基于GeoEye-1影像的自适应浅海水深反演方法

本文基于GeoEye-1影像研究了自适应浅海水深反演方法在甘泉岛附近浅海区域的适用性.GeoEye-1遥感影像经预处理后,通过反射率计算叶绿素浓度进而确定出对数比值模型的参数进行建模,实现无实测数据的多光谱水深反演,并通过实测数据对反演结果进行验证.结果表明:利用自适应水深反演方法对甘泉岛附近浅海区域水深反演精度较高,...     

江苏近海辐射沙洲水域水深与光谱的相关性研究

通过对实测光谱数据和水深数据的分析研究发现，泥沙浓度在水深遥感中具有重要意义。泥沙含量决定水体光谱反射率与 水深的相关性方向： 泥沙含量较少的清水区，光谱反射率与水深呈负线性相关； 而在泥沙含量较高的浊水区，光谱反射率与水深 数据呈正线性相关。以此为依据，对水体进行清/浊水体的光谱分别处理，可提高水深的光谱反演精度。同时，结合实测水体光谱 进行不同光谱分辨率的模拟分析，发现高光谱分辨率遥感将有助于提高水深反演精度。     

HJ-1A/B卫星CCD影像的武汉市东湖水色三要素遥感研究

以武汉市东湖为研究区域,利用同步的MODIS-Terra气溶胶光学厚度数据为输入参数,采用FLAASH模型对2010年3月11日HJ-1A/B卫星CCD影像进行大气校正处理,并利用多年实测数据建立叶绿素a浓度、悬浮泥沙浓度、黄色物质吸收系数三要素神经网络反演模型,对水色三要素进行反演。通过对反演结果与实测数据的对比分析可知,悬浮泥沙浓度、黄色物质吸收系数和叶绿素a浓度的平均相对误差分别为28.052%、17.628%和35.621%,表明HJ-1A/B卫星CCD传感器基本能满足II类水体水色要素的遥感监测需求。     

渤海湾近岸海域水深遥感反演研究

针对多光谱遥感技术进行浅海水深信息提取具有覆盖地域大、动态连续监测等特点,该文利用环境与灾害监测预报小卫星星座A星(HJ-1A)影像数据,对渤海湾20m以内近岸水域的水深进行实验研究。通过对HJ-1A遥感图像不同波段及波段组合的反射率与实测水深值的相关关系分析,选取敏感波段,建立最佳回归模型,定量计算研究区水深值。研究发现:5~10m水深区域内遥感反演效果最好;10~20m次之;0~5m受沿岸构筑物、泥沙等影响严重,反演效果较差。     

基于支持向量机和BP神经网络的水深反演研究

根据高空间分辨率Quickbird遥感影像反射率和实测水深之间的相关性,选取相关性较高的反演因子b1/b2、b1/b3和b2/b3建立单因子模型、双因子模型、多因子模型和BP神经网络模型,并对甘泉岛附近20m内的水深进行反演。同时,利用最佳指数因子(OIF)和支持向量机(SVM)对甘泉岛研究区域基于水深颜色分成两类,将分类结果分别提取建立BP神经网络模型并进行水深反演。通过对反演结果对比发现:遥感影像分类前,线性回归模型中多因子线性模型反演精度最高,但比BP神经网络模型稍差。遥感影像分类后,浅海水域BP神经网络模型的反演精度要比分类前的各模型反演精度低,但是,深海区域BP神经网络模型的反演精度最高。     

CatBoost模型在水深反演中的应用

在多光谱遥感水深反演研究中,由于影响反演精度的因素较多,传统的水深反演模型具有一定局限性。机器学习算法在解决非线性高复杂问题上较有优势,将其应用在某些特定区域水深反演可提高反演精度。本文利用Sentinel-2多光谱遥感影像和LiDAR测深数据,以瓦胡岛为研究区域,构建CatBoost水深反演模型,与传统水深反演模型及Boosting中的XGBoost和LightGBM模型的反演精度进行比较。试验结果表明,经过参数优化后的CatBoost水深反演模型的决定系数、均方根误差、平均绝对误差和平均相对误差分别为96.19%、1.09 m、0.77 m和9.61%,准确性最高,效果更佳。     

基于WorldView-2数据的西沙群岛遥感水深反演——以赵述岛和南岛为例

利用World View-2卫星数据,对西沙群岛的赵述岛和南岛开展了水深反演。以赵述岛为实验区,分析水深与各波段及波段组合的相关性,将水深相关性最大的海岸波段与绿光波段组合作为水深反演因子,建立多种回归拟合模型;将反演结果与实测水深误差对比,确定最佳拟合方式;最后,将该模型应用到南岛,反演其水深等值线图,并将其与南岛实测水深点相较。结果表明,南岛整体水深反演均方根误差在1.25 m以内。     

基于分析方法的太湖叶绿素a反演研究——以MODIS数据为例

目前, 针对太湖水体的叶绿素波段敏感性的分析, 大多集中在实测的高光谱反射率数据或者图像提取反射率与叶绿素浓度的统计分析结果上, 缺乏基于水体光学特性的研究, 并且两者之间的一致性也一直缺少论证。研究中采用2004 年4 月和2007 年8 月的两期数据, 首先从水质参数的生物光学特性入手, 基于生物光学模型, 利用叶绿素和其他水质参数的吸收和后向散射系数, 模拟计算其他水质参数不变, 叶绿素浓度处于不同水平时的水面反射率, 分析实测反射率对叶绿素浓度变化的响应; 利用MODIS 的波段响应函数把实测光谱模拟成宽波段的MODIS 反射率, 以此作为桥梁进而对实测的高光谱反射率和MODIS 图像提取反射率与叶绿素浓度的相关程度的一致性进行分析, 为利用MODIS 图像进行水质参数反演时的反演因子选择提供了依据。     

FluorMOD模拟叶绿素荧光夫琅和费暗线反演算法不确定性分析

目前,利用夫琅和费暗线提取叶绿素荧光的3种最常用的算法有标准FLD方法、3FLD和i FLD方法。上述3种夫琅和费暗线算法在叶绿素荧光反演中得到了广泛应用,但各算法的不确定性研究相对薄弱,尚缺乏系统的分析。因此,本文的目标是阐明氧气吸收波段叶绿素荧光反演的不确定性,优化叶绿素荧光遥感探测指标,提高叶绿素荧光反演精度。利用Fluor MOD模型,模拟不同植被冠层参数、光谱分辨率SR、信噪比SNR条件下的冠层光谱,并比较分析这3种反演方法在不同参数条件下的不确定性。结果表明:3种方法在O2-A波段的反演精度均比在O2-B波段精度高,其中,i FLD和3FLD算法的反演精度相对较高,标准FLD的反演结果较差;随着SR的下降,3种算法的反演精度均有不同程度的下降,标准FLD算法的荧光提取精度受传感器SR的影响最大;随着SNR的增大,3种算法的反演精度有不同程度的升高,i FLD算法的荧光提取精度受信噪比的影响最大。由结果可以得出,3种反演算法在不同的参数条件下有其各自的局限性和优势;利用氧气吸收波段进行叶绿素荧光反演存在诸多不确定性,不确定性主要来源于吸收线内外反射率和荧光比值的真实值与估计值的偏差,叶绿素含量是影响这种偏差的一个主导因素;传感器性能对荧光提取结果也有显著的影响。     

基于Worldview3数据的浅海水深反演研究

传统水深测量技术灵活性较差,水深资料更新周期长、时效性差。因此,我们需要找寻一种高效便捷方法提取水深。本文采用Worldview3多光谱高分辨率数据与实测数据相结合,针对不同的海底底质类型,建立统计回归模型(单因子模型和多因子模型),对西沙群岛北岛周边的浅海海域,进行浅海水深反演。通过对研究结果的分析,发现单因子模型和多因子模型相关系数都在0.91以上,标准误差也都在1.27以下,反演数据与实测数据偏差较小。且将海底底质分为沙质和草质海底底质类型后建模的精度要高于未对海底底质分类建模的精度。     

Effects of heterogeneous land use/cover types on river channel morphology in the Solo River catchment,Eastern Uganda

In the tropics, unmonitored land use/cover types cause significant effects on the narrowing and widening of river channels which affects the integrity of water resources. River channel planform extent was characterized using Landsat images, while water and bedload samples were collected and analysed for a period of one year. The results revealed that in 1986, the channel planform covered 3.7 sq km in length than in 2013 where it increased to 4.2 sq km. Wetland (537.1mgl^?1) and bushland (186.3mgl^?1) cover types had the highest concentration of suspended sediments. Fine sand (0.25 mm), silty sand (1 mm) and silty clay (0.125 mm) bedload particle types dominated the riverbed along the channel from the sampled land use/cover types. The high concentration of sediments, bedload materials, bank instability, and streamflow were significant contributors to the narrowing and widening of the channel (p < 0.05). Agricultural land use was the major contributor of channel aggradation (0.8 m) and degradation (0.25 m) compared to tree plantations, bushlands, forest and wetland cover types.     

基于遥感影像的煤矿沉陷区水深反演研究

目前,用遥感研究水深多集中于沿海及内陆水域,煤矿塌陷地水深反演研究很少。本文以徐州九里塌陷湖为例,通过分析水深值与水体反射率的关系,得到各单因子的线性、非线性反演模型,经分析其误差相对较大;选取各水深分段内误差较小的因子,最终建立多元回归模型,其绝对误差、相对误差均优于单因子模型。     

船姿分析及其对多波束测量的影响

根据船体操纵性和耐波性理论，结合船姿实验数据，分析了姿态参数的外界受动因素。考虑船姿对多波束测量的影响，结合多波束测量原理，分析了不同姿态对坐标的影响，给出了相应的坐标计算和误差影响数学模型，最后姿态测量误差对测深的影响，结合IHO测深规定，计算出了不同姿态测量的精度指标；分析了姿态测量误差对条带拼接的影响，并提出了相应的解决方法。     

一种改进的机载激光测深深度偏差模型

机载激光测深在潮间带获取海底地形应用中具有高效、灵活、经济等优点,但测深精度受海洋水文参数和仪器测量参数影响严重,传统偏差模型因顾及的要素不全面,修正精度不高。因此,采用逐步回归法构建了一种改进的顾及水深、水体含沙量、波束扫描角和传感器高度等参数的深度偏差修正模型。实验结果表明,机载激光测深原始水深经传统偏差模型和改进偏差模型修正后均能满足国际海道测量组织（International Hydrographic Organization,IHO）一等测深标准,且改进模型修正精度优于传统模型修正精度。     

积水沉陷区水体的表观光学特性参数测量与分析

通过实际测量试验区的积水沉陷区水深值,了解水体光学特性随水深不同而引起的衰减特征变化,建立水深与光谱特性响应间的关系表达式,确定获取水深信息的最佳波谱范围;揭示了叶绿素、悬浮物质、CDOM等水体组分与水体光谱特征变化的关系,探讨因水体各主要组分变化而引起的水体光谱吸收光谱、散射光谱的变化规律.     

四边形法绘制水下河床等深线图

根据水下河床水深点测量采样的既有规则格网法又有三角形法二者优点的四边形法绘制河床等深线图,该法数据结构简单,编程方便,速度快。文 图表对水下对河床水深点的数据数据结构,四边形的构万能主等深线的追踪作了详细的讨论。     

海洋底质三维可视化模拟初步研究

海洋因其环境的复杂性和数据的难以获取性,其海洋三维可视化方面的研究多集中在海洋场景和海底地形方面,有关海洋底质的可视化研究有待加强。本文通过建立海洋底质数据库,搭建海底底质可视化的模拟环境;基于水深数据和多波束数据建立基本的三维海底地形,实现多任意等深线的自动生成;依据钻孔数据和地层拖网样品,初步实现海底底质三维可视化。通过系统的集成,建成海底三维可视化模拟系统,为开发海洋资源、发展海洋经济和维护国家海洋权益服务。     

江苏近海岸水深遥感研究

以江苏近海辐射沙脊群海域为典型研究区,通过实测水深数据和水体光谱测量与分析,发现对应TM3和TM4波段的水体光谱反射率对水深信息敏感,线性相关系数分别达到-0.561和-0.694。结合多光谱遥感信息传输方程所推导出的水深信息对数反演模式,针对本研究区TM4和TM3波段数据所建立的水深预测模式的复相关系数R2为0.4793,对0-15m水深,预测水深和实测水深之间拟合较好。利用TM5波段反射率、出露沙洲反射率以及海水反射率的差异,通过建立掩膜图像,可较有效地对TM遥感图像进行水陆分离,提取TM图像中海水部分,进一步可通过常用的图像处理软件绘制每隔5m的TM水深遥感制图、等深线图。随着高空间、高光谱、高辐射分辨率遥感技术的发展,对浅海水域的水深和水下地形进行遥感探测的技术方法和应用将会不断地深入开展。