高分一号卫星影像海岸带区域定位精度评价

以覆盖黄河三角洲和连云港区域的两景高分一号卫星遥感影像1A级产品为例,利用现场采集的地面控制点和1∶50 000的DEM产品,开展了影像自主定位和正射校正实验,制作了控制点偏移矢量图,并对影像的定位精度进行了分析。结果表明:高分一号卫星影像具有较好的自主定位精度,黄河三角洲区域影像定位精度在27.8m左右,连云港区域影像定位精度在53.8m左右;在单控制点的情况下,影像的定位精度在3m左右,最大偏移量约为6m;在多控制点下正射校正,影像的定位精度为1m左右,最大偏移量为1个像元;对比控制点偏移矢量图,检查点较影像同名点的偏移方向与大小基本一致,表明高分一号卫星影像内部刚性较好。     

高分一号卫星海岸带影像质量评价

高分一号(GF-1)是我国自主研制的宽幅带高空间分辨率遥感卫星,为分析其在海岸带地区的应用潜力,本文采用主观和客观相结合的评价方法,并与SOPT-5卫星影像进行比对,开展GF-1影像的成像质量评价。主观评价结果表明:GF-1影像表现能力与SPOT-5影像相当,在某些地物特征表现上与SPOT-5比较一致。客观评价表明:GF-1影像的4种统计参数与SPOT-5影像比较接近且各有高低,GF-1影像各波段的灰度分布更分散,地物间的可分性更高;GF-1影像各波段的信噪比和波段间的独立性与SPOT-5比较,基本相同,整体看来,GF-1具有较高的成像质量,在海岸带地区具有一定的应用潜力。     

海岸带卫星影像的处理和应用研究

针对海岸带卫星影像的数据特点和控制点资料的来源情况,采用平面控制模型,深入研究了不同情况下卫星影像的纠正处理方法,解决了海岸带卫星影像在缺少卫星轨道参数和控制点资料的情况下的影像纠正难题,为卫星影像在海洋测绘领域的快速推广应用提供可行有效的处理方法和流程。     

海洋一号C卫星海岸带成像仪在轨几何定标

海洋一号C卫星（HY-1C）搭载的海岸带成像仪（coastal zone imager,CZI）为满足大幅宽成像需求,采用双相机组合成像,每台相间使用2片4色电荷耦合光敏元器件（charge-coupled device,CCD）拼接。从严密几何成像模型出发,对相机成像过程中存在的系统误差进行分析,采用一种基于探元指向角的几何定标模型,并结合CZI相机设计特点与几何特性,设计出一套针对HY-1C/CZI的几何定标方案。首先利用CZI参考基准波段影像与高精度参考影像进行绝对几何定标,采用分步迭代的方法对参考基准波段影像内外定标参数进行解算,其次进行波段间相对几何定标,最后得到所有波段影像的几何定标结果。实验结果表明,经在轨几何定标后,平面无控定位精度优于5个像元,影像几何质量得到明显改善,说明所采用的定标模型和方案合理有效。     

基于ICESat-2和GSWD数据获取动态水域地形图的方法

传统的湖泊、海岸带测深主要是基于船载多波束系统或者机载激光雷达测深系统,但这些方式测量成本较高。因此提出了一种仅利用卫星观测数据,实现高分辨率动态水域地形图的获取方法,该方法基于ICESat-2单光子激光点云和Landsat图像数据的全球地表水数据集(GSWD),对所获取的高精度激光沿轨轮廓线与多年期湖泊水域边界等高线进行融合匹配。以美国最大的水库米德湖为实验区域,生成高程范围约为34 m的地形图结果,覆盖面积超过307 km~2,水平分辨率为30 m;在与机载激光雷达数据等现场实测结果的对比中,所绘制地形图均方根误差约为2 m。研究方法有望为水位波动较大或水质相对较好的内陆水体(例如湖泊)和沿海地区(例如潮间带)提供一种新的水陆交界区域地形图获取方法。     

一种基于分割图斑的海岸带遥感图像分类方法

传统的基于象元的分类方法在处理海岸带这类动态多变、混杂度大的地物时常出现“椒盐现象”,难以矢量化形成专题图。提出了一种新的遥感图像分类方法——基于分割图斑的分类法,即选择一个合适的尺度,利用光谱信息按照一定的策略将图像分割为一系列的图斑,并确保图斑内大多数象元的光谱特征相近,分别对图斑内诸象元进行统计,求出各个波段的均值,用该均值替换图斑内所有象元的原始亮度值,这样分类时可以确保同一图斑内的所有象元被分到同一个类别中,从而有效地避免了“椒盐现象”,使分类结果便于矢量化成图,也便于对特定地物的提取。实验结果表明,该方法还能在一定程度上提高分类精度。     

我国海岸带及近海卫星遥感应用信息系统构建和运行的基础研究

我国海岸带和近海的高度开发极大地促进了沿海经济的发展,也引发出一系列的资源和生态环境问题.研究和发展适用于我国海岸带及近海卫星遥感综合应用技术系统,旨在实现宏观、动态、同步监测区域资源开发和保护,以及为生态环境问题提供全新的技术支撑和协调解决整体技术方案,对此着重阐述了面向海岸带及近海卫星遥感应用技术系统的构建.本技术系统主要包括海岸带科学数据平台和信息提取模块、针对海洋过程的应用模块、我国海岸带及近海生态环境集成用户平台等,其目的是推进我国海洋遥感由研究阶段转向应用阶段,并为实现数字海洋提供技术基础.     

基于GF-1号的舟山近岸悬浮泥沙浓度反演研究

文章利用舟山近岸实测光谱数据和国产卫星GF-1号宽视场成像仪(WFV)遥感数据,反演该海域悬浮泥沙浓度。结果表明:(1)线性模型和二次模型相比,二次模型的精确度略高于线性模型,但对于悬沙低浓度区,反演误差过大,故线性模型更适用于舟山近岸水体悬浮泥沙浓度反演;(2)GF-1号B2和B3是悬沙浓度变化的敏感波段,B3/B2波段组合的线性模型反演效果较好;(3)GF-1号遥感数据能够较理想地实现定量反演近岸水体的悬浮物。     

基于激光测高数据的Amery冰架高程变化监测研究

针对传统的花杆测量法、GPS实测法在南极冰架高程变化监测上的覆盖范围小、操作难度大和安全成本高以及基于SAR差分干涉冰雪表面高程测量易失相干等问题。基于亚米级卫星激光测高数据ICESat/GLAS与ICESat-2/ATLAS重叠点法和克里金插值法,对Amery冰架近15年高程变化进行监测。为了纵向比较,本文以2003～2018年、2004～2019年和2005～2020年3组15年周期数据进行高程变化监测。实验结果表明：在近15年里Amery冰架冰雪物质积累区域大于减少区域,高程变化主要分布在0～±2 m之间,在冰架与大洋接壤区域高程显著升高近40 m。从3组数据纵向对比分析发现,Amery冰架中部区域高程变化相对稳定,边缘区域受接壤冰盖影响年际波动相对较大。     

GF-3号SAR卫星遥感围填海监测方法研究——以大连金州湾为例

依据不同围填海类型在高分三号(GF-3)合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)卫星遥感影像上可分性,建立围填海遥感分类体系及相应的围填海类型解译标志,进而分析SAR图像岸线提取方法,构建GF-3围填海监测技术流程。采用几何主动轮廓模型进行GF-3 SAR影像自动提取海岸线,获得围填海专题图。通过外业精度调查验证GF-3 SAR卫星遥感影像可以有效获取围填海信息。     

一种改进的地理加权回归模型水深反演方法

利用多光谱卫星遥感影像反演浅海水深是水深测量的一种重要方式.提出一种基于主成分分析的地理加权回归模型(PCA-GWR),采用WorldView-2多光谱卫星遥感影像数据,对经过数学变换后的波段反射率数据先进行主成分分析,将得到第一主成分量进行地理加权回归分析,并与双波段比值模型、多波段线性模型和地理加权回归模型(GWR...     

海洋一号卫星离线数据长期归档方法研究

海洋一号卫星数据具有数据量大、保存时间长、唯一性强的突出特点.如何将大量卫星遥感离线数据长期有效地进行数据的归档已成为一项重要的关键性问题.结合海洋一号卫星离线数据的特点,对离线数据的归档介质的特点趋势进行了介绍和分析,并就存储介质外部存放环境要求进行了分析.     

基于最优特征集的HY-1C卫星海岸带成像仪影像海冰分类方法研究

基于海洋一号C（HY-1C）卫星海岸带成像仪（CZI）遥感影像,提出了一种基于最优特征集的支持向量机海冰分类方法。分别提取CZI影像的光谱特征和纹理特征,采用基于距离可分性的判据进行特征选择,得到最优特征集,以最优特征集作为支持向量机分类器输入,分别对3期辽东湾海域CZI影像开展海冰分类实验和结果分析。结果表明：本文方法得到的海冰分类结果精度优于仅利用光谱特征或纹理特征的海冰分类精度;基于本文方法的3期影像的海冰分类精度均较高,2020年12月19日、2021年1月10日与2021年1月16日的海冰分类总体精度分别为93.67%、91.75%、84.89%,均在80%以上;利用海冰分类结果图估算海冰面积,发现3期辽东湾海冰面积依次增大,最大约为11 998.98 km²。     

一种建立局域无缝海图深度基准面的方法

根据海洋测绘中垂直基准构建的需求,提出了一种基于主成分-逐步回归分析的建立局域无缝海图深度基准面的方法。在此基础上,利用中国某海区多个验潮站深度基准面值及分潮调和常数振幅,建立了该海区局域无缝深度基准面值回归方程。实例计算表明,该方法所建立的局域海区无缝海图深度基准面值能够达到厘米级精度,可为海图深度基准面体系的重新构建提供技术支持。     

“天绘一号”卫星在轨几何定标方法

构建了"天绘一号"卫星三线阵影像的严格几何模型,并在此基础上提出了适用于"天绘一号"卫星三线阵相机的在轨几何定标模型,该模型将定标参数分为内外定标参数,并采用分部迭代策略解算。通过对登封地区两景影像的实验表明:本文的定标方法能较好地解决定标参数间的相关性问题;定标后平面精度达到了6.93m,高程精度达到了3.96m;将内外定标参数用于外推定位时,三视立体像对对地目标定位的平面和高程精度分别优于8m和9m。     

一种利用SMOS卫星观测的海表面盐度反演海水盐度廓线的方法

This paper proposes a new method to retrieve salinity profiles from the sea surface salinity(SSS) observed by the Soil Moisture and Ocean Salinity(SMOS) satellite. The main vertical patterns of the salinity profiles are firstly extracted from the salinity profiles measured by Argo using the empirical orthogonal function. To determine the time coefficients for each vertical pattern, two statistical models are developed. In the linear model, a transfer function is proposed to relate the SSS observed by SMOS(SMOS_SSS) with that measured by Argo, and then a linear relationship between the SMOS_SSS and the time coefficient is established. In the nonlinear model, the neural network is utilized to estimate the time coefficients from SMOS_SSS, months and positions of the salinity profiles. The two models are validated by comparing the salinity profiles retrieved from SMOS with those measured by Argo and the climatological salinities. The root-mean-square error(RMSE) of the linear and nonlinear model are 0.08–0.16 and 0.08–0.14 for the upper 400 m, which are 0.01–0.07 and 0.01–0.09 smaller than the RMSE of climatology. The error sources of the method are also discussed.     

一种基于气候适应性的城市风暴潮淹没风险空间评估体系构建研究——以青岛市为例

青岛市是中国北方典型海岸带城市代表,常年受到风暴潮灾害影响。本文以青岛风暴潮淹没风险为例,以适应策略制定为出口,构建一种基于适应的城市气候风险空间评估体系,该体系将风暴潮淹没从风险辩识、风险整合到风险分区有机关联到一起,有效评估基于中长期尺度的海岸带城市风暴潮淹没风险。通过研究发现,在未来各种情景下,淹没风险较高的区域分别为大沽河、洋河、墨水河及其沿岸,对于上述区域在未来中长期时间尺度内,在考虑城市发展的同时也要关注并适应未来气候变化背景下风暴潮淹没带来的风险。从某种程度上基于适应的风险空间综合评估体系,可以将未来不同情景下的风暴潮淹没风险与未来城市发展规划、国家宏观适应方针等有机结合,有效评估基于中长期尺度的海岸带城市风暴潮淹没风险,并为实现从气候风险评估到适应策略制定的转变奠定一定的基础和技术支撑。     

一种多源DEM数据无缝拼接融合方法

针对两个存在重叠区域的多源DEM(digital elevation model)数据,经过坐标转换、高程统一、加密抽稀等初步处理后,在重叠区域内绘制一条多段重叠线并进行等间距节点插值,插值间距与DEM的网格间距一致。然后利用这些节点分别从两个DEM曲面上提取高程值,通过分析同一节点上两个DEM的高程偏差,最后分别对两个DEM重叠线缓冲区内的网格节点进行高程值调整,距离重叠线越近的网格节点,调整幅值越大,反之越小。利用本技术可实现两个DEM在重叠线处实现无缝拼接融合。     

基于A*算法的海底地形等深线模型构建方法研究

介绍了DEM原理和构建方法,利用现有矢量海图中的水深要素及海岸线岛屿要素,对生成电子海图海底规则网格数据进行研究。计算机辅助虚拟三维海底地形,运用线性八叉树场景进行分解寻求其规律性,用A*算法最好最优地勾绘出等深线,从而建立海底地形等深线模型,为实现电子海图海底三维可视化奠定了基础。最后对算法进行分析与完善。     

一种基于参考DEM的InSAS去平地方法

提出一种基于参考DEM的In SAS去平地方法,该方法通过采用预先估计的低分辨DEM作为参考面代替平面地形进行平地效应去除,能够有效避免相位展开这一干涉信号处理中的难点,获得精确的高程估计结果。In SAS仿真数据和湖试数据的处理结果,表明了该方法的有效性。