了研究区的比值植被指数（RVI），然后利用单窗算法开展林地温度反演，建立起了林地温度与比值植被指数之间的相关关系。研究结果表明：利用单窗算法反演的林地温度精度较高；林地温度与比值植被指数（RVI）25间存在着密切的负相关关系，林地温度与林冠变化之间关系十分密切。     

西藏四江流域生态环境遥感解译标志的建立及应用

在充分掌握四江流域自然地理特征的基础之上,通过对四江流域地区的TM影像和相关资料的对比,采用事先建立好的分类系统建立了12个生态环境类型的解译标志并提取了相关信息,为在四江流域及藏东南地区的生态环境或土地资源遥感调查提供依据。     

航空遥感系统及其在自然灾害监测中的应用

本文介绍了我国自然灾害的现状,论述了航空遥感的特点,并简要论述了遥感技术在防灾、抗灾、救灾及灾害损失和影响评估中的作用。介绍了我国高空机载遥感系统的特点及其在洪水和林火监测中的应用实例和效果。     

《遥感学报》20年:从热点到前沿

为反映《遥感学报》及中国遥感学科近20年的发展趋势,针对《遥感学报》在1997年—2015年期间出版的所有1804篇论文进行了统计分析,给出了国内高校及研究机构的发文量排名和受国家自然科学基金资助的发文情况,并对比了常设栏目和专题栏目的论文发文量及被引用情况。通过比较4个时间段内论文关键词的共现关系,反映出随着新的卫星载荷不断发射,观测技术由单一观测变为多源卫星观测,遥感定量反演模型由简单变得更为复杂,遥感技术应用也由最初的测绘、国土调查等单一应用逐渐变为多学科交叉应用,特别是在近年来国内外社会热点的驱动下,遥感技术已开始在灾害应急、全球变化、大气污染、粮食安全等领域发挥出越来越重要的作用。此外,无论是在当前遥感学科发展还是国家需求的现状下,都迫切需要建立国家级的遥感应用综合信息系统,以提高对环境和资源的宏观调控能力,为中国经济和社会可持续发展战略、布局和趋势预测,为资源管理、环境保护、防灾减灾以及实现资源环境、经济、社会的宏观调控,提供科学的数据和决策支持。