基于摄影测量匹配点云估算建筑表面太阳辐照度

针对现有建筑物太阳辐照度评估方法难以同时兼顾建筑屋顶和立面,激光点云数据成本较高,不适合计算大范围、高密度获取建筑表面点云问题。本文提出了一种基于倾斜影像密集匹配点云进行建筑物表面太阳辐照度一体化评估方法。该方法通过无人机倾斜影像获取感兴趣区域的建筑物三维模型,结合阴影仿真算法和简化后的太阳辐射模型,对建筑物表面进行阴影仿真和太阳辐照度计算。经对比试验验证,本文方法能够准确计算建筑表面太阳辐照度,有效拓展了倾斜摄影测量的应用范围,为协助建筑师设计建筑表面和最大化利用建筑表面太阳能提供了可靠的数据支撑。     

卫星传感器波段平均太阳辐照度计算及可靠性分析

地球大气层外太阳光谱辐照度(extraterrestrial solar spectral irradiance,ESSI)数据是计算卫星传感器波段平均太阳辐照度(band mean solar irradiance,BMSI)的重要参数。为了探求利用何种来源的ESSI数据计算传感器BMSI更为准确,分别采用SBDART软件模拟的太阳光谱曲线数据、MODTRAN4.0 oldkur.dat文件数据、Thuillier太阳光谱曲线数据和WRC太阳光谱曲线数据计算了HJ-1A CCD1(B1—B4),CBERS-02 CCD(B1—B5),Landsat5TM(B1—B4)和ASTER(B1—B8)4种传感器的BMSI,并与传感器运营商公布的数据进行了比较。结果表明:利用SBDART和WRC太阳光谱曲线数据计算的结果误差较小;利用MODTRAN4.0 oldkur.dat数据计算的结果误差次之;利用Thuillier太阳光谱曲线的计算结果误差较大。     

山区地表太阳辐照度随时空变化的模拟分析

在光学遥感数据的应用过程中,地表太阳辐照度的量化问题对于遥感数据的获取和地表地物特性的反演等工作都是一个非常重要的环节,而地表太阳辐照度的定量计算又依赖于辐射源、目标物和传感器三者之间的几何关系以及目标地物的地表特征。利用山区地表太阳辐照度的计算模型,对不同时间、不同山区地形下的地表太阳辐照度进行了定量模拟,用三维图的方式分析了地表太阳辐照度随时间、地形坡度、坡向的变化规律,为光学遥感中地表太阳辐照度随时空变化的量化关系分析提供了更直观的依据。     

珠海一号高光谱传感器波段平均太阳辐照度计算

传感器波段平均太阳辐照度是计算表观反射率等辐射参量的必要参数,是开展定量遥感分析的重要基础。通过中国气象局发布的零大气条件下太阳光谱辐照度数据和遥感数据运营商提供的珠海一号高光谱传感器光谱响应函数资料,计算了珠海一号三颗高光谱卫星上三组传感器的波段平均太阳辐照度。以中国资源卫星应用中心发布的高分一号资料为参考,确定结果具有较高的准确度,可为珠海一号高光谱数据的推广和使用提供参考。     

采用辐照度基法对FY-1C气象卫星可见近红外通道进行绝对辐射定标

介绍另一种在轨卫星传感器绝对辐射定标——辐照度基法定标,并利用敦煌辐射校正场对FY-1C卫星可见近红外通道进行定标。通常的反射率基法定标,表观反射率计算的一个重要误差来源是对气溶胶散射的近似计算。辐照度基法定标采用实际测量的漫射与总辐射比来代替辐射传输计算的气溶胶散射。利用该方法对FY-1C卫星的5次定标结果表明,大部分日期辐照度基法和反射率基法定标结果非常吻合,肯定了辐照度基法的正确性,但在气溶胶含量较大时,辐照度基法提高定标精度的优点显现出来,能够减少辐射传输模式对气溶胶散射计算带来的误差,提高最终的绝对辐射定标精度。     

基于月球反射的遥感器定标跟踪监测

月亮辐照度是可见近红外波段一种稳定的辐射参考基准,对月观测已成为星载遥感仪器辐射定标和验证的一种新方法。风云三号03星(FY-3C)中分辨率光谱成像仪(Moderate Resolution Spectral Imager,MERSI)增加了对月观测功能,改进了太阳反射波段的在轨辐射定标。本文收集分析了MERSI在轨工作以来的全部11组对月观测数据,利用通道间辐照度比值方法移除月相角,日—月—星相对距离等因素对月亮辐照度观测值的影响,开展了可见光近红外波段的辐射定标工作,实现了MERSI太阳反射通道的辐射定标系数动态跟踪和评估。通过线性回归及统计发现,通道8辐射响应的年衰减率达到了14.55%,通道9达到了8.42%,通道1、6、10、11、16和19的年衰减率为1.15%—4.72%,其余通道未检测到衰减。研究结果可以用于订正MERSI数据的辐射定标系统性偏差,提高MERSI全寿命期的辐射定标精度。     

“白屋顶计划”对缓解城市热岛效应的有效性评价

为评价"白屋顶计划"对缓解城市热岛效应的有效性,以上海市城区为例进行了研究。首先,对研究区域TM图像进行大气校正获取地表反照率;然后,用Hottel模型模拟了晴天逐时太阳辐照度,并对城市屋顶在不同反射率下吸收太阳辐射过程进行了模拟;最后,经过回归建模估算出"白屋顶计划"在夏季午间高温时段能使热岛温度降低1.32℃,并估算出夏季白屋顶室内空调节能效率可达12.60%。     

屋顶形状对街道峡谷微环境影响的数值模拟研究

随着城市化的快速发展,城市下垫面引起城市微环境的变化越来越明显。建筑屋顶结构对城市微环境单一物理场(风场或温度场)的影响受到人们的广泛重视,而两种物理场的同步影响却被忽视。建立了一个数值模型用来研究建筑屋顶形状对街道峡谷微环境的影响,该模型主要包含两个子模型——计算流体力学模型和辐射模型。针对常见的4种屋顶形状和3种太阳入射角建立二维数值模型,通过风洞实验检验后,分析街道峡谷内的微环境。结果表明,模型能够较好地模拟城市微环境;平房屋顶建筑物更有利于减轻城市热岛效应,三角形屋顶构成的峡谷热岛效应最强,下斜屋顶建筑不利于迎风面热量的扩散。     

MODIS辐照度法定标试验研究

利用内蒙古二连浩特实验场对Terra卫星MODIS传感器开展辐照度基定标方法研究。定标结果表明,辐照度法定标系数和MODIS的星上定标、反射率基法定标系数非常接近,相对差异3.3%,证明辐照度基定标方法正确。定标系数之间的差异说明,漫射辐射与总辐射辐照度比测量的精度对辐照度法结果影响很关键。不同气溶胶模式下得到的结果说明辐照度法可以减小因气溶胶模式的假设产生的误差。     

基于移动激光扫描点云数据和遥感图像的建筑物三维模型快速建模方法

建筑物的三维建模是城市三维建模和可视化的重要组成部分。本文提出一种基于点云数据与遥感图像的建筑物三维模型快速建模方法。首先,运用改进的RANSAC法从点云数据中提取建筑立面,根据立面区分平顶建筑与人字形屋顶建筑;在此基础上,进一步对建筑物的高度进行提取;之后,利用区域增长法从遥感图像中提取建筑物屋顶轮廓,利用形态学方法对提取出的轮廓进行规则化处理,并基于Freeman链码提取轮廓角点,得到规整的轮廓;最后,根据提取出的建筑高度属性对屋顶轮廓拉伸并进行纹理映射,实现对建筑物的三维重建。通过实例证明,提出的方法能快速、高效地实现建筑物三维模型的重建。