滨海湿地稀疏采样重构高光谱图像分类精度评价

高光谱遥感影像维数高、数据量大、波段之间的相关性强,分类时易出现"Hughes"现象,因此在分类过程中如何有效减小数据处理过程中的计算量,又保证原始数据重要的地物信息不丢失具有重要的意义。压缩感知理论可通过远低于耐奎斯特的采样率和少量观测数据实现信号的精确重构,具有对硬件读写要求低、图像恢复效果好等优势。通过利用基于小波变换的压缩感知算法对黄河口地区的高光谱影像进行图像重构,然后分别采用SVM算法、最大似然法以及神经网络分类法对重构后的影像进行分类,并对分类结果的精度分别从空域和小波域、不同的测量值等维度进行了分析和比较。结果表明:(1)压缩感知理论重构后的影像保留了原始影像的基本信息,保证了分类精度;(2)SVM算法的分类精度最好,空域和小波域的分类精度基本一致;(3)分类精度随测量值的增加先逐渐提高,然后趋于稳定。     

高光谱遥感数据管理系统原型设计

简述了高光谱遥感技术发展概况,并从高光谱数据获取、数据处理和数据共享等3个方面的需求出发,提出了高光谱遥感数据管理系统建设的必要性;在系统建设需求分析的基础上,完成了高光谱遥感数据管理系统的结构与功能设计,并给出了系统开发流程和功能模块开发的设想.     

基于图像特征的航空高光谱数据油污染光谱曲线提取分析

运用基于图像特征的相对发射率数据处理模型,对获得航空高光谱油污染水体数据和正常水体数据进行了反射率提取,得到了相对定标后的油污染水体和正常海水的光谱反射率数据。进一步对正常海水和油污染水体的光谱特性进行分析,通过反射率曲线比较,得出运用基于图像特征的反射率处理模型提取光谱信息和运用航空高光谱数据进行海上油污染检测的可行性。     

基于SVM方法的航空高光谱赤潮信息提取与分析

从仪器到外业数据采集再到内业数据处理,较全面的阐述了航空高光谱赤潮监测的工作流程,并着重讨论了航空高光谱赤潮信息提取这一关键技术.采用专门针对小样本高维度的支持向量机模式识别方法,以2013年7月4日浙江舟山东福山赤潮高光谱数据为例,通过采集7个点位的赤潮海水和正常海水波谱曲线,研究分析赤潮海水的差异性特征,开展赤潮信息提取技术的研究,并对相同样本不同的提取方法进行了对比,通过分析,进一步证明了支持向量机方法的准确性和优越性.航空高光谱赤潮信息提取技术的研究可为航空赤潮业务化监测提供必要的技术基础.     

高光谱海洋遥感影像处理系统集成与应用研究

主要研究了基于多传感器获取的高光谱海洋遥感影像特点,针对我国海域赤潮、溢油、海冰等不同的海洋现象,采用不同的模块存储格式和光谱角信息进行处理,提高了高光谱海洋遥感影像处理的精度和速度;利用VC＋＋动态连接数据库将各模块集合成一有机整体,既保证了各模块处理的特色,又实现了不同格式的快速转换存储,使系统具有了很强的开放性和可扩展性。     

东印度洋南部海域遥感反射率光谱特征研究:不同观测方法及数据处理方法的对比

利用2016年秋季现场观测数据,开展了东印度洋南部海域水体遥感反射率光谱特征研究,分析了不同方法(剖面法、水面之上法)测量结果之间的差异,以及两种水面之上数据处理方法结果的差异。研究发现:(1)东印度洋南部海域的遥感反射率随波长单调下降,具备清洁大洋水体的典型光谱特征,在光谱形状和量值等方面均与研究区历史观测数据具有较好的一致性;(2)与剖面法得到的遥感反射率光谱相比,水面之上法的测量结果总体偏大,二者的相对偏差在离水辐射较强的蓝光波段(412~490 nm)为15%~25%,在离水辐射较弱的绿光波段(555 nm)为47%~61%;(3)不同的水面之上数据处理方法引起的遥感反射率相对偏差在蓝光波段是4%~7%,在绿光波段是11%。分析了不同测量方法、数据处理方法所得结果存在差异的原因。     

二类水体表观光学特性的测量与分析--水面之上法方法研究

水体光谱特性的测量与分析是海洋水色遥感的基础工作之一。水体光谱特性包括两个方面：表观光学特性和固有光学特性。现场直接获取表观光学特性有剖面法和水面之上法。在多次现场试验的基础上,主要针对二类水体从误差来源的角度来对水面之上法进行方法研究。同时,借鉴一类水体水面之上法的多种数据处理方法,对二类水体水面之上法的数据处理方法进行探讨。     

风云三号D气象卫星全球数据获取方法及数据分发

风云三号D气象卫星搭载10个载荷:中分辨率光谱成像仪Ⅱ、微波成像仪、微波温度计Ⅱ、微波湿度计Ⅱ、红外高光谱大气探测仪、近红外高光谱温室气体监测仪、广角极光成像仪、电离层光度计、空间环境监测器和全球导航卫星掩星探测仪。这10个载荷每天连续对地球探测,并获取数据,卫星将载荷探测数据经过实时空对地广播链路向全球用户广播;同时,通过延时空对地广播链路将全球延时数据对国内的广州、乌鲁木齐、佳木斯、喀什,北极及南极站进行数据下传,这四个国内站及两个极地站收到全球数据后,在45 min内,通过地面商用通信链路将数据传送到数据处理中心,数据处理中心对收到的数据进行汇集、分包、质量判断、预处理、产品生成等处理后,通过专线或互联网将数据发送给用户;同时,各气象、海洋及其他用户还可以通过用户利用站进行数据的接收及应用。     

基于高光谱影像数据库的地理目标识别

高光谱技术的发展使得通过光谱匹配进行地理目标识别成为可能。围绕光谱分解、分类以及匹配算法进行研究,设计了一套规范实用的高光谱数据库系统,构建了高光谱影像样本库。提出了基于高光谱影像数据库进行地理目标识别的解决方案。     

气体吸收对“HY-1A”CCD数据处理的影响分析模拟与瑞利散射的吸收修正

卫星传感器接收到的辐射能量不仅受到大气中分子和气溶胶散射的影响,还受到气体分子吸收的影响.对于可见光和近红外波段的水色遥感,吸收气体主要是臭氧、水汽和氧气,因此若传感器的光谱范围包含了这些气体的吸收波段,则应该在数据处理——计算瑞利、气溶胶反射率和透过率时予以考虑.波段光谱宽度为20 nm(两个近红外波段为40nm)的SeaWiFS在数据处理时主要考虑了臭氧和水汽的影响,并在计算气溶胶反射率时对受氧气吸收影响的波段进行了单独修正[1].由于“HY-1A”CCD的四个波段的光谱宽度均超过100 nm,覆盖了三种主要吸收气体的部分吸收线,因此它受到的气体影响会更大.     

Surface manifestations of internal waves observed using a land-based video system

This paper presents the results of processing sea-surface optical images in the coastal zone of the Sea of Japan with manifestations of internal gravity waves (IGWs) in the region of the Gamov Peninsula and the results of an analysis of IGW field observations in the same region. The following parameters of IGWs have been determined from the results of processing: their lengths and phase velocities. We calculate the IGW parameters in the region of observations using a mathematical model that takes into account the field data on the vertical stratification of coastal waters and the nonlinearity of the wave process. A comparison of the IGW parameters obtained from model calculations with the parameters obtained from the processing of optical images demonstrates a good agreement between them.     

基于序列非线性滤波SAR影像水体自动提取

由于合成孔径雷达（SAR）图像中固有斑点噪声的强烈影响,某些对于光学图像有很好效果的目标提取区域分割方法,但是对于SAR图像来说,效果不很好,针对水体目标的亮度及形状分布特征,不作阈值分割处理,而采用序列非线性滤波处理方法,可以快速有效地实现SAR影像水体目标的自动提取识别。     

AMSR-E sea surface temperature (SST) charts enhancement

Microwave satellite images used for retrieving sea surface temperatures often have such distortions as noise and blurring of the thermal fronts. An image processing approach based on the Mumford-Shah model of optimal image approximation is considered for the solution to this problem. We divide images into flat areas and frontal zones, and then process these areas separately. Image fragmentation is based on automatic detection of the thermal front lines. SST enhancement in frontal zones is achieved by using image deconvolution methods. It has been shown that SST errors in high gradient areas reach 1–3 °C. The proposed approach can decrease this discrepancy.     

ASAR波模式数据反演参数误差与海浪条纹清晰度的相关性分析

欧洲环境卫星-高级合成孔径雷达(EnvironmentalSatellite-AdvancedSyntheticAperture Radar,Envisat-ASAR)波模式数据提供了全球风、浪要素信息,在海浪模式预报与同化方面有重要作用。该数据合成孔径雷达(SyntheticApertureRadar,SAR)图像普遍存在海浪条纹清晰度不同的现象,但是否影响数据精度尚无定论。本文通过比较2010年NODC (the National Oceanographic Date Center)浮标观测数据和波模式数据,发现经过官方修正后的海浪参数反而具有更大误差。进而通过对比不同条纹清晰度的SAR图像反演参数误差,揭示了ASAR产品海浪参数与浮标测量值之间的误差与海浪条纹清晰度的关系。结果表明:海浪条纹清晰的SAR图像的主波波长和主波周期的反演误差更小,而条纹不清晰SAR图像的有效波高和风速的反演误差更小。通过分析海浪参数对海浪条纹清晰度的敏感性,证实了有效波高和方位向截断波长对SAR图像条纹清晰度的响应最好,波陡次之,与卫星飞行方位角和入射角无关。因此,在反演和修正SAR波模式数据时,考虑图像的条纹清晰度,将会有效提高反演数据的精度。该研究可为高分三号等卫星的波模式数据波浪要素反演精度的提升提供有价值的参考。     

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.     

Satellite SAR observation of shallow bottom topography of the east Australia Sea

INTRODUCTIONOne of the interesting oceanographic features detected with SAR is the shallow bottom toPOgraphic feature and bathymetry nearshore. The knowledge on sea bottom toPOgraphy is of vitalimPOrtance not only for shipping, fishery and all kinds of offshore activities, but also for the calibration and validation of morphodynamic models which are currently under development. Traditional bathymetric surveys consume time and cost. SAR remote sensing of oceanography may offeran altern…     

Determination of wind roughness characteristics based on an underwater image of the sea surface

The opportunities of diagnosing wind roughness with the help of underwater vision systems have been investigated. The model of the rough sea surface image observed from under water under conditions of natural illumination has been developed. It has been shown that the statistical processing of the image of a solar path which is formed as a result of light refraction at randomly irregular air-water interface allows one to define not only the slope variance and the curvature variance of the surface, but also the coefficient of spatial correlation of slopes. The algorithms for defining of characteristics of wind roughness on the basis of images of underwater solar path and the results of their testing using the data of numerical and natural experiments are given. It was found that waves of very small amplitude images with high contrast near borders of the Snell’s circle (the underwater image of the sky).     

SCOPIX – digital processing of X-ray images for the enhancement of sedimentary structures in undisturbed core slabs

X-ray images of sediment core allow recognition of fine-scaled sedimentary structures which traditional epoxy casts or lacquer peels are unable to resolve. The X-ray imaging system SCOPIX has the additional advantage of acquiring high-resolution digital pictures suitable for further analysis by advanced image processing techniques. Because of the frequent presence of both physical and biogenic sedimentary structures in undisturbed sediment cores, two image analysis procedures have been established which simplify the information contained in the images (in term of structures and facies), and allow a quantitative characterization of the observed structures. This form of parametrization of the image structure constitutes an additional source of information for a better interpretation of the physical processes responsible for the generation of the sedimentary structures.     

Experimental determination of small-scale turbulence coefficients in the near-surface layer of the sea

The results of numerous experiments on the diffusion of fluorescent dyes are presented. To determine the turbulent diffusion coefficients, the technique involving under water photography of a jet with the subsequent processing of negatives by a microphotometer was used. The vertical coefficients were found to be slightly larger (by about 20%) than the horizontal ones, with the scale of the phenomenon being 0.3–1 m. Empiric relationships have been derived for the turbulent diffusion vertical coefficient on the parameters of surface waves.Translated by V. Puchkin.     

海底地形测量成果的质量检核评估(三):自容式压力验潮仪数据的精密处理

水位控制是海底地形测量资料处理的重要技术环节之一,潮汐观测数据质量控制则是提高水位改正精度的关键。针对当前自容式压力验潮仪使用中经常会遇到的潮汐观测数据缺失、波浪扰动影响等技术难题以及海水密度精密改正、基准面传递确定等技术需求,开展了相关理论方法研究并开发了较实用的潮汐数据处理模块。结果表明,经多个环节的精密处理后潮汐观测数据精度提高明显,适用于海底地形测量水位改正及其他海洋工程应用。