基于深度特征的双极化SAR遥感图像岩性自动分类

基于像元基元、极化合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）数据和传统机器学习算法的岩性分类方法,易受SAR图像固有斑点噪声影响,精度不高.为了降低噪声的影响,本研究以大尺度像元邻域为基元,用于表征地表地质体的遥感图像特征和岩性语义信息;采用高分三号双极化SAR数据进行极化分解构建3通道假彩色合成影像;然后采用深度卷积神经网络（Deep Convolutional Neural Network,DCNN）迁移学习的方法,提取有效的深度特征表示,分别实现5 m和15 m两种空间分辨率下岩性遥感自动分类.结果表明:基于不同分辨率数据和不同DCNN算法,岩性遥感自动分类的总精度均大于80%,最高精度达到91%.基于大尺度像元邻域和DCNN迁移学习方法,能够实现基于SAR数据的高精度岩性分类.      

重大自然灾害房屋倒塌程度高分辨率遥感识别方法:以舟曲特大泥石流灾害为例

重大自然灾害引起的房屋倒塌程度的快速制图,对灾害应急救援和灾后损失评估意义重大。针对目前利用高空间分辨率遥感数据开展房屋倒塌程度调查中存在的主要问题,如房屋倒塌分类标准不统一、解译标准缺乏等,在考虑人员和经济损失状况、灾害救助、恢复重建难度等方面的基础上,建立了高空间分辨率遥感数据支持下的重大自然灾害房屋倒塌程度的分类体系,分为未倒塌、轻度倒塌、中度倒塌、重度倒塌、完全倒塌5级。系统描述了房屋倒塌程度遥感解译规则,建立了遥感解译标志,并提出了一种基于瓦砾信息开展房屋倒塌程度的遥感识别方法。最后,以舟曲特大山洪泥石流灾害为例,开展了房屋倒塌程度遥感制图研究。结果表明,利用此方法,房屋倒塌程度识别精度达到92.73%,完全能够满足自然灾害应急救援和灾后损失评估的需求。该方法体系为重大自然灾害应急救援和灾后损失评估提供了科学支撑。      

生态地质环境评价方法研究

为了建立和探索区域生态地质环境的评价体系,该文以饶河边疆区为例,利用遥感数据提取相关生态环境信息,选取地形坡度、土壤侵蚀强度、土壤退化因子、植被覆盖度、土地利用类型、地质剖面结构、工程地质岩性性状、地貌特征类型等8个指标因子构建生态地质环境分区评价的指标体系,通过层次分析法确定各个指标因子的权重,借助隶属函数将各个因子图像生成对应级别的模糊栅格图像,建立了基于GIS系统的生态地质环境质量综合评价模型,较好地区分了研究区生态地质环境的相对稳定程度,为相关生态地质环境评价方法研究提供参考。     

基于高分辨率卫星遥感技术的风化层厚度制图方法

区域尺度风化层厚度是制约民用和军事地质工程施工、陆域军事交通能力重要因素之一。传统方法通常都需要大量的野外踏勘和实地采样,效率较低,在人迹罕至、人不能至的地区无法完成。因此,利用高分辨率遥感技术开展区域尺度风化层厚度制图研究具有非常重要的意义。在野外调查的基础上,利用国产高分二号卫星数据,采用人机交互目视解译方法获取研究区岩性、土地覆盖类型分布图,并基于ASTER GDEM数据获取地形地貌图像;然后,以坡度、岩性、土地覆盖类型为影响因子,基于云模型理论和方法综合评估获取研究区的风化层厚度图,制图结果与野外验证数据吻合度较好,精度可达81.69%。      

区域蒸散量分离技术研究

从水资源管理角度,地下水蒸发量被认为是无效的。特别是在我国的干旱半干旱地区,它被认为是可以通过降低地下水位而节省出来的水资源量。本文将同位素技术和遥感技术相结合,建立了基于点和像素尺度的植被蒸腾量和NDVI之间的线性数学表达式,进而成功将区域蒸散量分离为区域植被蒸腾量和区域地下水蒸发量。根据分离结果,黑河流域地下水蒸发量较大的地段主要位于黑河干流中游以及东居延海,最大地下水蒸发量可达1000 mm/a。     

植被覆盖区高精度遥感地貌场景分类数据集

地貌数据集是实现地貌自动分类和加深对地貌形态学认识的重要支撑数据之一。当前缺乏高精度地貌成因类数据集,制约了地貌遥感自动解译的发展。本文在中国东北地区以沟—弧—盆体系为主的天山—兴蒙造山系中,针对强烈的构造运动和新生代以来的火山作用、流水作用形成的地貌成因类型,制作了构造地貌、火山熔岩地貌和流水地貌3类场景数据集（GOS10m）。数据集覆盖面积约5000 km²,包括哨兵2号可见光遥感影像、SRTM1 DEM及基于DEM提取的7个地貌形态参数（山体晕渲图、坡度、DEM局部平均中值、标准偏差、坡向—向北方向偏移量、坡向—向东方向偏移量和相对偏离平均值）。单张样本图为64像素×64像素,空间分辨率为10 m。采用多模态深度学习神经网络对数据进行训练并分类,平均测试精度可达到82.63%,表明构建的数据集具有较高的质量。可为地貌成因遥感自动分类研究以及推动遥感地貌智能解译的向前发展,提供数据集支撑。     

矿山地质环境遥感监测方法初探

针对中国矿山地质环境监管的需求,分别就重要矿集区矿山地质环境监测、矿区滑坡危险性评估、矿区土地复垦可行性研 究、尾矿库监测与安全性评估4个目标提出了遥感监测与综合评价方法,为矿山地质环境监管提供了新的技术手段,能够进一 步加强中国矿山地质环境监管的时效性,并以此促进遥感技术在矿山地质环境监测中发挥更大的作用.     

热红外遥感岩矿信息提取研究进展

热红外遥感是岩矿遥感信息领域起步未久,且表现出巨大潜力的技术手段。从岩矿发射率光谱、数据处理及信息提取技术方法、应用研究3个方面对热红外遥感在岩矿信息提取中的研究现状进行了全面总结,在此基础上对其发展难点及趋势进行了讨论,并对其在地质领域的应用前景进行了评估。在数据获取方面,高光谱分辨率数据是应用要求与发展趋势;数据处理方面,对大气影响进行定量评价并力求高精度的大气校正方法是难点与不可回避的问题,大气是影响数据质量的最大因素。岩矿热红外遥感信息机理（矿物发射率光谱特征与机理、光谱混合行为、光谱变异因素）的定性研究取得了一定进展,定量化的研究是发展趋势;在地质领域,因为可以对矿物种类(包括不含水矿物)及含量进行高精度提取的突出优势,不仅在矿产勘探,而且在基础地质研究方面将发挥巨大作用。     

GF-2遥感数据在盖孜河流域典型第四纪地层调查中的应用

国产高分辨率卫星遥感技术的发展为第四系宏观、局部及细部特征调查提供了新的手段。中巴经济走廊东段地区分布较多的冲洪积扇、河谷阶地、冰川堆积等地貌类型,为了研究国产高分数据在该地区第四纪地质调查中的适用性,以高分二号（GF-2）影像为主要数据源,借助数字高程模型构建三维场景,选取中巴公路沿线盖孜河流域乌鲁阿特山前冲洪积扇、盖孜河河谷阶地与克拉牙依拉克冰川堆积物3处典型第四纪地层为研究对象,建立了遥感解译标志,并进行了精细尺度遥感解译;经过野外实地验证,查明了其物质组成与变化规律,修正了前人关于克拉牙依拉克冰川不同期次冰碛物的划分范围;通过对盖孜河河谷阶地分析,盖孜河流域晚更新世以来经历了至少5次阶段性构造抬升,阶地基座冰碛物至少由两期冰川作用形成。研究表明,GF-2影像能快速从宏观尺度上识别地貌、松散堆积物变化特征,能够看到常规方法无法观察到的地质现象;满足大比例尺解译、制图要求,特别是在微地貌识别以及第四纪地层解译中,能够提升精细地质解译水平。研究成果能为盖孜河流域河流、冰川的发展演化过程研究提供基础地质资料,为中巴公路沿线第四纪土体遥感调查提供典型案例。      

基于深度学习的岩体遥感智能解译模型研究——以苇河镇、亚布力镇、绥阳镇地区为例

在东北地区选取试验区,对比多种分类模型,提出一种基于多源多模态数据和多流CNN的岩体分类模型. 其中包括两个子模型:一是基于大尺度邻域和深度卷积神经网络的岩体提取模型;二是基于波段组合和多模态数据的多流CNN融合模型. 研究结果表明,预测结果图整体区域预测分布正确,总体精度评价指标达到84.4%,具有智能化程度高、客观性强的特点,能够为地质工作者提供辅助决策依据. 此外,还采用迁移学习策略对样本数量进行扩容,解决了CNN模型小样本问题.