Sagnac型干涉成像光谱仪研制及干涉成像光谱实验

空间调制干涉成像（傅里叶变换）光谱仪（SMIFTS）是一种有重要的研究和应用价值的空间遥感器。依据应用要求和信噪比方程设计并研制了Sagnac型干涉成像（傅里叶变换）光谱仪原理样机。用该样机进行了实验室干涉成像光谱实验，获取了较为清晰的可见光、近红外谱段干涉成像图像。对其中各像元的干涉图进行数据处理和计算，提取出了光谱特征明显的成像光谱图像和与被测图样光谱特征相符的像元光谱。由实测光谱辐射亮度曲线反演计算出的光谱反射曲线与标准仪器测得的图样光谱反射特性曲线进行了比较，结果表明二者对应相似。     

利用多时相的高光谱航空图像监测冬小麦条锈病

冬小麦发生锈病 ,叶绿素被大量破坏 ,水分蒸滕量大大增加 ,叶片细胞大小、形态、叶片结构发生了改变 ,从而改变了叶片和冠层的光学特性 ,使得遥感探测与评价成为可能。利用多时相的高光谱航空飞行图像数据 ,了解、分析和发现条锈病病害对作物光谱的影响及其光谱特征 ;设计了病害光谱指数 ,成功地监测了冬小麦条锈病病害程度与范围。对比 3个生育期的条锈病与正常生长冬小麦的PHI图像光谱及光谱特征 ,发现 :5 6 0— 6 70nm黄边、红谷波段 ,条锈病病害冬小麦的冠层反射率高于正常生长的冬小麦光谱反射率 ;近红外波段 ,条锈病病害的冠层反射率低于正常生长的冬小麦光谱反射率 ;条锈病冬小麦冠层光谱红谷吸收深度和绿峰的反射峰高度都会减小     

大型沉水植物狐尾藻不同盖度的光谱特征

地物特征与其光谱特征的关系是解译遥感影像的关键。本研究利用ASD便携式地物光谱仪对上海崇明国际湿地公园人工湖中的沉水植物狐尾藻的反射光谱进行了初步研究。结果表明,随狐尾藻盖度的增加,其光谱反射率、一阶和二阶导数红边斜率的峰值也相应增加,不同盖度狐尾藻的光谱反射率的差异主要表现在500—650nm和700—900nm波段范围。分别对狐尾藻盖度与这些波段的光谱反射率及根据一阶和二阶导数获得的光谱指数进行回归分析,得到了较好的线性关系。应用回归分析得到的线性方程,可以根据测定的光谱反射率定量反演水体中的狐尾藻盖度。研究结果可为监测大型沉水植物的高光谱遥感影像解译和分类提供技术支撑,为大尺度遥感监测沉水植物的分布和动态变化提供科学依据。     

Sagnac型干涉成像光谱仪外场干涉成像光谱实验

空间调制干涉成像 (傅里叶变换 )光谱仪 (SMIFTS)是一种有重要的研究和应用价值的空间遥感器。该文介绍了研制的Sagnac型干涉成像 (傅里叶变换 )光谱仪原理样机及用该样机进行的外场干涉成像光谱实验。实验获取了可见光、近红外谱段干涉成像图像。对其中各像元的干涉图进行数据处理和计算 ,提取出了光谱特征明显突出的外场干涉成像光谱图像和与被测目标光谱特征相符的像元光谱     

叶片表面蜡质层对植被光谱反射率的影响

首先获取叶片去除表面蜡质层前后光谱反射率,比较分析叶片表面蜡质层的光谱特征,探究叶片去除蜡质层前后叶片反射率的变化.结果表明:叶片去除蜡质层后在400～2500 nm光谱区间反射率发生较明显改变;去除蜡质层对植被红边参数没有影响,并不会导致"红边"移动,叶片表面的蜡质并不影响绿色植被所特有的反射特征;不同叶片蜡质层对不同植被影响不同,叶片反射曲线不是叶片表面蜡质反射曲线和经去蜡质处理的叶片反射曲线简单的线性叠加.植被叶片的光谱定量分析可为公路植被遥感环境评价提供支持.     

利用高光谱遥感图像估算小麦氮含量

利用2001—04—26实用型模块化成像光谱仪(0MIS)在北京小汤山地区获取的航空高光谱遥感图像，对图像进行了精确的几何纠正和反射率转换，提取出43条小麦图像光谱与地面叶片全氮含量数据相对应，运用红边、光谱吸收特征分析方法和逐步回归算法，选择和设计了叶片全氮反演的特征波段和特征参数，并进行了全氮含量境图。实验结果表明：由吸收特征光谱(590-756nm，1096—1295nm，1295—1642nm)确定的特征深度与面积能够很好地对叶片全氮含量进行反演；NDVI(NRCA1175.8，NRCA733.9)和NDVI(dr745，dr699．2)与TN的关系最好(R^2分别为0．8145，0．769)；全氮含量填图的值域和分布与地面调查和测量结果一致。     

苹果冠层/叶片高光谱数据库系统的设计与建立

设计与建立苹果冠层/叶片高光谱数据库,实现苹果冠层/叶片高光谱数据的获取、整理、存储与应用分析,可以为苹果养分含量的高光谱遥感反演提供数据服务和支持。利用ASD Field Spec 3地物光谱仪采集的苹果冠层/叶片高光谱数据,在Microsoft Visual Studio 2010开发环境下,基于C#语言与SQLServer 2008关系型数据库,采用C/S开发模式,设计与建立了苹果冠层/叶片高光谱数据库系统,完成了对高光谱数据批量录入、存储、导出与数据处理多项功能。     

盐沼植被光谱特征的间接排序识别分析

运用ASD地物光谱仪,采用12个小型机载成像光谱仪(CASI)默认的植被波段组,以上海崇明东滩自然保护区的盐沼植物群落为对象,应用主成分分析法和相关分析研究了不同群落光谱特征与生态环境因子之间的关系。结果表明:运用PCA间接排序法能够识别盐沼植被中光滩、海三棱藨草群落、芦苇群落和互花米草群落等光谱特征;绝大多数盐沼植物的群落组成与所选波段的光谱特征之间有显著的相关关系;可见光和近红外波段数据可以分别识别低盖度的海三棱藨草群落和高盖度的互花米草和芦苇群落;对光谱反射率影响最大的生态环境因子是植物群落的高度和盖度,而高程和其它环境因子的影响次之。     

叶片化学组分成像光谱遥感探测机理分析

利用地面光谱仪的测量数据 ,进行了成像光谱遥感探测叶片化学组分的机理性研究。采用多元逐步回归方法 ,分析了鲜叶片 7种化学组分含量与其光谱特性的统计关系 ,分别建立了反射率 ρ及其变化式 1/ρ、logρ和ρ的一阶导数Kρ 与化学组分含量的统计方程 ,并对这 4个指标的性能进行了比较和评价。结果表明 ,在 95 %的置信水平下 ,可以由叶片的精细光谱特征较好地反映出化学组分含量 ;特别是利用Kρ 作为因子 ,使置信水平提高到 99% ,尤以对粗蛋白质、N、K含量反映最好 ,R2 均达到 0 8以上 ,粗蛋白质可达 0 95 6 4,从而为进一步探讨在中国利用成像光谱遥感探测叶片化学组分奠定了基础     

叶片化学组分成像光谱遥感探测分析

利用地面光谱仪的测量数据,进行了成像光谱遥感探测叶片学组分的机理性研究。采用多元逐步回归方法,分析了鲜叶片７种化学组分含量与其光谱特性的关系,分别建立的反射率ρ及其变化式１／ρ、ｌｏｇρ和ρ的一阶导数Ｋρ与化学组分含量的统计方程,并对这４个指标的性能进行了比较了评价。结果表明,在９５％的置信水平下,可以由叶片的精细光谱特征较好地反映出化学组分含量;特别是利用Ｋρ作为因子,使置信水平提高到９９％,尤     

一种光谱信息保持的影像融合算法研究

在介绍遥感图像融合中IHS变换和小波包分析的基础上,提出了一种基于光谱特征保持的IHS变换与小波包分析相结合的图像融合算法。该方法可以最大限度地保留待融合图像的光谱信息,同时融合图像的清晰度和空间分辨率有了很大提高,图像纹理信息也得到了很好的保持。通过对SAR图像与Landsat(TM)多光谱图像的融合实验,证明了该方法的有效性。     

基于相关系数匹配的混合像元分解算法

遥感影像中的混合像元不仅影响地物识别和分类的精度,而且已成为遥感科学向定量化发展的主要障碍.为此,人们已经提出了多种混合像元分解算法,其中应用最为广泛的是最小二乘法.该方法虽然具有意义明确、简单易行等特点,但也易受局部噪声、大气效应、环境辐射等因素的影响.本文将混合像元分解问题归结为一个基于光谱匹配的非线性最优化问题,并针对最小二乘法的不足提出了一种新的基于相关系数匹配(spectral correlation matching, SCM)的混合像元分解技术.通过在北京市北三环及其以北区域内案例的研究表明:在城市区域内,利用图像选取终端端元的办法,基于相关系数匹配的混合像元分解算法的总体精度高于带全约束的最小二乘法(LS)的分解结果.对比分析表明:在目标光谱的绝对值整体放大或缩小而光谱形状得到了很好的保持、及局部噪声使得光谱值显著变化但光谱形状得到了一定程度保持时,基于光谱形状的相关系数法可以得到比基于光谱绝对值的最小二乘法精度更高的分解结果.     

蒙皂石含量与膨胀土光谱吸收参量相关关系研究

对沿南水北调中线工程邯郸—永年、南阳、平顶山等地区及襄樊、荆门钟祥地区采集的各类地表、近地表膨胀土样品55件,运用现代XRD定量方法和有机染料吸附方法测量了粘土矿物成分和蒙皂石含量,计算了有效蒙皂石含量,同时测定了它们的可见光短波红外光谱,并参量化计算了吸收光谱的位置、深度、宽度、对称性和面积,统计分析了光谱吸收参量与有效蒙皂石含量及胶粒、粘粒含量之间的关系。结果表明:根据蒙皂石2200nm,1900nm,1400nm吸收的相对强度,可以划分不同的膨胀土类型;根据膨胀土实验室光谱1900nm,1400nm吸收深度和吸收宽度可以估算膨胀土的有效蒙皂石含量及胶粒、粘粒含量;吸收对称性和面积不能运用于与有效蒙皂石含量及胶粒、粘粒含量的光谱估算;运用实验室光谱测量分析,可以在工程现场经济、方便、快捷地识别膨胀土、划分膨胀土类型、估算有效蒙皂石含量及胶粒、粘粒含量,能够产业化应用。     

茶卡-共和盆地土壤盐分与光谱特征研究

土壤盐分及其光谱特征是土壤盐渍化高光谱遥感定量监测的基础研究内容。茶卡-共和盆地位于柴达木盆地东部边缘,是土壤盐渍化比较典型的区域之一。在研究区盐渍土野外调查采样的基础上,依据土壤理化分析和实验室光谱测量数据,对土壤盐分及其光谱特征进行了分析,总结了茶卡-共和盆地盐渍土光谱特征随土壤盐分含量的变化规律。研究表明:该区域盐渍土为氯化物盐土,以NaCl和MgCl2为主,有少量的硫酸盐;不同含盐量的盐渍土具有明显的光谱特征差异。     

Study on Polarized Spectral Characteristics of Soil with Different Water Content

Moisture is one of the important parameters in soil polarized spectrum. It has great significance in soil remote sensing band selection and image interpretation; it also provides the information for soil investigation and analysis on physical and chemical properties. In this paper we tested and analyzed the soil polarized spectrum with different moisture in 350?~?2,500 nm wavelength, to study on the relationship between soil polarized spectral data and moisture, to determine the spectral response and changes in soil moisture, and establish models between spectral data and soil moisture. We also designed a orthogonal test on the various factors that affect soil polarized spectral characteristics, in which we studied soil moisture, polarized angle, detected angle and azimuth of the various factors and their interactions. The results showed it was most significant that the soil moisture and the interaction of soil moisture and polarized angle, followed by the interaction effect of detected angle and moisture, while the polarized angle had a little impact on the soil polarized spectrum.     

利用太阳直射光谱遥感大气柱水汽总量的研究

太阳光谱仪测得的直接辐射光谱含有大气水汽含量的信息。本文提出一种用太阳直射光谱反演大气柱水汽总量的方法。采用分子吸收的随机模式，而不是通常的Ｂｏｕｇｕｅｒ定理，处理水汽吸收，故更为合理。选取水汽的α，β和ρστ吸收带逐次扣除，联合订正，给出水汽含量。并与探空资料结果做了对比，有较好的一致性。     

一种基于变权重组合的光谱相似性测度

光谱相似性测度是高光谱遥感影像信息提取的关键。在欧氏距离和光谱角余弦的基础之上提出一种变权重组合的光谱相似性测度,即光谱变化权重相似性测度。这种光谱相似性测度可根据不同地物类别自动对欧氏距离和光谱角余弦测度指标配比权重。选用标准光谱库和机载OMIS高光谱影像对SCWM进行测试,并引入误分率和混淆矩阵对分类结果进行评价。结果表明,相对于仅采用一种或两种光谱相似性测度的分类方法,光谱变化权重相似性测度具有更精细的光谱识别能力。     

GRACE和GOCE卫星重力场模型的谱组合研究

首先,介绍了基于不同卫星重力场模型的位系数误差方差谱组合、误差阶方差谱组合模型的算法;其次,根据位系数误差方差定权和位系数误差阶方差定权两种谱组合方法编写计算程序;最后,采用GRACE和GOCE模型进行谱组合计算,并对谱组合计算模型进行内、外符合精度分析与验证,谱组合得到的重力场模型精度和可靠性优于单一重力场模型,验证了谱组合方法的有效性.     

混合光谱分解模型提取水体叶绿素含量的研究

遥感监测水体叶绿素含量是水质遥感研究的难点之一。本文通过研究不同叶绿素含量水体反射率的光谱特征，确定了提取叶绿素a含量的最佳特征波段，建立了太湖水体叶绿素a的混合光谱模型。研究发现，混合光谱模型提取的水体叶绿素a百分比浓度与同步采样分析的叶绿素a浓度之间有较好的线性相关性。并基于TM和HEPERION图像利用此模型生成了叶绿索a浓度分布图。研究结果表明，混合光谱分解模型可以作为遥感监测水体叶绿素a含量的定量模型。