农作物后向散射特性的测量

利用多波段极化散射计对中原地区常见的几种农作物（水稻、棉花、玉米、花生）的后向散射特性进行了测量,并从散射系数的测量结果得出了其在不同频率及不同地物参数下的散射特点     

ALOS PALSAR双极化数据水稻制图

以江苏省海安县为研究区,使用2008年获取的日本ALOS卫星PALSAR双极化模式数据,分析水稻在L波段SAR图像上的后向散射特征,并提出相应的水稻制图方法。水稻在L波段上表现出了和C波段相同的时相变化特征。HH极化后向散射依赖于水稻植株的空间分布结构,某些机械插秧区域的布拉格共振现象引起水稻后向散射严重增强,给利用PALSAR数据水稻制图带来了困难。而HV极化不存在布拉格共振现象。在考虑布拉格共振影响的条件下,提出了联合PALSAR双极化模式HH和HV极化数据、基于时相变化特征进行水稻制图的方法,获得了88.4%的制图精度。     

基于全极化SAR数据反演鄱阳湖湿地植被生物量

鄱阳湖是中国最大的淡水湖,也是国际重要湿地,对其生物量进行长期、定量研究有助于加深对区域乃至全球碳平衡的认识和理解。探讨了利用全极化Radarsat-2 C波段数据反演鄱阳湖湿地生物量的方法,改进了基于辐射传输理论的植被冠层散射模型,模拟了C波段湿地植被的后向散射特性;应用极化分解技术,增加了神经网络训练数据,并用后向反馈神经网络(BP)算法,反演了鄱阳湖湿地植被生物量。与野外实测生物量比较的结果表明:将改进的植被冠层散射模型和全极化分解得到的后向散射系数引入BP神经网络算法,能够有效降低生物量反演误差;全极化SAR数据在生物量反演中具有广阔的应用前景。     

ENVISAT ASAR 数据用于水稻监测和参数反演

用雷达后向散射模型模拟了水稻生长周期内入射角对雷达后向散射的影响关系。用模拟结果归一化雷达数据的后向散射系数，得到同一入射角下水稻周期内后向散射系数时间序列值。分析了归一化ASAR数据与水稻生物参数的关系，实验结果表明，ASAR数据可以用来估测水稻参数。     

UHV/VHF波段SAR对次地表层土壤湿度探测与反演

首先采用一层非球形粒子植被模型,计算各波段矢量辐射传输方程Mueller矩阵一阶散射解,对比微扰法所得各波段地表粗糙面直接后向散射解,结果证明L波段植被层的散射对观测结果仍有影响,与下垫土壤粗糙表面的散射不易分离.因此,宜采用更低频率的UHF和VHF波段,对地表和次地表层能有较大的渗透深度,并可忽略植被层影响.接着,运用矢量辐射传输的3层土壤全极化Mueller矩阵解,计算UHF/VHF波段分层土壤的散射与传输,分析该两波段探测深度的差异,证实UHF波段可探测大致10-60cm深处的土壤湿度,而VHF波段探测深度能更大一些.根据第3层中土壤体湿度变化0.1时能否引起土壤表面观测的后向散射系数变化0.1dB这一判据,分析VHF波段反演第3层土壤体湿度的必要条件,证实当第2层的体湿度较小时(<0.25)才能反演层3的体温度.基于UHF/VHF两波段探测深度的差异,耗散土壤层的贡献有不同的权重,先后采用UHF和VHF,迭代法实现3层土壤湿度廓线反演.误差分析表明,该方法是有意义的.     

基于双频多极化数据的农作物后向散射特性模拟分析及类型识别

以北京昌平地区为研究区域,获取了2007年该试验区C波段ENVISAT/ASAR数据和L波段ALOS/PALSAR数据,并提取了地物的后向散射系数。首先,利用MIMICS模型对该地区的春玉米、夏玉米和果木的后向散射特性进行模拟和分析;然后,将模拟结果同雷达实际观测数据进行对比;最后,利用不同作物之间的后向散射系数数值大小关系,建立分类二叉树,很好地区分了春玉米和夏玉米,总分类精度达86.66%。研究结果表明:双频多极化雷达数据能够提供有利于作物类型识别的多方面信息,对农作物遥感具有较大的优势和潜力。     

基于神经网络方法的极化雷达地表参数反演

人工神经网络（Artificial Neural Network)是一个由独立处理单元以一定拓扑结构高度连接而成的并行分布式信息处理结构，适于解决各种非线性问题，积分方程（Integrated Equation Model)单散射模型可模拟各种地表参数条件下裸露地表后向散射系数，以IEM为基础生成训练数据，用L波段的C波段SIR-CHH，VV极化单散射后向散射系数数据为神经网络输入，通过后向反馈（BP）神经网络模型可同时反演得到裸露地表条件下地表介电常数，地表相关长度和均方根高度等地表参数。     

水稻时域后向散射特性分析：雷达卫星观测与模型模拟结果对比

利用已有的微波后向散射模型模拟计算了水稻的雷达后向散射特性，分析了一个生长周期内水稻冠层与微波电磁波的相互作用。重点分析植物物理参数对其后向散射特征的影响及其随极化而变化的规律。以及这些特征在整个水稻生长周期中的变化规律。输入后向散射模型的数据包括通过田间测量获取的水稻物理参数。在地面测量的同时或准同时获取了中国广东肇庆试验区的多时相雷达卫星（RADARSAT）遥感图像。雷达卫星观测结果和后向散射模型模拟计算结果的比较分析表明：在水稻的生长过程中，水稻的后向散射特征随其物理参数的周期性变化而变化，并且在不同的极化状态具有不同的变化规律。这从理论上预示了多时相多极化雷达遥感技术进行水稻长势监测的潜力。     

基于光谱分类的太湖水体后向散射研究

由于时空变化而产生的水体后向散射系数参数化差异一直是影响水质参数遥感定量反演精度的一个重要因素。在对太湖遥感反射率光谱进行分类的基础上,针对影响太湖水体水色的不同主导因子,把太湖水体分为3种类型,分别利用半分析方法和光学闭合原理对后向散射系数进行模拟,在此基础上研究其光学特性及其与水体组分浓度的关系,最后针对3种不同主导类型的水体分别建立了后向散射系数参数化模型。将后向散射特性在不同时间和空间上的差异转化为水体不同主导因子在生物-光学上的差异,从而得到适用于太湖不同湖区及不同季节的后向散射系数参数化模型,为利用分析方法对太湖水质参数进行更为精确的遥感反演提供了基础。     

微波兰被动遥感相关特性的数值模拟和实验对比

本文采用一层具有粗糙界面的连续随机介质模型，计算双站散射系数和后向散射系数，由互易性定理计算热发射率。数值模拟了植被在整个生长过程中后向散射和热发射的变化，以及它们的相关特征。理论结果与几种植被的主被动遥感实验数据作了比较和讨论，阐明了微波主被动遥感的一些相关的数值特征。     

西藏自治区农业气象灾害WebGIS平台的设计与实现

针对西藏农业气象灾害数据库系统数据类型多样,数据管理困难、挖掘利用不充分等问题,本文以B/S架构和GIS组件技术,以Oracle数据库为数据存储管理中心,设计研发了西藏自治区农业气象灾害数据库系统。实现对该区域1987—2015年农业气象数据、灾害事件、社会经济、基础地理信息的有效管理,系统具有用户管理、数据维护、数据查询、统计分析、趋势预测和防灾措施、地图可视化表达等功能,通过业务化试验与运行,结果表明,系统功能齐全、界面友好、运行稳定,对发展农业气象灾害预测预报理论、区域农业气象灾害数据统计分析、管理决策与防灾减灾等具有重要理论和现实意义。     

DMSP/OLS夜间灯光数据的四川省GDP空间化分析

针对DMSP/OLS夜间灯光数据模拟省级格网GDP问题,该文选取2000、2006以及2010年DMSP/OLS稳定夜间灯光数据、辐射定标夜间灯光数据和四川省第二、三产业社会经济GDP数据,运用相关性分析、对比分析以及回归分析的方法,模拟出四川省GDP空间化密度图并分析与高程之间的关系。结果表明:在省级范围内,GDP与辐射定标灯光数据的相关性明显高于与稳定灯光数据的相关性,且前者的灯光指数CNLI与GDP相关性最高;运用3年的辐射定标灯光数据模拟得到四川省GDP密度图与GDP统计数据的拟合精度均达到0.99以上;2000-2010年四川省GDP呈现由成都市向四周不断扩张的趋势并随高程变化显著,四川省GDP高值区主要集中在高程1 000m以下的成都平原及周边区域,西部高原和山地地区GDP值较低。     

二次-多面函数模型的GPS高程拟合及精度分析

根据二次曲面函数拟合模型,多面函数拟合模型的优点探讨二次-多面函数拟合模型的精度,并且以某铁路的CP1点作为实验数据,结合Matlab编程建模,分别进行二次曲面拟合、多面函数拟合、二次—多面函数拟合并且进行精度比较。实验证明,组合模型的高程拟合精度要高于其中单一模型的精度。     

基于多层次特征的江苏省陆路交通地理国情监测

江苏省陆路交通发达但地区差异明显。本文围绕江苏省陆路交通地理国情监测实践,通过分析陆路交通的空间特征、功能特征、社会经济影响效应等特征,构建了基于多层次特征的江苏省陆路交通全景式监测指标体系。依托多源时空信息和互联网大数据,研究了支撑陆路交通各特征指标监测的系列关键技术,形成了江苏省陆路交通地理国情监测技术路线。     

基于GPS照片数据处理系统的地面样方调查

集成GPS模块的相机拍摄的农作物照片可同时记录地物类型和空间位置。为了处理大量的地面样方照片数据并及时转换为遥感监督分类的训练样本,开发了一个能够高效处理样方GPS照片数据的软件系统。该系统通过人机交互判识照片中的地物类型,同时提取照片的地理位置信息,并对样本的地理位置进行修正或补充,在地图与遥感影像的辅助下生成有效的样本信息。以宁夏银川灌区农作物采样样本为例,对系统进行了测试。结果表明,1 000个典型的训练样本可在1 h内产生,减少了样本的处理时间,提高了样本的质量。     

区域资源环境承载力评价信息平台设计与实现

结合资源环境承载力综合评价技术与方法,设计开发了资源环境承载力评价信息平台。本平台主要实现了资源环境承载力基础数据管理、导入和导出、资源环境承载力评价8大类指标的计算及等级评价、评价结果展示等功能,最终实现资源与环境的科学管理和合理应用,为我国区域协调、生态安全、资源保证能力、重大设施建设、国土开发利用、国土资源规划提供信息服务。同时,也为资源环境承载力综合评价的研究工作提供技术支撑。     

空间尺度上推转换对影像信息的影响分析

针对尺度上推转换在不同空间分辨率遥感影像的应用结果中所产生的光谱扭曲和失真现象未受到普遍重视这一现象。以福建省河田盆地马尾松林样区为研究对象,采用同时相的1～16m卫星多尺度观测影像,基于最邻近法、双线性内插法、三次卷积内插法以及像元聚合法4种方法,将原始影像转换生成一系列低分辨率影像,并分别与同尺度真实卫星影像的光谱反射率、植被指数、光谱空间结构和影像产品数值进行对比分析,以定量评估升尺度转换对影像光谱信息的影响。结果表明:伴随升尺度倍数的增加,升尺度转换影像的光谱均值、NDVI以及变化趋势与真实观测尺度影像相比呈显著差异;经不同倍数尺度上推后的影像空间信息量和清晰度逐渐下降,其幅度明显低于真实影像的变化结果。建议通过构建经验统计方程对不同传感器数据进行光谱转换,以充分利用多尺度遥感观测优势并保证结果的准确性。     

CORS网区域重力场变化与地面稳定性跟踪监测方法

为了实现地面稳定性降低时间与地点、持续作用时间与空间影响分布的全面跟踪监测,该文基于卫星定位连续运行站(CORS)站网观测数据,结合地表水、大气及海平面变化资料,提出了CORS站网时变重力场及负荷形变场精化的已知负荷移去恢复法,建立了基于时变重力场的确定性地面稳定性变化定量辨识准则。以丽水温州地区为例,利用2015-2017年CORS网及有关水文观测数据进行计算分析,根据40起已发生的历史地质灾害(险情)事件对结果进行验证:丽水温州地区的CORS网具备区域重力场变化与地面稳定性跟踪监测能力,具备地质灾害灾变过程追踪与前兆捕获能力,CORS站网的地质灾害前兆提前捕获率可达92.5%。     

最佳波段组合的城市土地利用类型提取

针对Landsat 8陆地成像仪(OLI)遥感影像光谱特征利用率不高等问题,为排除波段间冗余信息的干扰,提高土地利用特征提取的精度,该文以2014年唐山市中心城区Landsat 8OLI遥感影像为主要数据源,开展了基于Landsat 8OLI影像的城市土地利用特征提取的最佳波段选择研究。根据最佳波段选取原则统计波段光谱信息,基于最佳指数因子以及不同土地利用类型的光谱特征曲线,确定波段1、5、7为最适合该遥感影像进行土地利用特征提取的最佳波段组合。     

基于ArcEngine的地理国情普查数据自动接边检查研究

针对按图幅生产地理国情普查数据引起的图幅接边不一致问题,分析了ArcEngine二次开发平台的适用性,提出了基于ArcEngine的地理国情普查数据接边检查方法,通过编写程序实现了数据图形与属性的自动接边检查,提高了接边检查的准确性和效率。