基于洋面目标模拟的卫星反射波段观测质量分析初探

卫星观测数据质量是遥感应用的前提,传统的场地定标、交叉定标、稳定目标定标等都只能反映限定观测条件下的卫星数据质量。为了更全面的评估反射波段的观测数据质量,本文提出了一种基于6SV矢量辐射传输模式的全球洋面目标卫星观测模拟,以及基于双差分析的卫星观测质量分析方法,并将该方法应用于FY-3B MERSI,发现FY-3B MERSI可见光波段相对于Aqua MODIS存在系统性偏差和与扫描角相关的偏差特征(主要由偏振影响所致)。相对于传统的定标检验方法,该方法可以提供各种观测几何条件下的全球分析样本,可以发现卫星数据在空间分布、扫描、偏振依赖等方面的质量缺陷。     

联合统计信息与散射模型的GF-5 AHSI可见光影像薄云校正

针对高分五号可见短波红外高光谱相机AHSI (visible-shortwave infrared Advanced HyperSpectral Imager)可见光波段存在的薄云干扰,本文提出了一种联合统计信息与散射模型的校正方法。利用AHSI影像邻近波段间地表与云雾辐射的统计差异,实现对不同场景下相对薄云辐射RCR (Relative Cloud Radiance)的准确估计。基于此,根据不同波段的散射特性,分别利用分级暗目标统计和散射模型约束策略,获取可见光波段的绝对云辐射强度,最终实现影像校正。通过设置模拟与真实实验对方法的有效性和鲁棒性进行目视和定量检验。模拟实验中,可见光波段内的薄云干扰均可被有效地去除,校正结果与真实地表十分一致;此外,RMSE (RootMean-Square Error),MAE (Mean Absolute Error)和SA (Spectral Angle) 3个评价指标的值分别为1.9891,1.6822和0.4901,远小于对比方法。真实实验中,不同场景内的薄云可被有效抑制,在较为准确恢复降质地表信息的同时保持晴空区光谱特征;Q指数,SSIM (Structural Similarity Index)和UQI (Universal Quality Index)的计算结果优于对比方法。综上,本文提出方法可用于不同场景下高分五号AHSI影像可见光波段的薄云校正,可得到目视效果良好且光谱保真度高的校正结果。     

大兴安岭林区无人机可见光影像散发枯立木识别算法

枯立木识别对森林资源管理,生物多样性保护,以及森林碳储量变化评估具有重要价值。无人机高分辨率影像为枯立木调查提供了较为便捷的方式。现有枯立木识别算法多依靠拥有红边、近红外波段的多光谱影像来实现。相比于多光谱相机,消费级无人机通常搭载的是用于获取可见光(RGB)影像的普通数码相机,较少的波段信息为基于RGB影像的枯立木自动化精准识别带来很大的挑战。现有利用无人机可见光影像进行枯立木高精度识别多依赖于人工目视解译,自动化识别程度较低,且缺乏单木尺度的研究;此外,现有研究多集中在强扰动(如病虫害)引起的群发枯立木上,而对森林自然演替过程中产生的散发枯立木关注较少。为此,本研究提出了利用无人机可见光影像进行单木尺度的散发枯立木高精度自动化识别算法。在已有单木分割算法的基础上,发展了基于红绿波段比值(RGI)和蓝绿波段比值(BGI)光谱指数迭代统计分析的枯立木树冠自动化检测算法,提出了基于数字表面模型纹理特征的森林掩膜自动提取方法,实现了单木尺度的散发枯立木自动识别。经过实地调查和目视解译的枯立木参考数据的验证,结果表明枯立木查全率和精确率均接近95%,单木树冠分割结果中的欠分割和错分割是枯立木识别误差的主要来源,提高单木树冠提取精度是进一步完善单木尺度枯立木识别的关键。     

芦山地震震后次生滑坡灾害风险评价研究

以北京时间2013年4月20日8时02分四川省雅安市芦山县7.0级地震为例,对研究区进行震后次生滑坡灾害风险评价.研究在利用芦山地震受灾区航空影像对震后次生滑坡灾害隐患点解译的基础上,选择坡度、坡向、震后累计降雨量和危险植被指数4个评价因子,利用统计分级法对各因子进行敏感性分析,采用层次分析法（Analytic Hierarchy Process,AHP）对评价因子进行权重量化,最后综合运用GIS空间分析技术对芦山地震震后次生滑坡灾害进行风险评价,研究结果将研究区划分为次生滑坡灾害高危险区、中危险区和低危险区.     

天然金红石可见光催化强化微生物还原作用的研究

天然金红石在400～700 nm可见光范围内表现出良好的光吸收特性并具有可见光催化活性。本研究利用双室反应器,将天然金红石可见光催化作用引入微生物原有的电子还原过程。利用电化学分析等手段,对天然金红石可见光催化条件下的还原反应进行研究。金红石光催化条件下,体系整体内阻下降23.5%,功率密度增加57.1%,体系反应效率得到提高;在（0.70±0.01）V（相对于饱和甘汞电极）处发生的微生物还原氧气的反应得以加强;同时反应极化内阻降低93.05%,表明在动力学层面上促进了原有反应的发生。研究证明,可见光下天然金红石的光催化作用强化了微生物对电子受体的还原能力。     

多源遥感揭示的郯庐断裂带江苏段及邻区特征

借助可见光、微波、GPS和重力等数据从多源遥感视角对郯庐断裂带江苏段的地表出露形态、断裂带周边形变场和块体重力等特征进行研究,并辅以实地调查和探槽验证。结果表明：1）有争议的F5断裂南部应位于泗洪县后陈村,地表出露长度约为9 km,走向约为NNE12°;2）Sentinel-1A数据反演的断裂区地表形变场与普遍认为的第四纪以来郯庐断裂带右旋特性一致,且宿迁、新沂、泗县表现为沉降,邳州、睢宁、泗洪表现为隆升,断裂两侧水平和垂直向形变速率差分别约为4 mm/a和3 mm/a;3）GPS形变场分析表明,断裂两侧相对滑动约为1.4 mm/a,与微波结果的形变差异体现出近年断裂走滑运动呈加速状态;4）布格重力异常分析表明,断裂两侧重力分异明显,表现出西低东高的特征分异状态。该成果可为郯庐断裂带江苏段周边地壳块体形变、潜在孕震、发震等级和震灾防御等研究提供借鉴。     

数值模拟和卫星反演大气能见度对比分析

对2004年4月11日、2005年3月9日和2005年3月27日发生在黄渤海海域3个典型海雾个例数值模拟得到的大气能见度与可见光卫星云图的反照率进行对比分析,利用不同时刻大气能见度与反照率的对应关系进行线性数学拟合,得到新的适合白昼的大气能见度反演公式。利用该公式反演了几次显著海雾过程的大气能见度分布,发现海雾预报系统对大气能见度<200 m的海上浓雾的面积预报准确率约90%左右。对发生在2009年3月1日到2010年5月21日期间的46次较强海雾进行了初步统计,从判别海雾有无的角度来看该海雾预报系统对海雾的预报准确率为91.3%。     

基于改进ＯＲＢ算法的近红外和可见光图像特征匹配方法

提出一种针对近红外和可见光图像匹配的改进ＯＲＢ算法,首先通过引入ＢＲＩＳＫ算法构建金字塔的思想进 行图像金字塔的构建,然后对探测出的特征点进行子像素和尺度上的进一步插值,得到修正后的特征点,最后将特 征点按匹配质量得分大小进行排序,采取逐渐增大采样样本数的策略进行误匹配的剔除,并根据非随机性和极大值 策略停止“采样－验证”循环。实验结果表明,提出的改进算法与ＯＲＢ算法相比,在近红外图像上提取特征点数增 加了１７．２１倍、在可见光图像上提取特征点数增加了１２．３４倍、正确点对数增加了２３．１１倍;基于渐进采样一致性算 法进行误匹配点对的剔除,其用时与经典ＲＡＮＳＡＣ算法相比减少约１４％。     

碧玺的充填处理

利用宝石显微镜、红外光谱仪、紫外-可见光谱仪等测试方法对一件充填处理的黄绿色碧玺样品进行测试研究,宝石显微镜下可见糖浆状流动构造,有时可见蓝色闪光;红外光谱见3056cm~(-1)处苯环的特征吸收峰,以及2965cm~(-1)、2925cm~(-1)CH_3、CH_2的反对称伸缩振动致和2872cm~(-1)附近CH_3、CH_2的对称伸缩振动,显示样品进行了环氧树脂的充填处理;紫外-可见光谱仪测试见绿色碧玺的红区普遍吸收。