国产卫星影像本底数据更新的实用方案——以地质灾害易发区遥感影像为例

我国国产遥感卫星数据的日渐增多和应用领域的不断扩大,在遥感影像本底数据的更新中正在部分取代进口卫星数据而成为重要信息源。为此,以资源一号(ZY-1)02C和高分一号(GF-1)国产高分卫星影像为主要数据源,提出遥感影像本底数据更新的技术方案;并以全国地质灾害易发区遥感影像本底数据更新为例,验证该方案的适用性。精度检查结果表明,更新后的数据能够满足1∶5万比例尺遥感影像本底数据的平面精度要求,技术方案合理可行,可为规模化开展遥感影像本底数据更新工作、拓宽国产高分卫星数据在地质灾害调查与监测等领域的实际应用提供重要的技术支持,具有一定的推广价值。     

高分一号遥感影像地质灾害信息提取方法研究

山区地质灾害发生频繁,受灾范围大,危害严重。提取地质灾害信息、估算受灾情况,对救灾工作极为重要。传统的遥感人工解译方法速度慢、效率低;计算机自动解译速度快但解译精度受影像质量影响大,大范围地区很难建立起普适性的解译模型。本文利用洮南市西部高分一号遥感数据,结合DEM生成三维影像,建立解译标志,解译基础地质信息,分析地质灾害成因;根据研究区泥石流地质灾害的主要影像特征,提取影像的分类属性,基于面向对象的分类方法,建立信息提取模型,快速提取出地质灾害敏感区域;再进行人机交互,精确提取出地质灾害的类型和范围,通过野外验证,该方法十分可靠,为大范围地质灾害信息快速提取和灾后救援提供科学依据。     

基于GF-1卫星的突发性地质灾害调查与评价——以内蒙古大兴安岭山地为例

运用GF-1卫星影像数据进行内蒙古大兴安岭山地南段地质灾害调查对于科学防治地质灾害,提高国产卫星应用水平具有重要意义.通过分别对研究区的全色和多光谱影像利用P5的DEM高程数据及控制点进行有理函数的区域网整体平差,保证不同景影像间的一致性,得到精化后的影像RPC参数;对经过区域网平差的全色影像和多光谱影像利用精化后的有理多项式及DEM进行正射校正;将校正后的全色影像和多光谱影像利用HPF方法进行融合,然后对处理后的影像进行地质灾害解译,进而评价危害范围及程度.研究结果表明,GF-1数据的融合影像对突发性灾害体的微地貌形态反映较明显,能够用于识别突发性地质灾害体的位置、边界范围等特征信息.     

高分遥感共性产品生成和真实性检验技术体系

随着高分辨率对地观测系统重大专项的成功实施，GF-1—GF-7七型卫星共19种主要载荷发射升空，形成了中国遥感卫星多谱段、多模式的观测能力，可为各种科研和行业遥感应用提供源源不断的高空间、高时间和高光谱分辨率的高质量遥感数据。如何打通高分卫星遥感数据到信息的转换链，降低高分卫星数据应用门槛、提升高分卫星应用服务成效已成为急需破解的迫切问题。遥感定量产品的误差来源包括传感器成像、几何与辐射定标、数据预处理、定量反演与产品检验等各个环节，提高定量遥感产品精度是一个复杂的系统工程，各行业应用部门和多领域用户难以独立完成全流程数据处理、产品生产和检验。本文在分析高分卫星遥感产品体系的基础上，针对多用户共同需求，梳理了7大类共45种共性定量遥感产品；从全链条误差溯源和质量检验需要出发，提出了高分遥感共性产品生成和检验的技术体系，分析了算法测评—算法优化—产品生产—真实性检验等环节面临的关键技术；进而提出了高分遥感共性产品真实性检验平台与产品定型分系统的初步设计方案，并介绍了系统研发的最新进展；最后对高分共性产品应用前景进行了展望，构建高分遥感共性产品生成与真实性检验技术体系，对于保障高分卫星遥感...     

综合遥感解译2022年Mw 6.7青海门源地震地表破裂带

2022-01-08中国青海省门源县发生Mw 6.7地震,直接导致兰新高铁受损停运,引起了国内外的高度关注。为了评估交通网的受损情况,提出一种综合光学遥感影像、合成孔径雷达（synthetic aperture radar, SAR）影像、无人机影像和激光雷达（light detection and ranging, LiDAR）数据解译地震地表破裂带的技术框架。针对此次门源事件,首先,获取高分1号（GF-1）、高分7号（GF-7）、Sentinel-2光学遥感影像和Sentinel-1A SAR影像,根据GF-1和GF-7光学遥感影像确定地表破裂带的空间分布特征,并利用光学像素偏移量技术估计东西向和南北方向二维地表形变场;其次,利用SAR像素偏移量技术获取距离向和方位向地表形变场, 同时利用差分干涉技术获取雷达视线向的地表形变(即距离向);然后,采用运动结构恢复技术处理无人机影像获取高精度的数字地表模型;最后,综合利用上述信息精确确定地震地表破裂的空间分布和地表形变特征。结果表明,此次地震东西向最大形变量约为2.0 m,距离向最大形变量约为1.5 m,该破裂带总长约为36.22 km。结合门源地区公路交通网,基于机器学习方法支持向量机模型对历史地质灾害点的分布以及地表破裂带进行分析,发现此次地震对高速公路带来的影响最大,对乡道的影响最小;交通干线G0611和G338东南段具有很高的灾害风险。所提技术框架可精密地解译地表破裂,在地震减灾中直接发挥作用。     

浅析构造层次理论在遥感地质工作中的应用

长期以来,遥感地质解译过程中确定各地层单元相对时代很难脱离已有地质资料单独依赖遥感影像进行判断。在地质资料较少、野外工作开展困难的情况下,地质构造的解译、成矿有利地段的圈定也会受到很大限制。针对此问题,以我国新疆维吾尔自治区北山地区为研究区,首次采用"构造层次理论",梳理分析利用Landsat8和高分二号(GF-2)卫星影像解译的区域性构造和小型构造,划分研究区的构造层次。通过对研究区构造层次的研究,一定程度上实现了仅依靠遥感影像和有限的地质资料,掌握地层相对时代、构造事件和成矿有利地区等信息,为遥感地质解译工作和发挥国产GF-2卫星高空间分辨率的优势提供新的思路;同时也为解决境外遥感地质工作中遇到的基础地质资料收集困难、实地考察成本较高以及基础地质工作程度薄弱等问题提供新的途径。     

GF-1图像在中印边境楚鲁松杰村地质灾害调查中的应用

为了解高分一号卫星(GF-1)图像的应用性能和查明中印边境楚鲁松杰村一带的地质灾害发育规律,利用DEM和GF-1图像对该地区的岩性、构造和地质灾害进行详细的遥感解译。研究结果表明,GF-1数据的融合图像对灾害体的微地貌形态反映较明显,能够用于识别地质灾害体的位置、边界范围等特征信息;区内地质灾害类型主要为滑坡和寒冻风化碎屑流等,滑坡、崩塌、泥石流多发生在[25°,35°]坡度段内,而寒冻风化碎屑流的发生则与坡度的增大成正相关;地质灾害运移方向与主构造线方向、基岩层面倾向基本一致。研究还揭示出该区内分布多级河流阶地,较大的垂直落差及丰富的第四系松散堆积物是地质灾害发育的重要因素。     

泸定Ms 6.8地震诱发滑坡应急评价研究

2022-09-05,四川省甘孜州泸定县发生Ms 6.8地震。地震在山区诱发了大量的地质灾害,造成了严重的人员伤亡。快速准确地获取地震诱发地质灾害的空间分布范围对震后应急决策和救援抢险至关重要。基于全球同震滑坡数据库与深度学习算法,构建了地震诱发滑坡空间分布概率近实时预测模型,在震后2 h内获取了泸定地震诱发地质灾害的预测结果。通过震后无人机与卫星遥感影像,采用机器学习与深度学习算法实现了震后大范围地质灾害的智能识别,共解译地震诱发滑坡3 633处,总面积13.78 km2。利用遥感解译的泸定地震滑坡数据,对地震诱发地质灾害预测模型进行了优化,获得了震区范围更广、准确性更高的同震滑坡预测结果。结果表明,同震滑坡预测模型能够快速获取震后地质灾害的空间分布情况,填补震后遥感影像获取前的空窗期,为灾后应急救援提供支撑;基于无人机与卫星遥感影像的智能识别技术是快速获取大范围地质灾害信息的有效手段。所取得的研究成果在泸定地震震后应急救援工作中发挥了重要作用。     

高分光学遥感影像在铁路勘察中的应用及展望

为促进我国铁路勘察设计领域高分光学遥感影像的应用，结合当前铁路勘察设计工作的特点，系统总结了高分光学影像的发展及其在地理信息产品生产、地质勘察和环境影响评价分析等方面的应用现状，指出面向铁路勘察设计的高分影像应用存在的问题，提出未来的研究重点是建立适应于铁路勘察设计特点的遥感影像高精度的处理和智能信息提取与解译、业务应用等方面，以期形成高效的光学遥感卫星铁路勘察设计应用体系。     

结合高分遥感和多源数据的高原湖泊流域土地利用分析

高分一号卫星是为提升我国高分辨率数据自给率自主发射的卫星，在土地利用监测方面具有重要的应用价值。将GF-1卫星影像与多源数据影像进行对比能够挖掘各数据源在土地利用动态监测方面的差异性。本文以云南省杞麓湖流域为研究区，选取最新的Sentinel-2、GF-1和Landsat 8卫星遥感影像进行土地利用分类，以第二次全国土地利用调查数据为基期数据，结合野外实地调研和土地利用转移矩阵开展土地利用现状和演变分析，得出以下结论：①杞麓湖流域的水域、建设用地、耕地和林地自中心向外呈现出圈层分布的特征，与第二次全国土地调查结果相比，水域、耕地、林地3种类型的自然景观面积减少，而建设用地和其他用地受人类活动的影响，面积大幅增加，变化主要集中在杞麓湖周边的纳古镇和河西镇。②Sentinel-2卫星影像与GF-1卫星影像均具有较高的空间分辨率，二者对土地利用变化评估的结果相近，均优于Landsat 8卫星影像，其中GF-1卫星影像具有较高的应用价值。     

面向对象和GURLS结合的高空间分辨率遥感数据云检测

遥感信息获取过程中云是重要的干扰因素，随着国产高空间分辨率卫星数据的应用，实现数据的准确云检测对有效获取地面信息具有重要意义。本文以高分一号、高分二号多光谱影像为数据源，利用图像分割获取了同质对象，基于对象光谱、纹理和几何8种属性特征建立了规则集，以规则集为输入，利用阈值法和GURLS分类器结合进行了云检测。针对不同时相和场景的高分数据，将该方法与基于像素的最大似然法和SVM法进行了对比，结果表明该方法云提取精度均在95%以上，Kappa系数在0.9以上。     

高分辨率遥感影像图制作的镶嵌线自动提取

为更好地发挥遥感技术在城市规划地图制作中的应用，高分辨率遥感影像成为城市地图制作中最重要的数据源。面对地物信息复杂、建筑物众多的城市地区，如何快速提取高分辨率遥感影像地图制作过程中相邻两景影像之间的镶嵌线具有重要意义。本文以国产卫星中分辨率最高、幅宽最小的GF-2影像为数据源，融合建筑物轮廓数据，研究了基于最短路径的A*搜索算法，实现了遥感影像地图制作的镶嵌线自动提取技术。结果表明，该方法能够自动生成避让建筑物的镶嵌线，速度快、镶嵌质量高，可广泛应用于城市地区高分辨率遥感影像地图制作。     

RS与GIS技术在库区地质灾害调查中的应用研究

本文以黄河班多一级水电站库区地质灾害调查为例,利用RS与GIS技术进行地质灾害信息提取与分析。在对卫星影像信息进行增强处理的基础上,通过GIS数据管理和空间分析功能对多源数据进行叠加分析,利用可视化工具—虚拟地理信息系统(VirtualGIS)构建研究区三维场景,多方位、多角度挖掘地质灾害信息。结果表明:采用RS与GIS技术可以快速、准确、高效地提取地质灾害信息和与之相关的地表信息,实现地质灾害调查与分析的目的。     

基于高分一号卫星的江西樟树市地质灾害评价

运用高分一号卫星进行江西樟树市地质灾害评价对于科学防治地质灾害,提高国产卫星应用水平具有重要意义。本文通过正射校正、影像融合、几何校正等步骤对高分一号影像进行预处理,然后对处理后的影像进行地质灾害解译,获取樟树市地质灾害分布情况。在进行地质灾害评价过程中采用小流域评价单元,选取灾害点密度、地表水文、构造断裂带、工程活动、岩土类型、地形坡度等6个评价因子,并运用层次分析法确定因子权重,通过加权平均法最终获得樟树市地质灾害易发性综合评价图,其精度为78%。结果表明樟树市易发生地质灾害的地区占全市总面积的34.68%,易发程度最高的地区主要分布在东南部,占全市总面积的7.82%。     

服务于城市规划管理的遥感信息平台技术研究

面对城市规划管理对遥感信息的强烈需求,重庆市遥感中心开展了从规划遥感标准制定、影像处理、数据建库、遥感规划分析模型、发布服务等遥感信息平台建设工作。本文就在建设过程中用到的数据库建设、信息共享与交换的关键技术,和规划行业遥感分析应用的技术实现思路提出探讨,希望推动国内遥感技术在不同领域的深层次应用。     

CBERS-02B星模拟数据地质资源专题应用评估

从遥感地质解译、矿化蚀变信息提取、矿产资源开发现状调查及环境变化信息提取等多方面对02B星模拟数据开展了应用试验评估，评价了02B星地质资源专题应用能力。     

国产高分卫星遥感影像融合方法比较与评价

选择适宜的融合方法有利于卫星遥感影像融合产品更好地服务于生产实践及科学研究。本文在总结现有影像像素级融合算法原理的基础上，选用Pansharp、Gram-Schmidt、HPF、Ehlers、Subtractive、Modified IHS、Brovey、PCA、NNDiffuse等多种常用的影像融合方法对国产高分影像的全色和多光谱数据进行了融合处理，并从定性和定量的角度对融合结果进行了详细评价，试图寻找适用于国产高分卫星遥感影像的最佳融合方法。结果表明：针对国产高分一号卫星遥感数据，超分辨率贝叶斯算法融合效果在视觉效果与影像质量定量评价指标中综合表现最佳；Gram-Schmidt、NNDiffuse、Subtractive和HPF融合结果地物边界最为清晰；Modified IHS、PCA、Brovey融合影像色彩失真较为明显；NNDiffuse在可见光波段表现较突出；Gram-Schmidt在近红外波段表现效果最佳。     

基于高分遥感影像的城市用地现状信息提取

我国正处于城镇建设的高速发展阶段,城市用地现状信息提取是进行城市精细化管理的重要基础工作。本文通过对高分辨率遥感影像光谱特性的深入分析,提出一种结合面向对象分类和GIS分析技术的城市用地现状分类的处理新模式,实现了城市用地现状的高效分类。利用高分一号卫星高分辨率遥感数据进行验证,总体分类精度达81.44%。试验表明,该处理模式有效地简化了人工操作步骤,大幅度提高了高分辨率遥感影像城市用地现状提取的效率。     

地震滑坡高分辨率遥感影像识别

区域性地震滑坡信息获取目前主要通过遥感目视解译和计算机提取,存在主观性强、耗时费力、提取精度低等问题,导致难以满足灾后应急调查、灾情评估等方面的应用需求。采用资源三号、高分一号高分辨率遥感影像,以汶川震区为实验区,在地震滑坡灾害特征分析的基础上,通过多尺度最优分割方法构建多层次滑坡对象,融合光谱、纹理、几何等影像特征和地形特征信息建立多维滑坡识别规则集合,基于高分辨率影像认知模式与场景理解过程提出滑坡分层识别模型,从而实现地震滑坡空间分布及其滑源区、滑移区和堆积区的准确识别。实验区分析结果显示最低识别精度为81.89%,而滑坡的堆积区最容易被分辨,识别方法具有可推广性。研究成果可为灾后应急调查提供技术支撑,并促进国产高分辨率遥感卫星的地质灾害应用。