SAR卫星组网观测技术与海洋应用研究进展

SAR卫星的组网观测,较之于单卫星工作方式,不仅能够提高观测频率,还能挖掘SAR的多模式探测能力。本文介绍了SAR卫星组网的遥感观测技术发展现状,并总结了基于卫星组网的海洋动力环境监测和海上目标监测研究进展。在海洋动力环境遥感监测方面,多SAR卫星联合获得的同步数据能够互为补充,提高海洋动力环境信息的探测精度;在海上目标遥感监测方面,多卫星联合能够实现从传统的单星目标检测到跟踪的跨越,提高海上动态目标的跟踪监测能力。     

基于高空间分辨率卫星遥感影像的围填海存量资源监测与评估研究——以营口市南部海岸为例

为详细掌握围填海存量资源状态,提高海域空间资源监管精细化水平,本文提出围填海存量资源概念,并将围填海存量资源划分为围而未填区域、填而未建区域、低密度建设区域、低洼坑塘、低效盐田和低效养殖池塘等6种类型,以及工业区、城镇区等围填海存量资源的消耗类型。在此基础上,采用高空间分辨率卫星遥感影像,建立了面向对象的围填海存量资源遥感影像分类提取方法与技术流程,构建了围填海存量资源指数,并以营口市南部海岸区域为例进行了实证研究。结果表明:（1）面向对象的围填海存量资源遥感影像分类提取方法能够精细地提取围填海存量资源信息,准确率达到90%以上;（2）填而未建区域、低效盐田、低效养殖池塘占研究区围填海存量资源总面积的62.51%,研究区围填海存量资源指数为0.49,但内部差异明显,北部区域为0.66,中部区域为0.44,南部区域为0.37。     

纹理特征提取及辅助遥感影像分类技术研究

研究了利用灰度共生矩阵提取纹理特征的方法,并对利用纹理特征影像辅助光谱特征分类的方法进行了研究。实验结果表明,纹理特征辅助光谱特征分类能够提高遥感影像分类的准确性和精度。     

基于特征提取的目标变化检测方法研究

针对不同时相遥感影像中特定目标的变化,研究了基于特征提取的目标变化检测方法。该方法首先根据目标的几何特征进行检测与提取,然后对提取出的两目标影像进行比较,得到特定目标的变化。实验结果表明该方法对特定目标的变化检测有较好的效果。     

高光谱遥感技术在海洋研究的应用及展望

在分析高光谱遥感特点的基础上,从其在海洋应用的基础研究和在海洋与海岸带资源环境监测研究2个方面,论述了高光谱遥感在海水叶绿素浓度、悬浮泥沙含量、污染物和表层水温、海冰、海岸带探测的应用和研究进展,最后本文提出了高光谱遥感在海洋研究中着重发展的几个问题:(1)建设海洋及海岸带要素的地物光谱数据库;(2)开展海洋遥感信息系统建设;(3)开展基于高光谱遥感数据的海洋系统光学特性提取模型的研究;(4)开展基于高光谱遥感数据的海陆系统交互作用的环境效应研究.     

基于时间序列遥感影像的广西南流江口海岛变迁研究

广西南流江口无居民海岛生态系统较为脆弱,自海岛地名普查以来,该区域海岛形态和岛体开发利用变化显著。文章基于2012—2019年共8期遥感影像,开展南流江口海岛形态和开发利用的遥感提取和变化检测,并逐年分析海岛变化情况。遥感监测结果表明：2012—2019年,南流江口10个海岛形态变化显著,面积减少约61.8%,2个海岛岛体新增开发利用变化;重点说明花轿铺、小砖窑岛和小平墩岛3个显著变化海岛的逐年变迁情况,并分析海岛变迁的主要原因,为海岛保护和管理提出若干建议。     

基于光学遥感的海岛潮间带和湿地信息提取--以东沙岛(礁)为例

基于高分辨率遥感图像,采用相似三角形原理,结合海岛多年潮汐数据进行了海岛潮间带的确定;利用克里格（Kriging）插值方法,对水深图中海岛浅水区域的水深点数据进行单元网格化处理,在遥感图像的辅助下,进行了海岛湿地范围的界定。在此基础上,确定了东沙岛潮间带和湿地的范围,提取了各自的面积,并对结果进行了分析。     

基于视觉显著性的高分辨率遥感影像舰船检测

通过研究、分析现有基于遥感影像的舰船检测算法,提出了基于Itti视觉显著度模型改进的高分辨率遥感影像海面舰船检测方法,该方法利用海面舰船相对于海面背景信息视觉关注高的特点,参考视觉显著度模型计算原理,对高分辨率遥感影像中的颜色、亮度、方向、纹理等特征进行有效提取,然后利用归一化方法将不同特征融合,形成有利于舰船目标提取得视觉显著度图,最后对生成的视觉显著度图进行阈值分割和精细化处理获得最终的舰船检测结果。与传统舰船检测算法相比,本文算法能够有效检测复杂海面背景下的舰船目标,减少了单一特征变化对检测精度的影响,提高了检测准确率,具有较好的抗噪性和较强的鲁棒性。     

多源遥感影像变化检测方法在地震城区灾害评估中的比较

遥感技术是目前地震灾害检测与评估最经济最有效的手段,利用震前震后的遥感影像进行变化检测,是快速获取震害变化情报的关键.利用航空、航天多传感器获取的SPOT5、FORMOSAT2、TM、ADS40等汶川地震灾前、后多源遥感影像,在经过图像配准和辐射校正等预处理后,重点比较了代数比较法、分类比较法、面向对象法三种变化检测方...     

典型海岛生态环境物联网信息感知及传输技术

海岛生态物联网是海岛生态环境监测与物联网相结合的新技术, 对生态环境监测信息的集成共享、灾害预警、资源合理开发利用具有积极推动作用。文章结合庙湾岛珊瑚生态修复应用需求, 基于海岛生态人文环境特点, 对海岛生态环境物联网技术展开研究, 重点研究了珊瑚修复区海底生境参数感知技术、岸基供电控制及信息中继技术、物联网数据传输技术及远程服务器终端遥控及信息接收和管理技术等生态物联网关键技术, 可望为海岛生态物联网建设提供参考, 为海岛生态修复及健康评估提供技术支撑。     

Spatial information recognizing of ocean eddies based on virtual force field and its application

A new approach to detecting ocean eddies automatically from remote sensing imageries based on the ocean eddy's eigen-pattern in remote sensing imagery and "force field-based shape extracting method" is proposed. First, the analysis on extracting eddies' edges from remote sensing imagery using conventional edge detection arithmetic operators is performed and returns digitized vector edge data as a result. Second, attraction forces and fusion forces between edge curves were analyzed and calculated based on the vector eddy edges. Thirdly, the virtual significant spatial patterns of eddy were detected automatically using iterative repetition followed by optimized rule. Finally, the spatial form auto-detection of different types of ocean eddies was done using satellite images. The study verified that this is an effective way to identify and detect the ocean eddy with a complex form.     

Integration technology research on marine geographical information system

It is urgent and necessary to integrate a marine geographical information system （MGIS） with marine remote sensing detection modules. On the basis of the current technology and features of applications, an open three-layer integration framework is designed. At the data layer, a two-level three-base integration mechanism based on the plug-in technology is applied; At the function layer, an integration mode based on API, DLL, EXE and COM is discussed; and at the application layer, a sharing mechanism based on the clients/service is adopted. As an example, the remote sensing integrated application information system of China＇s coastal zone and offshore （MaXplorer1. 0） with muhiecology remote sensing fusion and assimilation module, surge detection module as well as eight other thematic application modules is integrated, and the key technology of integration is discussed at different layers and in different modules. The result shows that it is possible to realize the conformity of technology and resources and to provide the incorporate technology platform for marine information operational functioning after applying the integration framework.     

天津海域遥感图像解译应用系统

在对多源遥感数据处理、地物特征识别与解译、专题信息提取等方法研究的基础上,开发了天津海域遥感图像解译应用系统,并在天津市海岸线和海岸带变化监测、海域环境遥感监测等方面进行了示范应用;系统对提高海洋管理工作的科学性和信息的时效性,具有重要的理论和应用价值。     

海岸带遥感微尺度信息及其组合挖掘提取和方法应用研究

基于海岸带高分辨率信息需求理论支持下的信息挖掘技术,面对我国海岸带可持续发展的需求,以中高分辨率遥感影像为数据源,以滩涂、水边线、海堤、养殖场等海岸带地物为专题信息挖掘提取实例,建立了"像元→基元→目标"的识别方法体系,针对面向对象的信息提取分析方法进行研究。即首先通过采用光谱和形状相结合的分割算法来获取内部特征相对均一的一系列基元对象,再通过对基元对象的典型特征进行分析和判别来实现目标提取。结果表明,该方法是可行的,它提高了遥感影像信息的识别精度,为动态性很强的海岸带地物信息挖掘提取提供了研究思路,在海岸带监测、管理、开发和利用,编制现实性很强的海岸带专题图等应用领域展现了该研究示例的科学性和实际意义。     

海洋地理信息系统集成技术分析

为适应已成熟的海洋地理信息系统和海洋遥感应用模块技术及海洋信息业务化运行的需求,迫切需要开发海洋地理信息系统与海洋遥感应用模块集成来实现海洋信息一体化服务。针对当前平台技术水平和应用模块特性,设计了开放性三层集成框架,即数据层采用基于中间插件的二级三库集成机制、功能层采用基于API,DLL,EXE,COM组件的集成模式和应用层上基于Web Services的共享机制。以中国海岸带及近海卫星遥感综合应用系统平台(MaXplorer1.0)与多元生态遥感融合与同化模块和海浪遥感信息提取模块等八大海洋遥感应用模块为实例进行数据层、功能层和应用层的集成。集成结果表明,两者的集成实现了海洋信息资源与技术的整合,为海洋信息的业务化运行提供了技术支撑。     

结合极化分解特征的SVM溢油检测研究

Marine oil spills have caused major threats to marine environment over the past few years.The early detection of the oil spill is of great significance for the prevention and control of marine disasters.At present,remote sensing is one of the major approaches for monitoring the oil spill.Full polarization synthetic aperture radarc SAR data are employed to extract polarization decomposition parameters including entropy(H) and reflection entropy(A).The characteristic spectrum of the entropy and reflection entropy combination has analyzed and the polarization characteristic spectrum of the oil spill has developed to support remote sensing of the oil spill.The findings show that the information extracted from(1–A)×(1–H) and(1–H)×A parameters is relatively evident effects.The results of extraction of the oil spill information based on H×A parameter are relatively not good.The combination of the two has something to do with H and A values.In general,when H0.7,A value is relatively small.Here,the extraction of the oil spill information using(1–A)×(1–H) and(1–H)×A parameters obtains evident effects.Whichever combined parameter is adopted,oil well data would cause certain false alarm to the extraction of the oil spill information.In particular the false alarm of the extracted oil spill information based on(1–A)×(1–H) is relatively high,while the false alarm based on(1–A)×H and(1–H)×A parameters is relatively small,but an image noise is relatively big.The oil spill detection employing polarization characteristic spectrum support vector machine can effectively identify the oil spill information with more accuracy than that of the detection method based on single polarization feature.     

基于Sentinel-2A和GF-1B遥感数据的海岸带水产养殖识别方法比较

近海水产养殖为人类提供优质的动物蛋白,对海洋经济高质量发展具有重要意义。卫星遥感技术已被广泛用于海岸带水产养殖的监测,但目前相关的研究聚焦基于单一传感器卫星数据并使用单一信息提取算法而忽略与不同卫星传感器以及处理方法之间的比较。本研究以北莉岛东北部为研究区,基于多光谱Sentinel 2A卫星和高分一号B（GF 1B）卫星数据,分别使用自适应阈值法、支持向量机监督分类法以及多尺度分割面向对象分类法,开展海岸带人工水产养殖区的识别。研究表明,更高空间分辨率的GF 1B卫星对人工水产养殖水网密集区的提取正确率远优于Sentinel 2A卫星;基于高空间分辨率GF 1B卫星,多尺度分割面向对象分类法的正确率最高,为94.65%,优于支持向量机监督分类法的94.45%和自适应阈值法的84.62%;自适应阈值法更适用于中等空间分辨率卫星数据的水产养殖信息提取,其提取的水产养殖水面的面积与目视解译提取的面积差异小于4%。针对单个养殖池使用情况的业务化监测需使用高空间分辨率卫星数据,而大范围水产养殖面积的变化分析则可应用中等空间分辨率卫星数据。     

基于复contourlet域隐马尔科夫树模型的海面溢油合成孔径雷达图像相干斑抑制

海面溢油SAR图像中的相干斑噪声严重影响了后续的图像分割、特征提取和分类.为了更有效地抑制海面溢油SAR图像相干斑,文中提出了一种基于复contourlet域隐马尔科夫树模型的海面溢油SAR图像相干斑抑制方法.首先对观测图像取对数并进行复contourlet变换;然后在复contourlet域中用隐马尔科夫树模型对相邻尺度间的带通方向子带系数进行建模,并依据贝叶斯最小均方误差准则估计无噪系数;最后进行逆复contourlet变换和指数变换,得到相干斑抑制后的图像.大量实验结果表明,与Lee、Kuan、Frost及Gamma Map等4种经典滤波方法以及小波域和contourlet域隐马尔科夫树模型方法相比,文中方法从主观视觉和客观定量评价两方面来看综合性能更为优越,是一种行之有效的SAR遥感图像海面溢油检测的预处理方法.     

Remote sensing composite information of Nansha reef''s closed atoll and model of its spatial structur evolution——Ⅱ

Based on the Nansha Islands' closed atoll conception-remote sensing system in Part Ⅰ,through the solution of the information function value and isostatic value of closed and quasi-closed atoll, and by using topological analysis on growth form and the composite remote sensing quantization date as the calculating coefficients, the feature vector system and its mathematical model of two kinds of atoll are built, and the multivariate analysis is made with some examples.     

遥感水深反演海图修测应用研究

卫星遥感技术可以应用于浅海水下目标探测,是特殊区域碍航物探测的有效手段。结合海岛礁的特殊地理环境和测绘需求,采用高分辨率卫星影像进行浅水深反演试验,提出的高分辨率预处理方法实用、有效;并与海图数据结合,进行水深标定和海图修测应用分析。研究结果表明,针对南海岛礁,应用高分辨率卫星影像可以获取岛礁分布和轮廓、概略等深线信息、潜在航道以及水下障碍物信息等,能达到修测海图的目的。