遥感影像的分类与识别技术在土地资源调查中的应用

遥感图像记录了地物在空间域、时间域、光谱域的变化信息。利用图像的分类技术 ,能够识别土地利用类型。计算机遥感分类识别原理 ,是利用地物的光谱能量特征差异性和结构特征差异性来识别地物信息。根据北京某地遥感图像实例资料 ,将土地利用类型分为监督分类、非监督分类、最大似然法分类、神经网络分类等。不同的分类方法有各自的特点且分类结果也有一定的差别 ,其中神经网络分类与真实情况最为接近     

基于福鼎高分五号高光谱遥感数据森林优势树种识别的应用研究

通过分析高光谱遥感数据在自然资源调查中的研究现状及目前高光谱遥感数据地物光谱识别的主要技术方法及其精度情况,选取福鼎市一带作为试验区,基于GF5高光谱数据预处理后成果分别通过对数变换后一阶微分法、归一化变换后一阶微分法、主成分分析法、波谱角填图法等处理及分类方法,对竹林、马尾松、杉木、桉树、茶树、草地进行了试验提取。采用林业数据及第三次国土调查数据,结合外业调查进行精度评价,结果表明波谱角填图方法准确率最高。     

Hyperion高光谱遥感在青海东昆仑东大滩地区找矿中的应用

利用ENVI软件,对青海东昆仑东大滩地区Hyperion高光谱数据进行处理后,运用光谱角填图法、波谱特征拟合法及匹配滤波法,对高光谱数据进行了矿物蚀变信息的提取,获得了东大滩地区矿物蚀变图像。在磨石沟二长花岗岩、花岗闪长岩岩体外围的南东侧,存在着硅酸盐、碳酸盐、三价铁等矿物蚀变。野外对蚀变异常地段进行验证,野外观察的矿物蚀变异常与遥感图像显示的蚀变异常区域基本吻合;结合区域地质背景与成矿条件,进行了区内成矿预测与优选靶区圈定,并发现了东大滩铜矿化点,说明高光谱遥感能为找矿提供准确且可靠的信息。     

基于多源遥感数据的第四系覆盖物分类方法研究:以内蒙古旗杆甸子幅1∶5万填图试点为例

遥感图像分类技术对于荒漠草原浅覆盖区第四系覆盖物分类具有重要意义。以内蒙古旗杆甸子幅1∶5万填图试点为例,基于ASTER、GF-2等多源遥感数据,利用植被抑制法、波段比值法、主成分分析以及纹理信息提取等多种方法,充分考虑了多光谱数据的光谱信息和高分辨率数据的形状、空间结构、纹理信息等特征,结合面向对象分类法,对研究区第四系覆盖物进行了分类,并比较分析了不同分类方法的分类效果与精度。结果表明:将波段比值、主成分分析以及纹理分析多种特征作为辅助数据参与分类,其分类效果优于基于单一ASTER数据进行的分类;通过几种不同分类方法的比较分析,发现多特征面向对象分类的总体精度最高,达到85.40%,比多特征传统监督分类的总体精度提高了约11%,分类影像上地物边界清晰。该法分类技术可以为荒漠草原浅覆盖区的地质填图提供相关技术支持。     

基于决策树的蓬莱市土地覆盖信息提取

以蓬莱市为研究区,对TM影像经过预处理后,进行典型地物的光谱分析。在此基础上,运用决策树分类法,选取影像的光谱特征值、NDWI值、NDVI值、K—T变换信息和DEM值等数据作为测试变量,选择适当阈值设定判别规则,建立决策树模型进行土地利用覆盖信息提取并做出精度评价。将其提取精度与监督分类结果精度进行比较,结果表明其分类精度有很大提高,尤其在研究区是丘陵地形的情况下,DEM数据的使用使林地、果园的可分性大大加强。     

高光谱遥感岩矿识别方法对比研究

高光谱遥感作为全新的遥感技术,在我国目前处于探索研究阶段。本文在高光谱遥感图像处理基础上,对美国Cuprite矿区岩矿开展了基于像元统计和基于波谱特征的分类识别实验研究,提取了八类岩矿分布信息,并应用混淆矩阵评价了不同分类方法、不同岩矿种类的分类精度,研究成果表明:岩矿空间分布越集中,波谱特征越明显,其分类精度越高;分类方法上,基于波谱特征的分类法优于基于传统统计分析的分类法,这为高光谱遥感技术在遥感地质矿物填图的应用提供理论依据。     

航放数据与高分一号卫星光学数据融合及应用

高分辨率的多光谱遥感影像与低分辨率的航空放射性测量数据的融合有利于提高地质体识别效果,可以为地质填图和找矿提供重要参考。从多光谱遥感影像及航放数据特征出发,建立了基于Curvelet变换的线性融合方法,实现了高分一号多光谱数据与航放数据的多源异构数据融合。对融合结果的地质解译效果评价表明,在融合系数为0.7时,多光谱数据与航放数据的融合图像所反映的地质信息最丰富,表明所提出的基于Curvelet变换的国产卫星影像与航放数据融合方法对实现此类多源异构数据的融合,具有重要参考价值。     

多尺度纹理及多光谱影像协同的遥感岩性识别方法

岩性识别是遥感图像分类的难点,也是遥感地质应用的难点和热点。从遥感地质应用的实际需求出发,以西昆仑地区侏罗纪沉积岩地层为例,通过尺度转换提取高分遥感图像的多尺度纹理信息,采用波段叠加的方式协同多尺度纹理信息与ASTER影像多光谱信息进行岩性识别方法研究。利用WorldView-2全色数据进行向上尺度转换,形成空间分辨率分别为0.5,2,5,10,15,30m6种尺度图像数据,基于灰度共生矩阵提取各尺度上的纹理信息;将不同尺度的纹理信息分别与ASTER多光谱数据叠加形成协同数据;采用监督分类方法对研究区协同数据进行岩性分类。结果表明:(1)岩性纹理信息对空间尺度表现出依赖性,纹理信息量及含义随空间尺度不同而变化;(2)每套特定岩层因其独特的几何空间结构特征(厚度、产状、夹层、互层等)都有与之相适应的最佳纹理尺度,且该最佳尺度下纹理与光谱的协同效应最大;(3)纹理信息与多光谱数据形成的协同数据能有效提高岩性分类的精度,分类精度提高的程度与纹理计算的尺度相关。研究区岩性分类结果显示当纹理尺度为10m时,与仅基于ASTER纯光谱分类结果相比,精度提高了约6.9%。     

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。     

多源遥感数据在新疆卡拉麦里地区岩矿识别中的应用

遥感技术广泛应用于地质基础调查、矿产资源勘探、环境评估和地质灾害调查等方面。它已从多光谱发展到高光谱阶段,Landsat- 8是目前最具有代表性和最常用的多光谱数据,ASTER具有高的分辨率和多波段特征,资源一号02D(ZY1- 02D)卫星是我国2019年发射的高光谱业务卫星。为了更好地了解多源遥感数据在岩矿识别中的作用,在新疆东天山卡拉麦里地区进行了相关研究。结果表明：Landsat- 8 OLI的PCA变换结果清晰识别了研究区不同的岩性和地层;使用Landsat- 8 OLI、ASTER和ZY1- 02D高光谱数据,分别采取不同的图像端元提取方法,在进行光谱分析的基础上,利用光谱角填图（SAM）即可得到研究区的主要矿物分类图件。通过野外验证,应用GIS技术进行集成和分析,修正相关图件后,便得到了精准的矿物分类综合图。研究表明：多源遥感数据的集成在岩矿识别方面效果良好、前景巨大。     

Intra-seasonal variations of kinetic energy of lower tropospheric zonal waves during northern summer monsoon

Space spectral analysis of zonal (u) and meridional (v) components of wind and time spectral analysis of kinetic energy of zonal waves at 850 hPa during monsoon 1991 (1st June 1991 to 31st August 1991) for the global belt between equator and 40°N are investigated. Space spectral analysis shows that long waves (wavenumbers 1 and 2) dominate the energetics of Region 1 (equator to 20°N) while over Region 2 (20°N to 40°N) the kinetic energy of short waves (wavenumbers 3 to 10) is more than kinetic energy of long waves. It has been found that kinetic energy of long waves is dominated by zonal component while both (zonal and meridional) the components of wind have almost equal contribution in the kinetic energy of short waves. Temporal variations of kinetic energy of wavenumber 2 over Region 1 and Region 2 are almost identical. The correlation matrix of different time series shows that (i) wavenumber 2 over Regions 1 and 2 might have the same energy source and (ii) there is a possibility of an exchange of kinetic energy between wavenumber 1 over Region 1 and short waves over Region 2. Wave to wave interactions indicate that short waves over Region 2 are the common source of kinetic energy to wavenumber 2 over Regions 1 and 2 and wavenumber 1 over Region 1. Time spectral analysis of kinetic energy of zonal waves indicates that wavenumber 1 is dominated by 30–45 day and bi-weekly oscillations while short waves are dominated by weekly and bi-weekly oscillations. The correlation matrix, wave to wave interaction and time spectral analysis together suggest that short period oscillations of kinetic energy of wavenumber 1 might be one of the factors causing dominant weekly (5–9 day) and bi-weekly (10–18 day) oscillations in the kinetic energy of short waves.     

南方冬季湿雪的光谱特征分析

使用FieldSpec4便携式地物光谱仪获取了南京地区冬季湿雪的光谱数据, 并从太阳高度角、坡度、坡向、下垫面及混合雪几个方面进行了分析. 结果表明: 积雪的反射率在可见光区变化平稳, 在近红外区下降迅速, 1 020 nm、1 250 nm附近是积雪反射率的吸收区; 湿雪状态下, 太阳高度角增大的同时积雪反射率逐渐降低, 而在水湿雪状态下太阳高度角对反射率影响减弱, 积雪含水率成为其变化的主要影响因素; 积雪反射率随着坡度的增大而增大; 积雪在朝阳坡的反射率远高于背阴坡, 背阴坡积雪反射率在可见光谱区受影响较大; 当积雪厚度达到一定值后下垫面的差异对反射率影响有限, 否则会对反射率产生较大影响; 在可见光波段纯雪反射率最高, 近红外波段植被/积雪混合反射率最高, 林下雪的光谱反射率较低. 南京地区湿雪光谱测量和分析对了解南方湿雪光谱特性和变化规律, 以及对于积雪定量遥感及其参数反演具有重要意义.     

矿物蚀变区典型地物光谱特征初步研究——以内蒙古突泉县-扎鲁特旗成矿带为例

文章基于野外的实测光谱数据,对岩石、土壤和植被的光谱反射特征以及它们在统计空间的分布关系进行分析研究,总结中等植被覆盖的矿物蚀变区典型地物的光谱反射特征以及不同地物在光谱空间的分布规律,为矿物的遥感蚀变信息提取提供一定的科学依据,有利于改进蚀变信息提取的方法。     

高光谱分辨率遥感在地质应用中的关键技术及前景

遥感技术应用于地质中的目的之一是分辨和识别出不同的岩石和矿物等地质体。宽波段遥感只能分辨不同岩石类型，而难以识别含不同成分的岩石和矿物。高光谱分辨率遥感则可通过诊断性光谱特征对岩石或矿物成分及结构进行识别。通过对高光谱分辨率遥感应用于地质中的关键技术进行分析，对未来高光谱分辨率遥感在地质中的应用进行了预测。     

瞬态信号高分辨力谱分析——富里叶变换插值法

在介绍提高谱线分辨力的2种数字处理方法(BSFA和移频低通滤波)的基础上,根据谱线间隔Δf=1/(NΔ),要提高谱线分辨力,不仅增大Δ,增大N同样也可以降低Δf,提出了富里叶交换(FFT)插值法。但N值的增大不是由原始采样数据补充零来实现,而是根据在频谱图上选取感兴趣的频域范围作为富氏变换的输入,将谱线的谱添加若干零后再作反富氏变换,得到放大2倍的谱线。该方法在多组信号相关谱分析中尤其适用。      

Landsat 8卫星OLI传感器波段平均太阳辐照度计算

卫星传感器波段平均太阳辐照度(solar exoatmospheric spectral irradiances,简称ESUN)是反演地表温度、大气顶部反射率的重要参数。目前,Landsat 8卫星的传感器ESUN值美国地质调查局仍未公布。采用ChKur、WRC、Thuillier、ASTM和Wehrli太阳光谱数据,结合Landsat 8卫星的相对光谱响应数据,使用代入计算的方法分别计算了OLI传感器各波段的ESUN值。与ChKur数据计算的结果相比,应用Wehrli数据计算的结果均方根误差最小,使用WRC数据计算的结果均方根误差最大。为验证结果,用同样的方法计算了基于ChKur太阳光谱数据的Landsat 7卫星ETM+传感器的ESUN值,并与美国地质调查局官方推荐的结果做对比,结果表明,基于ChKur太阳光谱数据采用该方法计算结果较为符合官方数据。     

NASVD方法在航空伽玛能谱数据降噪中的应用

介绍了一种基于多元统计分析的降噪处理方法——NASVD方法的核心思想及其程序实现步骤。对某地区航空伽玛能谱测量数据集进行降噪处理的试验结果表明：NASVD方法能够显著地消除原始能谱数据中统计涨落的影响,其降噪效果明显优于传统的能谱降噪方法。     

辽宁兴城地区岩石光谱测试及特征分析

在辽宁兴城野外实习基地采用ASD光谱仪完成不同岩石样品光谱测试的基础上, 分析了不同类型、不同地质时代的岩浆岩和沉积岩, 及其风化面和新鲜面的光谱曲线特征。兴城野外不同岩浆岩与沉积岩光谱曲线形态相似, 新鲜面和风化面的特征光谱吸收位置相差不大, 但新鲜面的反射率普遍高于风化面的反射率;岩浆岩和沉积岩样品一般在波长为900 nm左右存在铁离子吸收谷;除了在1 400 nm和1 900 nm处有水汽吸收带外, 岩浆岩和沉积岩样品在2 200 nm左右还存在强吸收谷, 而灰岩在2 300 nm左右有比较高的吸收谷, 这也是利用实测光谱进行岩性分类的理论基础。但是, 不同地质年代下的岩石光谱曲线变化并无规律, 更多地与岩石结构、成分和环境因素等相关。这样, 岩石光谱测试及其特征分析可满足研究区岩性识别、矿化蚀变信息提取的需要。     

光谱技术用于恐龙骨骼化石风化监测初探

化石风化监测一直是化石产地监测和保护工作的核心难题,光谱技术为监测化石风化提供了可行途径。本文采用美国ASD Field Spec 4便携式地物光谱仪对山东诸城恐龙骨骼化石开展了相关研究。研究结果显示,不同颜色、不同风化程度的化石在光谱曲线上存在差异,有明显的识别标识,其光谱曲线的变化特征,对后续化石风化监测具有重要的借鉴意义。     

波谱向量q-τ图解法在求TM图像最佳波段组合中的应用

选择一个合理的地质剖面,通过蚀变带与逐个岩性特征波谱向量的比较,可以同取蚀变带信息的ＴＭ图像最佳波段组合,这种方法要通过蚀变带与其它岩性的波谱向量相似系数和向量模量差所构成的ｑ－τ图解来实现,将波谱向量ｑ－τ图解应用于滇西某金矿物区,证明该方法对选择突出蚀变带最佳合成图像有意义。