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。     

基于带模型的叶绿素a浓度反演精度评估

为了评估遥感反演叶绿素a浓度的精度,以2004年8月19日太湖38个水质样本数据和同步Hyperion卫星遥感影像数据为基础,借鉴四波段半分析算法,结合空间数据不确定性原理,构建了基于四波段半分析算法的“带模型”.通过研究与探讨可知,当叶绿素a浓度为10～20 μg/L和50～100 μg/L时,叶绿素a浓度的反演误差...     

WHI的场地外定标和二类水体的大气纠正

WHI(Wide field-of-view Hyperspectral Imager)是具有5nm光谱分辨率的航空成像光谱仪,光谱范围从406nm到985nm。为评价该传感器在二类水体水质监测的性能,2006年1月9日在太湖地区进行航空飞行,并利用ASD和CE318同步测量水面光谱和大气参数。为比较准确的反演水质参数,对该传感器进行场地定标和替代定标,场地定标是对实验室定标后的辐亮度进行再次定标,替代定标利用同步点水面光谱计算的遥感反射率对图像计算的遥感反射率进行标定。最后对WHI进行大气纠正得到太湖的遥感反射率,并利用其他的准同步点进行精度检验,在532nm到750nm之间的大气纠正误差不超过5%。     

基于室内光谱反射率的土壤线影响因素分析

为了更好地估算植被指数,必须计算不同土壤类型的土壤线;但由于土壤线的影响因素较多,因此土壤线参数获取困难.本文以室内土壤高光谱反射率为主要研究对象,分析并确定影响土壤线的主要因素;利用室内土壤光谱反射率计算土壤线,将所得土壤线参数用于与土壤线有关的植被指数的计算,比较这些植被指数与大豆生理参数(叶绿素a与叶面积)的相关关系是否强于归一化植被指数(NDVI),分析该土壤线参数计算方法的可行性.结果表明:土壤线的影响因素主要有土壤类型、有机质、矿物组成、秸秆覆盖等;而土壤水分、粗糙度等尽管对土壤光谱反射率大小也有很大影响,但由于对光谱曲线形状影响较小,因此对土壤线的影响也较小;与土壤线有关的植被指数部分消除了土壤背景的影响,其与大豆生理参数的相关系数显著高于NDVI,说明利用室内土壤光谱反射率计算土壤线的方法可行,所得参数适于计算基于土壤线的植被指数.     

遥感影像不同校正模型对反射率的影响分析

采用飞马D200四旋翼无人机携带多光谱相机,获取了可见光波段的数据,地面同步测量了地表反射率和大气参数.结合实验数据,采用基于POS数据的严格成像模型和多项式模型对图像进行了几何校正,对比了2种模型的校正精度和不同重采样方式产生的差异.在几何校正的基础上进行了大气校正,获得地表反射率,选取典型地物水体、植被、裸土的实测结果进行验证.结果表明低空无人机遥感可以得到精度较高的地表反射率结果,但不同的几何校正模型对地表反射率影响较小,可以忽略.通过开展该实验证明了利用无人机开展定量化遥感研究的可行性.     

夏季太湖叶绿素a浓度的高光谱数据监测模型

本文依据2004年7月的实测数据构建了太湖夏季叶绿素a浓度的实测光谱数据估计模型,并使用2004年8月的数据对模型进行了验证。调查样点覆盖了太湖内的典型水域,水样数据由无锡太湖环境监测站采集。样点的光谱数据用ASDFieldSpec野外光谱仪获取,每个样点测量10次,测量结果被转换为遥感反射率。对不同的波段组合进行比较分析后,从可解释性出发,最终选择了归一化指数表达式作为最佳波段组合,所建立的模型为：Chla（μg/L）=EXP（2.478 ＋16.378＊N66）,其中,N66为（R696 -R661） /（R696 ＋R661）。模型的R^2为0.9051,显著性p〈0.0001。与其他模型相比,本文的模型比较稳健,用于估计8月的叶绿素a浓度具有较小的绝对误差。本文的工作同时表明,在太湖的夏季相邻月份,可以使用实测光谱数据模型进行水体叶绿素a浓度的估计。     

二类水体中船舶含气泡尾迹海水表观光学特性的测量与分析

通过海上试验测量船舶含气泡尾迹海水表观光学特性及物理特征,定量分析在二类水体中尾迹气泡对海水表观光学特性(例如归一化离水辐亮度、遥感反射率)的影响.通过比较含气泡尾迹海水遥感反射率与ASTER可见光、近红外波段辐射计辐射分辨率,证明了卫星光学遥感船舶含气泡尾迹的适用性.这些工作可为利用星载光学传感器遥感的途径获取船舶尾迹信息提供理论依据.试验证明,在可见光和近红外波段,船舶含气泡尾迹不仅在幅度上也在谱形上改变海水表观光学特征,尾迹气泡使得海水变得更绿.同时,随着观测点在尾迹中位置距目标船越近,气泡密度不断增大,反射率也随之增强.但是,由于二类水体中其他悬浮颗粒浓度较高,增强了后向散射,因此气泡所引起的海水表观光学特性的变化没有想像中明显.相比较而言,海水愈混浊,船舶尾迹在海水中引起的水色变化愈不明显.     

太湖梅梁湾下行漫衰减系数的Monte Carlo模拟及分析

漫衰减系数常用于计算水体浑浊度和划分水体等级,是水中生物进行光合作用等生态过程中的重要参数。本文假设水体固有光学特性(IOPs)不随垂直剖面变化,水体表面为镜面。通过Monte Carlo方法模拟追踪光子在水中的运动过程,统计大量光子在不同深度上的能量分布,计算出下行漫衰减系数Kd值。结果表明:在450 nm,550 nm和650 nm波长处模拟的Kd值基本上小于实测Kd值,对应后向散射概率为3%的散射相函数模拟的相对误差最小,适合用于构建太湖水体的Kd值反演模型。进一步分析入射天顶角、b/a值对Kd值变化的影响,结果发现:在b/a较大的情况下,散射相函数成为影响Kd值变化的主要因素。当b/a值大于9时,入射天顶角从10°变化到80°时,Kd值的变化率小于10%,可忽略入射天顶角的变化对Kd值的影响。利用单一散射相函数模拟不同波长处的Kd值,发现悬浮颗粒物浓度较高且以无机颗粒物为主体时,450—550 nm内模拟值大于实测值,550—650 nm内则相反,说明随着波长的增加,水体中颗粒物的散射呈现出前向散射减弱、后向散射增强的变化趋势。在反演不同波长处的Kd值时需考虑到散射相函数的光谱变化所造成的误差。     

应用MODIS数据反演河北省海域叶绿素a浓度

为了建立更加合理、准确的叶绿素a遥感反演模型,利用地物光谱仪测定了河北省海域水面的光谱反射率,分析了光谱反射率与实测叶绿素a浓度之间的关系.在此基础上,通过MODIS数据各波段及波段组合的反射率与实测叶绿素a浓度的相关分析,确定第1波段(B1)为最佳反演波段,建立了应用B1反演叶绿素a浓度的遥感模型,并对模型精度进行验证.结果表明:该模型相关系数为0.66,反演结果均方根误差为0.48 mg/m3,模型精度优于SeaDAS的OC3标准经验算法;该模型反演河北省海域表层水体的叶绿素a浓度有较好的效果.     

曹妃甸近海Ⅱ类水体光谱反射率与悬浮泥沙浓度相关性研究

利用水面以上法对曹妃甸近海Ⅱ类水体进行现场光谱测量,对获取的数据与同步采集的水体悬浮泥沙浓度进行相关分析,初步建立了水体悬浮泥沙浓度与TM数据对应的可见光至近红外波段遥感反射率的经验模型.研究结果表明:该地区近海Ⅱ类水体的反射率随悬浮泥沙浓度的增加而增加,在泥沙浓度小于20 mg/L时,570 nm处的反射率随泥沙浓度增加而增大的特征优于670 nm处的,但当泥沙浓度大于20 mg/L时,后者反射率的增幅明显优于前者;TM 3中心波段处的反射率与表层悬浮泥沙浓度(SPM)呈显著的指数相关,利用模型计算的悬浮泥沙浓度平均相对误差低于±28%.     

国家一等水准网复测高程变化分析及其成果使用

分析国家一等水准网点复测高程的变化量值与分布特征以及导致高程变化的原因，对现有国家水准网点高程的使用提出建议。     

Movements of the protoplanetary superconducting particles in the magnetic field of the Saturn lead to the origin of the rings

In this letter, we are trying to resolve the electromagnetic problem for the movements of the superconducting particles of the protoplanetary cloud in the magnetic field of Saturn. The force of levitation (Meissner-Ochsenfeld phenomenon) is introduced to the field of planetary science for the first time. It is shown from our theoretical analysis that rings of Saturn might have a superconducting origin, and rings might levitate within magnetic equator plane of the planet.     

Pinpointing the sources and measuring the lengths of the principal rivers of the world

Abstract

Cultures throughout the world are associating with the rivers. People depend upon the rivers and their tributaries for food, water, transport, and many other aspects of their daily lives. Unfortunately, human beings have not calculated the accurate lengths for the great rivers even today. The lengths of the rivers are very different in popular textbooks, magazines, atlases and encyclopedias, etc. To accurately determine the lengths of the principal rivers of the world, the combination of satellite image analysis and field investigations to the source regions is proposed in this paper. The lengths of the Nile, Amazon, Yangtze, Mississippi, Yellow, Ob, Yenisey, Amur, Congo and Mekong, with lengths over or close to 5000 km, were calculated using the proposed method. The results may represent the most reliable and accurate lengths of the principal rivers of the world that are currently achievable.     

多边形直角房屋外墙体一半面积计算模型的研究

在不动产测量中,计算外墙体一半面积的数学模型,只有针对四边形直角房屋的数学模型,而对于多边形直角房屋计算外墙体一半面积的数学模型还没有发现,这给分析多边形直角房屋外墙体一半面积的精度带来困难,本文通过研究分析,推导出了多边形直角房屋外墙体一半面积的数学模型,供研究面积精度者参考。