高分辨率遥感影像城市道路提取方法研究

根据高分辨率遥感影像可以提取道路细节信息和中低分辨率遥感影像可以提取道路轮廓信息这一特性,提出基于多尺度的不同分辨率遥感影像道路提取方法。以原始高分辨率遥感影像为底层影像建立影像金字塔获取不同分辨率影像,利用中低分辨率遥感影像上提取的道路骨架轮廓约束高分辨率遥感影像的道路提取,并对Canny边缘检测算法进行改进。实验结果表明,该方法能够有效地消除高分辨率遥感影像城市道路路面噪声的影响,道路提取效果较好。     

以内陆水体为观测目标的GF-1影像常规融合方法评价

内陆水体的研究需要遥感影像具备高空间分辨率和高光谱分辨率,这使得影像的全色（PAN）波段和多光谱（MS）波段之间的融合尤为重要。本文以钱塘江大缺口段为研究对象,采用四种常规融合方法,包括Pan Sharpening（PS）、主成分分析（PCA）、Gram Schmidt（GS）和小波分析（WF）,分别对GF-1影像开展了全色波段和多光谱波段的融合方法评价。研究结果表明,GS融合后的影像效果最好,随后分别是PCA、WF和PS。由于水陆之间反射率信息获取的根本差异,大面积水体的存在会影响到融合影像保留源图像空间和光谱信息的能力。因而,在进行遥感影像融合时,融合方法的选择需要考虑影像中水域面积的分布情况。     

基于多源遥感数据的淇澳岛红树林范围提取研究

本文使用Landsat-8影像、Sentinel-2影像、高分6号影像和ASTER GDEM数据等多源遥感数据,采用随机森林监督分类方法提取珠海淇澳岛红树林分布范围,对比不同影像数据提取红树林的精度及适用性。实验结果表明：使用三类遥感影像分别进行红树林范围提取,Sentinel-2影像提取红树林范围总体精度最高;在三类遥感影像中分别增加DEM数据、波段指数和纹理信息后,红树林范围提取精度可进一步提升;增加DEM数据后,精度提升最明显,高分6号影像增加纹理信息后,精度也有较大提升。通过对比可知,Sentinel-2影像拥有较多的光谱波段及适中的空间分辨率,是最合适的红树林范围提取数据源,而ASTER GDEM数据便于区分红树林和陆生植被,是比较好的辅助数据。通过对多源遥感影像及辅助数据提取红树林范围进行对比分析,为红树林遥感提取数据源选取及红树林提取精度提升提供了参考和借鉴。     

基于Sentinel-2影像的围海养殖信息提取

为了能够利用遥感图像快速准确地提取围海养殖矢量信息,本文选取养殖水体、堤坝及育苗室等交错分布的海参围海养殖区域作为研究区域,根据研究区域Sentinel-2遥感影像的光谱特征,选用归一化差异水体指数（Normalized Difference Water Index,NDWI）、改进归一化差异水体指数（Modified Normalized Difference Water Index,MNDWI）和增强水体指数（Enhanced Water Index,EWI）三类水体指数,分别进行提取实验,利用同时期高空间分辨率的高分二号卫星（GF-2）影像作为参考,验证不同方法的提取精度,精度评价结果表明：相较MNDWI和EWI两类水体指数,NDWI的分类精度更高,且利用NDWI提取研究区域的围海养殖信息的效果更好,所以该方法可在养殖区域的动态监测和规划管理中发挥数据支撑作用。     

基于天绘一号的匹配生长水体提取方法

以国产天绘一号01星多光谱4波段影像为数据源,针对大范围水体提取难度大的问题,提出基于归一化水体指数(NDWI)和单波段阈值法的匹配生长算法。采用NDWI水体指数法提取完整的海洋水体和内陆部分水体,将内陆部分水体与单波段阈值对应位置完整的水体做匹配,再通过连通区提取、掩膜运算获得完整的水体分割二值图。采用两景遥感影像(大连和芝罘)进行实验,并与经典水体提取算法进行对比分析。实验结果表明:该法总体精度在90%左右,Kappa系数在0.8左右,对经典提取算法有了显著改善。在大范围提取水体信息时效果较好,提取水体的同时能有效减少陆地阴影造成的干扰,在海陆边界处,陆地轮廓清晰,较好的将陆地和海洋分割开来。     

基于无人机的用海项目施工期悬浮泥沙监测

为实现对用海项目施工期悬浮泥沙扩散的实时跟踪监测,尝试采用无人机携带可见光、多光谱传感器对古雷围填海项目的围堰区进行遥感探测。利用Pix4d软件对无人机携带的可见光及多光谱照片进行处理,结果表明,可见光及多光谱影像对水体中的悬浮泥沙分布均具有一定的识别能力。通过研究分析多光谱影像的光谱特征发现,近红外波段对悬浮泥沙含量的升高较为敏感,运用波段比值公式计算结果显示,围堰内含沙水体经溢流口排入海域后浓度明显降低,并可向南继续扩散约300 m。该方法可克服遥感卫星影像时空分辨率低的特点,为用海项目资源环境影响跟踪监测提供新的技术手段。     

基于多尺度纹理和光谱信息的海岛土地利用遥感分类方法研究

本文基于灰度共生矩阵提取多尺度纹理指数影像,将纹理指数影像作为逻辑波段与原始影像波段组合,进行最大似然监督分类的实验,以改善单纯基于像元光谱影像分类技术的不足。利用SPOT-5卫星遥感影像对西门岛土地利用分类的实例进行分析。结果表明,由SPOT-5遥感影像第一波段和第二波段计算所得的相关性和同质性纹理指数影像以及由第三波段计算所得的均值纹理和第四波段计算的同质性纹理指数影像,对海岛土地利用分类精度的提高均有较为显著的效果,其中加入多尺度纹理信息后西门岛土地利用遥感影像分类的总体精度由75.41%提高到89.41%。     

近岸水体异源遥感反射率产品的融合方法研究

数据融合能够综合利用多源遥感数据优势,获取高空间分辨率和高测量精度的遥感影像,对于近岸水体生态环境监测和灾害预警均具有重要意义。但目前使用的数据融合方法多是针对内陆水体或大洋水体的,其在近岸水体的适用性仍需进一步评估,因而本文开展了近岸水体遥感数据融合方法的对比研究。本文以高空间分辨率的Sentinel-2 MSI影像和中等空间分辨率的Sentinel-3 OLCI影像为数据源,分别开展了基于小波变换（WTBF）、生物光学模型（BOBF）和混合像元分解（IUBF）三种方法的数据融合实验,并在此基础上借助现场实测遥感反射率（Remote-sensing Reflectance,Rrs）数据与融合影像对应点的平均相对误差（MRE）、均方根误差（RMSE）、偏差（bias）和平均梯度对各种方法的融合数据质量和区域适用性进行了评估。结果表明：（1） OLCI的Rrs数据精度高于MSI。其中MSI在443 nm、560 nm和665 nm三个波段的MRE、RMSE均高于OLCI,表明MSI的Rrs精度相对OLCI较低;目视效果和平均梯度表明MSI的清晰度高于OLCI。（2） BOBF是三种方法中...     

利用环境一号卫星热红外影像反演渤海海表温度

针对环境卫星热红外遥感影像,结合美国环境预报中心(NCEP)再分析数据,运用覃志豪单窗算法(MW),修订了该算法的主要参数计算公式,建立了反演海洋表面温度的流程.利用2009年10月4日渤海上空的热红外遥感影像进行反演试验,同时对比反演结果和美国中等分辨率成像光谱仪(MODIS)的海表温度产品(MOD28)之间的差异....     

利用混合光谱分解估测珠江口悬浮泥沙浓度

利用遥感技术估测水体中的悬浮泥沙的浓度已经成为一门成熟的技术,但将其应用于河口地区悬浮泥沙的监测仍然存在一些限制。限制之一是遥感数据（例如MODIS）的空间分辨率太低,不适合应用于河口等狭小水域的监测。相比较而言,Hyperion高光谱遥感数据有196个波段,覆盖400-2500nm的光谱范围,光谱分辨率为10nm,空间分辨率为30m,其高光谱分辨率及高空间分辨率,显示了其在河口水体悬浮泥沙遥感中的巨大潜力。利用2006年12月4号的Hyperion数据、同步实测的高光谱数据及悬浮泥沙浓度数据,对珠江口海域悬浮泥沙浓度进行了研究。利用混合光谱分解模型计算了珠江口悬浮泥沙浓度的分布。分析结果表明,混合光谱分解模型可以作为遥感监测水体悬浮泥沙浓度的定量模型。     

Correcting underwater images distorted by surface waves

An experiment on the correction of underwater images distorted by waves at the air-water interface was conducted using a laboratory modeling installation intended for experimental examination of light and image transfer across a water surface covered with waves. A digital color camera was used for the simultaneous formation of the image of the underwater test object through the disturbed surface and of the superimposed glitter pattern. Both images are spectrally separated. Processing the glitter pattern makes it possible to obtain the values of the surface slopes at a limited number of points and to use these slopes for retrieval of image fragments. The total corrected image is formed by integration of about 300 partially corrected fragments. This image is close to that obtained through a wave-free water surface.     

HY-1/COCTS波段信息含量与波段相关性分析--以辽东湾为例

以2003年4月辽东湾的HY-1／COCTS数据为例,采用主成分分析法和相关分析法,从光谱的不同结构、主成分、相关性等方面来揭示COCTS图像的光谱信息。COCTS的10个波段中,9,10两个波段与其他几个波段相比,包含的信息较丰富。在其他的8个波段中,6,7波段的信息较为丰富,6波段对主成分的贡献大。这8个波段与9波段和10波段的相关性为负相关,表明它们间的重叠少。5波段与1波段、7波段与6波段、6波段与2波段的相关性较高,这说明这些数据间的彼此重叠较多,故在进行波段图像的假彩色合成时一般以8,4,3或8,4,1波段的组合为佳。以OIF指数来检查融合方法的可行性。     

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。     

一种基于块划分颜色特征的图像检索方法

针对传统的颜色直方图法只表示颜色的组成,没有包含颜色空间分布信息,提出1种基于块划分颜色特征的图像检索方法。该方法将图像划分成大小相等的子块,提取每一块的颜色信息作为特征矢量。通过特征聚类和编码,图像内容可以表示成为包含空间分布信息的局部颜色特征组合。实验结果证明了该方法的有效性,并与其它方法进行了性能比较。     

资源三号影像质量评价及海岸带地物识别能力分析

为了检验资源三号(ZY-3)影像质量,利用印度的IRS P5和德国的RapidEye影像,采用主观和客观评价相结合的评价方法,对ZY-3传感器校正产品进行了质量评价。主观评价结果表明,ZY-3影像表观质量优于IRS P5和RapidEye影像,地物的纹理、边界更加清晰,影像所反映的细节信息更加丰富,在海岸带地物识别方面表现更好。在客观评价方面:ZY-3全色影像灰度动态范围和信息熵等指标均优于IRS P5影像;ZY-3多光谱影像的灰度范围和信息熵等指标与RapidEye影像相比稍差,但各波段之间的独立性要优于RapidEye影像。总的来说,ZY-3影像成像质量较高,海岸带地物识别能力强,在海岸带遥感研究与应用领域具有巨大潜力。     

GF-1 WFV图像经验模分解的光谱保真性与水深遥感探测

水深是海洋环境的重要参数之一,水深遥感反演是水深测量的一种重要手段。经验模分解（EMD）具有剔除小尺度波浪信息,留下大尺度水下地形信息的特性。本文利用EMD对高分一号卫星宽幅影像进行尺度变换,使用光谱相关系数、光谱角、光谱偏差和光谱相对偏差等评价指标,对剩余层图像进行光谱保真性分析;利用改进的对数转换比值模型对原始影像和剩余层图像进行水深反演,并进行相关性分析与精度评价。研究结果表明:（1）评价指标显示EMD变换后影像具有相当的保真性;空间断面分析表明EMD去除了小尺度的噪声信息,保留了水下地形变化信息。（2）经均匀分布的检查点验证,两区域的原图像反演水深和实测水深的相关性较好,相关系数达0.75以上,且两种波段组合的MAE和MRE均不超过2.42 m和8.5%。（3）对EMD的全部10层进行水深反演,蓝绿波段的MAE和MRE均不高于1.62 m和5.8%;绿红波段的MAE和MRE均不高于1.93 m和6.9%。（4）对于不同的波段组合,蓝绿波段组合在各剩余层的水深反演效果明显优于绿红波段,经EMD后的水深反演效果明显提高。（5）20~30 m水深段的反演精度整体要高于30~40 m,该模型应用于较浅水深段更具优势。     

一种基于MATLAB的声呐条带图像自动拼接算法

准确地实现侧扫声呐条带的拼接对于了解海底地形、提高对海床地物反映的准确度起着重要的作用,而相邻条带的配准是声呐条带拼接的重要前提.MATLAB以其强大的矩阵运算功能及具有丰富的图像处理函数等特点,在图像处理方面占据明显的优势.文中利用MATLAB的IPT工具箱实现了基于互信息方法的声呐条带图像的自动快速配准,通过实验验证了该配准方法的有效性.并用小波变换方法对配准好的条带图像进行融合,实现声呐条带图像的有效拼接和镶嵌.     

LIC color texture enhancement algorithm for ocean vector field data based on HSV color mapping and cumulative distribution function

Texture-based visualization method is a common method in the visualization of vector field data. Aiming at adding color mapping to the texture of ocean vector field and solving the ambiguity of vector direction in texture image, a new color texture enhancement algorithm based on the Line Integral Convolution (LIC) for the vector field data is proposed, which combines the HSV color mapping and cumulative distribution function calculation of vector field data. This algorithm can be summarized as follows: firstly, the vector field data is convoluted twice by line integration to get the gray texture image. Secondly, the method of mapping vector data to each component of the HSV color space is established. And then, the vector field data is mapped into HSV color space and converted from HSV to RGB values to get the color image. Thirdly, the cumulative distribution function of the RGB color components of the gray texture image and the color image is constructed to enhance the gray texture and RGB color values. Finally, both the gray texture image and the color image are fused to get the color texture. The experimental results show that the proposed LIC color texture enhancement algorithm is capable of generating a better display of vector field data. Furthermore, the ambiguity of vector direction in the texture images is solved and the direction information of the vector field is expressed more accurately.     

A study on quality and availability of COCTS images of HY-1 satellite by simulation

ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＨＹ - 1ｓａｔｅｌｌｉｔｅｗｉｌｌｂｅｌａｕｎｃｈｅｄｔｏａｎａｌｔｉｔｕｄｅｏｆ 870ｋｍｔｏｇｅｔｈｅｒｗｉｔｈｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｙｓａｔｅｌ ｌｉｔｅＦＹ - 1 .Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｇｅｔａｓｈｏｒｔｒｅｐｅａｔｐｅｒｉｏｄ ,ｏｒｂｉｔｔｒａｎｓｆｅｒｗｉｌｌｂｅｍａｄｅａｎｄｆｉｎａｌｌｙｔｈｅｓａｔｅｌｌｉｔｅｗｉｌｌｍｏｖｅａｎｄｏｐｅｒａｔｅｉｎａｎｅａｒｓｕｎ ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓａｎｄｎｅａｒ ｐｏｌａｒｏｒｂｉｔａｔａｎａｌｔｉｔｕｄｅｏｆ798ｋｍ .Ｔｈｅｉ…