Novel Folded-PCA for improved feature extraction and data reduction with hyperspectral imaging and SAR in remote sensing

As a widely used approach for feature extraction and data reduction, Principal Components Analysis (PCA) suffers from high computational cost, large memory requirement and low efficacy in dealing with large dimensional datasets such as Hyperspectral Imaging (HSI). Consequently, a novel Folded-PCA is proposed, where the spectral vector is folded into a matrix to allow the covariance matrix to be determined more efficiently. With this matrix-based representation, both global and local structures are extracted to provide additional information for data classification. Moreover, both the computational cost and the memory requirement have been significantly reduced. Using Support Vector Machine (SVM) for classification on two well-known HSI datasets and one Synthetic Aperture Radar (SAR) dataset in remote sensing, quantitative results are generated for objective evaluations. Comprehensive results have indicated that the proposed Folded-PCA approach not only outperforms the conventional PCA but also the baseline approach where the whole feature sets are used.     

扎龙保护区丹顶鹤栖息地适宜性评价

结合TM影像和ENVISAT ASAR(HH/HV)数据,以扎龙保护区丹顶鹤栖息地为研究对象,在分布式定量提取评价因子(植被类型、生境结构、巢下水深、植被盖度、人为干扰)的基础上,建立HSI模型对丹顶鹤栖息地质量进行评价,并根据实测巢址空间分布情况对评价结果进行验证。结果表明:基于主观专家知识建立的HSI模型得到丹顶鹤高适宜栖息地面积为48km2,适宜栖息地面积为265km2,低适宜栖息地面积为385km2,不适宜栖息地面积为1 403km2,结合实测数据验证,得出高适宜、适宜和低适宜栖息地巢址共占实测巢址的92.86%,不适宜栖息地巢址占7.14%。经检验HSI模型对淡水沼泽湿地典型水禽栖息地的质量评价有良好的适用性。     

基于HJ-1A高光谱影像的盐渍化土壤信息提取——以渭干河-库车河绿洲为例

以环境小卫星高光谱影像为主要数据源,在野外实测样本的支持下进行光谱反射率及其变换形式与土壤含盐量的相关性分析,筛选盐渍化土壤响应敏感波段,利用曲线回归分析方法,建立基于高光谱影像的新疆渭干河-库车河绿洲土壤含盐量定量反演模型.结果表明:研究区土壤含盐量的影像响应波段基本位于近红外波段,其中以780～924 nm波长范围最佳,相关系数R≈0.8;反射率对数的倒数一阶微分土壤含盐量预测模型精度最高,回归方程为Y=-4.152-27.735X+769.813X2,模型及其检验的决定系数都在0.88以上,均方根误差约为3.该模型的建立可为区域盐渍化土壤信息的提取及监测提供参考.     

HJ-1A星HSI数据2级产品处理流程研究

研究了HJ-1A星HSI数据2级产品的数据预处理流程及相关算法,包括绝对辐亮度值转换、条纹去除、大气校正及几何纠正,得到了具有精确地理位置信息的地表光谱反射率图像; 基于相同位置同期的一景Hyperion数据标准化处理流程得到的地表反射率,进行了HSI数据的光谱模拟,并将模拟的地表反射率与真实HSI数据的地表反射率进行...     

基于HJ1A-HSI超光谱影像的耕地有机质遥感定量反演

以环境小卫星超光谱影像为主要数据源,在耕地有机质实测样本的支持下,开展光谱反射率及其变化形式与有机质的相关性分析,筛选耕地有机质响应的敏感波段与特征组合算法,利用多元回归分析方法,建立基于HSI影像的耕地有机质定量反演模型。研究结果表明,耕地有机质的HSI影像响应波段均位于可见光与近红外波段间,其中以540～860nm范围最佳,相关系数均在0.5左右;HSI反射率对数一阶微分预测模型精度最高,模型及其检验的决定系数都在0.7以上,均方根误差在0.2%左右,可用于顺义区耕地有机质全覆盖空间填图。因此,环境小卫星的超光谱影像对耕地有机质含量具有较好的光谱响应能力,其空间覆盖能力有助于开展县域尺度的耕地有机质遥感反演和空间填图。     

一种高分辨率遥感影像阴影去除方法

基于阴影属性提出了一种全自动彩色影像阴影去除算法.首先将影像变换到HSI空间,依据阴影区域亮度值低和饱和度高的特性,结合小区域去除和数学形态学处理,得到精确的阴影区域.然后,分别对I、H、S分量图上各个独立阴影区域与其邻近的非阴影区域进行匹配补偿,再反变换回RGB空间,完成阴影去除操作.实验结果表明,该方法能在不改变非阴影区域信息的情况下,有效地去除阴影的影响.     

一种适用于彩色图像版权通知的数字水印算法

在对彩色图像及相关算法进行分析的基础上,提出了一种适用于彩色图像版权通知的可见数字水印算法。该算法同时适用于灰度图像的版权通知。在将彩色图像从RGB空间转换到HSI空间后,根据Sobel梯度算子计算嵌入水印的强度大小;在空域中自适应地嵌入可见水印以实现对图像的版权通知功能。实验结果表明,该算法操作简单且十分有效,嵌入的可见水印很难被去除,对灰度及彩色图像的版权可以起到很好的通知和保护作用。     

东非国家小城镇形成与发展的潜力——基于最大熵模型分析

21世纪以来,小城镇已成为东非快速城市化的重点区域。论文对坦桑尼亚、乌干达2个东非典型国家的城市进行了等级划分与数量统计,确定以10万人以下的城镇、小城市为研究对象。选取7个自然环境变量与6个社会经济变量,结合城市数据,构建最大熵模型。利用模型得到的平均生境适宜性指数(HSI)判别小城镇形成适宜度、划分潜力区,并与人口密度进行对比分析。研究发现：(1)距区域性主要交通干线距离、距全国性主要交通干线距离、归一化植被指数(NDVI)与距大城市距离对两国城镇、小城市的贡献率均较高;不同国家不同规模城市有其特有的高贡献率变量。(2)随城市规模增大,交通干线贡献率下降,自然环境变量贡献率上升。(3)坦桑尼亚北部HSI值整体高于南部,HSI高值区城镇呈团块状,小城市呈条带状。乌干达全境HSI较低,HSI高值区城镇以坎帕拉为起点呈放射网状,小城市为碎片状。两国HSI高值区基本位于路网、河流湖泊附近。(4)坦桑尼亚人口密度普遍小于乌干达,潜力区总面积则大于乌干达。潜力区与人口密度关系主要分为3种：比周边人口密度大,为历史悠久、经济实力强、靠近大中城市地区;与周边人口密度相近,为快速发展中的地区;比周边...     

基于热传导模型的像素级遥感图像融合

通过热传导方程给出了一种像素级遥感图像融合模型和方法：1)给出了空间域内高分辨率图像与低分辨率图像之间的扩散关系,作为特例得到了Brovey变换(Brovey Transform,BT);2)给出了图像融合与增强的统一表达式并得到基于亮度平衡的融合方法;3)低分辨率多光谱图像的方差较小情形,指出基于方差的标准图像融合方法将会丢失高空间分辨率全色图像信息。实验表明,除了图像量化误差以外,所提议的方法不会丢失已知图像的空间分辨率和波谱信息。     

地衣芽孢杆菌在异育银鲫日粮中的应用

在异育银鲫基础日粮中分别添加质量分数0.01%、0.02%、0.03%、0.04%的地衣芽孢杆菌,测定了鱼体的生长及食糜植酸酶活性等。结果表明:与对照组相比,添加量0.01%、0.02%、0.03%组的增重率分别显著提高了12.46%、18.59%、18.84%;添加量0.02%、0.03%组的磷表观消化率分别提高37.63%、35.03%(P<0.05);饵料系数降低了0.52、0.57(P<0.05),其他组差异不显著。与对照组相比,0.03%组食糜植酸酶活性提高50.79%、0.04%组肝体比降低20.91%(P<0.05),其他组差异不显著。因此在异育银鲫日粮中添加地衣芽孢杆菌提高了机体酶活性,促进了鱼体生长。