国产遥感传感器大气层外波段平均太阳光谱辐照度计算

目前,我国大部分遥感传感器的大气层外波段平均太阳光谱辐照度(Mean solar exoatmospheric irradiances over band b,简称ESUN_b)尚未公布,这给遥感图像表观反射率的计算带来了不便,在一定程度上影响了数据资料的应用和推广。本文基于已有官方ESUN_b值的EO1/ALI、Terra/ASTER、QuickBird等多种中、高空间分辨率传感器,对9条常见的太阳光谱曲线进行比较分析。结果表明,WRC太阳光谱曲线最合适计算中分辨率传感器的ESUN_b,而Wehrli太阳光谱曲线最合适计算高分辨率传感器的ESUN_b。基于WRC太阳光谱曲线和Wehrli太阳光谱曲线计算,得到了ZY-1 02C/PMS相机、ZY-3/TLC相机和MUX相机,以及GF-1/WFV相机和PMS相机各波段ESUN_b值,并对ESUN_b值的不确定性进行了分析。结果显示,太阳光谱选取的不同,对ESUN_b的取值会产生-1.94%至1.48%的偏差。本文使用多种卫星传感器交叉比较的方式确定了最佳的太阳光谱,给出了ZY-1 02C、ZY-3和GF-1等卫星搭载的遥感传感器各波段的ESUN_b值,为这些国产卫星遥感数据的广泛应用提供便利。此外,本文所用方法简便易行,在其他新的遥感传感器上具有推广应用价值。     

利用特征地物计算HJ-1卫星CCD波段间配准精度

自HJ-1双星成功发射后,两台设计原理完全相同的CCD相机分别搭载在HJ-1A、HJ-1B星上,其覆盖范围广、回访周期短,具有较高的空间分辨率和光谱分辨率。波段间的配准误差是评价影像质量的重要指标之一,也是传感器研发的一项重要参数。因此,对遥感多光谱影像进行波段间配准误差评价是十分必要的。本文以山东省东营市辛安水库库区为对象,提出了一种基于特征地物计算HJ-1卫星CCD波段间配准精度的算法。辛安水库形状独特,有多条条状水体和拦水坝且相互交叉排列。基于HJ-1 卫星CCD相机4个波段的水库影像,分别提取出水库在沿轨和跨轨方向的像元响应与像元位置的关系,利用响应曲线中的峰、谷位置,计算出同名特征点在不同波段图像中的位置。根据位置的差异,计算出HJ-1卫星CCD相机波段间配准在沿轨方向和跨轨方向的实际偏移量。从而实现对影像波段间配准精度的评价。     

CBERS-02B星高分辨率数据在土地利用动态遥感监测中的应用评价

CBERS-02B星于2007年成功发射,星上首次搭载了一台自主研制的高分辨率HR相机,其分辨率高达2.36米,是目前国内最高分辨率的民用卫星.HR是全色单波段相机,其光谱范围是0.5-0.8微米,影像空间分辨率高,易于判读,在土地利用动态遥感监测等应用方面有重要的应用潜力.本文以嘉善县为试验区,通过与SPOT5数据的对比,对CBERS-02B星高分辨率HR数据在土地利用动态遥感监测中的应用进行分析评价.     

中国资源一号卫星零二星中国影像图的研制

中巴地球资源1号卫星全国影像图是利用我国资源1号卫星02星于2003年11月至12月接收的43景(CBERS-02星)宽视场相机数据,通过相关软件分析处理,影像增强,经几何纠正,采用双标准纬线等积圆锥投影变换,并经图像整合处理镶嵌研制的。其中WFI数据的相对辐射校正是采用02星发射后中国资源卫星应用中心新改进方法处理;其组合方案采用波段B11、B10和利用辐射纠正系数求出的绿波段(相似于CBERSB2波段),分别用红、绿、蓝合成的假彩色图像。该影像图是我国首次利用自己的资源1号卫星02星接收的数据,由图像处理系统较全面处理研制而成的全国影像图,它形象直观,生动地反映了我国地貌形态、水系、植被等     

CBERS-1CCD相机飞行绝对辐射标定试验地面同步测量与场地辐射特性分析

中国对地观测遥感卫星辐射校正场(即敦煌场)位于中国敦煌市西戈壁沙漠的西北角。整个敦煌场地面比较均匀、平坦,面积为30×40km²;测试区(标定区)面积为400×400m²,位于场区的中心位置。2000年8月底至9月初,中国资源卫星应用中心联合安徽光机所在敦煌场地进行了一次CBERS-1CCD传感器飞行绝对辐射标定试验。地表反射率和大气光学特性地面同步测量结果显示:敦煌场地的地面均匀性好,各个通道反射率的变化系数(即相对变化百分比)均小于3%。在可见光、近红外光谱范围内,地面光谱反射率随波长增加逐步增大,例如,在485nm波长处的地面反射率值约为0.18,在830nm波长处的反射率值约为0.26。大气光学特性测量结果显示:0.55μm波长处的大气总光学厚度(≈0.34)和气溶胶光学厚度(≈0.26)相对较小,大气水汽含量也较小。     

Landsat5图像的增益、偏置取值及其对行星反射率计算分析

在对比不同时相的数据或建立遥感反演模型时,往往需要将图像的灰度值转换为反射率。增益和偏置是计算反射率时使用的两个基本参数。如果这两个参数发生偏差,反射率的计算结果就有问题,大气校正和其他相关工作的结果也是不可靠的。根据USGS文档和1995年以来的Landsat5遥感图像,对图像头文件中的增益和偏置参数的取值进行了分析,并按照标准单位将增益和偏置进行了转换。为了分析不同增益和偏置取值对反射率计算结果的影响,对比计算了植被和水体的行星反射率值。对2004年7月26日的太湖地区的TM图像。取值分为4种方案: (1)使用遥感软件ENV14．0计算;(2)使用图像头文件中的参数;(3)使用USGS提供的同期参数;(4)使用USGS提供的2003年前的参数。结果表明,不同增益和偏置取值导致计算结果变化较大。如果以方案3的USGS参数计算的结果为标准,那么,其他方案的相对误差值可从0．2％到20％以上。从各个波段的误差分布看,以第3波段的相对误差最小。从工作成果的可比性角度出发,建议统一使用USGS的增益和偏置参数计算Landsat5图像的反射率。     

中巴地球资源卫星数据的推广应用

1999年10月14日,中巴地球资源卫星01号升空,2006年中国资源卫星应用中心自主研发的数据处理实验系统投产,迅速提高了数据产品的生产能力和效率。通过对IRMSS图像的去噪声干扰,CCD图像的M IF补偿。在敦煌定标场连续两年开展CBERS-02星CCD与法国SPOT-4 HRVIR1的交叉定标试验,及时将结果上网公布,拓展了数据定量化应用的广度和深度。2007年7月数据产品分发已突破20万景①。在CBERS图像应用中,贵阳市率先应用于1∶10万森林调查,扬州市开展了主要农作物的长势监测,北京市进行了密云水库蓄水面积的变化监测,北京市绿地动态监测等。     

光谱角技术在多光谱遥感蚀变异常提取工作中的应用

选择朱拉扎嘎金矿为试验区,ASTER数据为数据源,利用光谱角技术进行蚀变异常提取实验.重点阐述光谱角技术(SAM)在多光谱遥感蚀变异常提取工作中的两个关键技术:内部平均相对反射率法(IARR)大气校正和典型蚀变矿物波谱对应于AsTER波段重采样,最终通过光谱角计算提取了3种蚀变异常,分别为高岭土化蚀变异常、碳酸盐化蚀变组合异常和Fe-OH蚀变组合异常.     

大气下行辐射简化计算及朗伯假设下大气下行辐射效应计算分析

地表温度反演及真实性检验必须考虑大气下行辐射效应,其简化计算通常假设地表为朗伯体以及大气下行辐射各向同性。本文从理论和方法上分析了大气下行辐射简化计算公式,提出了以某个最佳角度下行辐射值作为半球方向下行辐亮度的平均值来估算大气下行辐射的方法,研究了地表朗伯假设对大气下行辐射效应及传感器入瞳处总辐射的影响,给出了朗伯假设导致的最大可能相对误差的表达式。研究以TERRA-MODIS热红外通道31和32为例,以内蒙古二连浩特地区草场为研究区,输入2004年的探空资料和地温数据到大气辐射传输模型进行实验论证和数值模拟,得到以下初步结论:①对于二连浩特这样的典型内陆地区,忽略大气下行辐射效应最多能引起4K的误差,且随着卫星扫描角增加大气下行辐射效应在增加;②半球空间大气下行辐亮度为各向同性假设不是很合适,但可以获取某个最佳角度的下行辐射作为半球方向下行辐射平均值,以简化计算大气下行辐照度,对于二连浩特地区最佳角度取57°;③地表朗伯假设对大气下行辐射效应计算有影响,最大可能相对误差可达33.3%,随着卫星扫描角增加误差随之减少,综合考虑大气下行辐射效应占总辐射的比重,地表朗伯假设对总辐射影响不大,其带来的误差在可接受范围内。     

面向高光谱矿物填图的多特征结合降维方法研究

高光谱影像具有图谱合一的特点,图像空间信息是遥感影像的重要信息,但以往基于最佳波段选择的降维方法中只考虑基于灰度统计的特征空间信息,忽视了图像空间信息,而且计算量大。综合高光谱遥感影像的特征空间与图像空间信息,提出了一种多特征结合的高光谱影像降维方法并应用于矿物填图中。统计分析波段相关性并划分不同特征子空间;计算各波段的分形维数,在各子空间选择分形维数较小的波段作为候选波段;在候选波段中,计算待识别地物光谱间的相关系数,并快速选择出最佳波段组合。经实验,应用该方法选出的最佳波段组合影像清晰、不同蚀变矿物对比明显,根据特征选择提取出的矿物蚀变信息与应用成熟的光谱角制图(SAM)提取结果大致相同,表明结合图像空间和特征空间的降维方法能够选择出理想的波段组合,有效降低高光谱数据的维数,信息提取效果好。      

Evaluation of the retrieval of total suspended matter concentration in Taihu Lake,China from CBERS-02B CCD

Remote sensing techniques is used to quantify the total suspended matter concentration (C _TSM). In this study, we used remotely sensed data to retrieve the C _TSM for the Taihu Lake, China, and developed an atmospheric correction algorithm especially for CBERS-02B CCD data. We simulated the remote sensing reflectance (R _rs) of CCD bands using in-situ observations made in a cruise over the Taihu Lake in autumn 2004, from which a retrieval model is established with simulated R _rs(830) and measured C _TSM. In addition, we applied the atmospheric correction algorithm and retrieval model to process the CCD data over the lake in 2008 and to retrieve the C _TSM. The RMS relative error between the C _TSM retrieved from MODIS and from the CCD images is about 42.9%, indicating that algorithms described in this paper can be used for the application of CCD data in monitoring the C _TSM distribution in the Taihu Lake.     

ENVISAT ASAR数据与CBERS-02数据的融合与应用

本文首次利用ENVISAT ASAR交叉极化模式数据与中巴地球资源卫星02星(CBERS 02)CCD数据进行融合,对融合后的图像进行分析和讨论。通过对IHS变换融合、主成分分析融合和小波变换融合比较分析发现,采用IHS变换融合具有更好的目视判读效果,但是由于ASAR数据受到相干斑噪声的影响,在滤波去噪后,使融合图的空间分辨率变低。另外,该融合图包含了地物的VV极化和HH极化后向散射特征,使地物结构形态、复介电常数和地物的光谱信息等重要的地物参数信息都包含在融合图中,增强了区别地物的能力,就农作物的目视解译和分类而言,精度得到了较大的提高。     

土壤粒径的光谱响应特性研究

以实验室制备的5个不同粒径水平的土壤样本和室内高光谱数据为基础,通过对光谱数据进行重采样、数学变换等预处理并进行单因素方差分析、相关性分析和回归分析,探讨土壤粒径的高光谱特性,建立了光谱数据预测土壤粒径的校正模型。结果表明,土壤粒径对反射光谱有显著的影响,波长越长影响越大;在全波段范围内土壤粒径和光谱数据都呈负相关关系,对原始光谱数据进行微分变换能增加其与土壤粒径的相关性;以反射率一阶微分建立的回归模型为反演土壤粒径的最佳模型,其建模决定系数■、预测决定系数■、预测相对偏差RPD分别为0.666,0.653,2.043,预测均方根误差RMSE为0.175。     

CBERS-1林被信息挖掘的GIS多元分析

本文论述了基于知识的CBERS-1 CCD图像分割的波段优化组合方案.以及组合运算生成非线性波段比图像和筛选分析与应用。同时运用地学多元分析原理探讨了影响森林植被中灌木林、灌丛等类型影像特征的地形、地质岩性、成土母质等因素。讨论了基于地理信息系统(GIS)及其背景数据库,通过分类重编码的分析处理,以及与地学信息的融合挖掘分析,利用建模工具二次开发模型,分层提取和人机交互系统综合分析与制图,取得理想的效果。     

中巴资源卫星(CBERS-02B)遥感影像数据融合研究

在阐述和分析中巴资源卫星(CBERS-02B)数据特点的基础上,对像素级融合的方法进行分析,重点针对CBERS-02B星上的多光谱和全色数据进行融合算法的实验,分别采用主成分变换和小波变换融合,然后使用PCA与小波分解相结合的融合方法,最后对不同融合算法结果从均值、标准方差、信息熵、扭曲度等指标进行了比较分析与评价.     

混合光谱分解算法的太湖水体组分浓度反演分析

二类水体组份的遥感定量反演一直是水色遥感的难点和热点问题,原因在于其水体组分(纯水、叶绿素、悬浮物及CDOM)之间复杂的相互作用.本文引入光谱分解算法,通过Hydrolight软件模拟叶绿素、悬浮物和CDOM的标准反射率光谱,解决光谱分解算法中“纯端元”难以获取的问题.在此基础上建立了二类水体组分光谱分解反演模型.模型...