基于高光谱数据提取水体叶绿素a浓度的混合光谱模型

从模型的精度和稳定性方面,与传统的经验模型比较显示,利用原始数据的一阶微分数据进行叶绿素a浓度混合光谱模型反演最佳。最后,以此模型对三种不同年份测量的地面高光谱数据进行了叶绿素a浓度的提取。实验结果表明混合光谱模型可以作为遥感监测水体叶绿素a含量的定量模型。     

基于线性光谱模型的混合像元分解高性能计算研究

混合像元分解是遥感技术向定量化、精细化发展的重要技术,是关系到地物精细分类的重要操作环节,而线性光谱模型确实是目前解决混合像元问题的有效策略.针对高光谱遥感影像数据量大,混合像元分解计算耗时长的问题,提出了一种基于CUDA的高光谱遥感端元投影向量法实现方法.在分析高光谱图像端元投影向量法串行算法的基础上,建立了在CUDA架构下以像元点为基准产生相应的进程数,每个进程负责一单位像元点的计算方式.实验结果表明,将该方法应用于实际的高光谱遥感影像的混合像元中,可极大地提高传统中央处理器(CPU)的运算效率.     

基于Hyperion高光谱数据和随机森林方法的岩性分类与分析

探索利用高光谱数据的岩性填图新方法是遥感地质应用领域的重要需求之一。本文运用随机森林方法和EO-1Hyperion高光谱数据,对新疆塔里木西北部柯坪地区的局部区域进行岩性分类,并对相关问题进行分析。分别利用光谱特征以及加入光谱一阶导数特征进行岩性分类,并对不同特征对岩性分类的重要性进行分析,同时与现有的基于光谱角制图方法(SAM)进行比较。结果表明,与SAM方法相比,随机森林方法得到了更高精度的岩性分类结果,是一种有效可行的岩性分类方法。根据特征重要性的排序,蓝绿光波段、短波红外波段以及相应的一阶导数特征对研究区Hyperion数据的沉积岩岩性分类贡献更大。     

EO-1Hyperion高光谱数据FLAASH模块大气纠正

EO-1Hyperion高光谱遥感影像在实际应用中,需对图像进行大气纠正及补偿等预处理,以便获得较好质量的图像,为进一步分析和应用提供保障.笔者运用FLAASH大气校正模型对中国云南香格里拉地区的Hyperion卫星影像进行大气校正,利用图像MNF转换法对光谱曲线进行去噪平滑优化,再对校正前后影像进行遥感影像和典型地物光谱曲线对比分析.结果表明,影像经FLAASH大气校正和MNF平滑后,较好地消除了大气影响和Hyperion高光谱遥感图像的光谱噪声.     

钻探岩心高光谱数据管理与分析系统的构建

钻探岩心编录一直是地质勘探中至关重要的环节,高光谱探测技术的发展为岩心分析提供了一种新的编录技术。为了使获得的岩心资料能永久保存且便于使用和分析,笔者开发了钻探岩心高光谱数据管理与分析系统。通过该系统使用者能方便管理、查看钻探岩心数据,快速提取、分析岩心矿物的光谱特征,为后期矿物的识别奠定了基础。     

面向铀矿地质应用的航空高光谱数据与伽马能谱数据协同应用研究

充分挖掘赋存于地学数据中的有用信息服务于铀矿勘查是地学信息技术应用领域研究的关键。高光谱遥感作为反映地物光谱特征内在物理属性的一种重要技术手段,能用于基岩裸露区岩性、矿物及蚀变识别,但岩石和矿物通常不完全裸露,单一的高光谱遥感数据无法满足矿物、岩石识别高精度的要求。伽马能谱数据不受植被覆盖的影响,能够反映浅地表及地下不同岩石、地物的放射性强度,在区分岩性和钾化蚀变信息方面效果好,弥补了高光谱数据受植被干扰的影响。高光谱数据和伽马能谱数据能够分别反映地物的光谱信息、空间信息及放射性信息,及其表征的岩石、矿物及蚀变特征,因此两种数据各具优势、能够互相补充。文章提出了基于航空高光谱和伽马能谱数据信息挖掘的铀矿控矿要素。首先,对两种数据分别进行矿物、断裂构造与伽马能谱放射性异常等多元信息提取,以二者数据的优势互补效应为基础,从空间相关性、内在地质规律的关联性进行协同应用。结果表明,研究提出的多源数据信息协同应用技术能够有效克服单一数据源分析结果的不足,可以提高铀成矿要素遥感解译和信息提取的精度。     

波动方程叠前深度偏移的GPU技术

偏移成像是地震资料处理流程中重要的一环,目前工业界所采用的方法是克希霍夫时间偏移,该方法的优点在于计算效率高,模型易于获取。但因其基于高频近似,难以适应多次到达,欠照明影响及横向变速剧烈的地质情况。波动方程叠前深度偏移则能较好地解决这些问题,但其计算成本远高于克希霍夫偏移方法,这也成为其在实际生产应用中的瓶颈之一。这里将利用GPU技术,研究波动方程叠前深度偏移的高性能计算方法,使之能够满足生产中海量数据处理的需要。     

基于FLAASH的高光谱遥感数据大气校正应用

星载传感器接收到的电磁波,必经大气吸收和散射的影响。高光谱分辨率遥感影像具有大量光谱信息,为了精确提取高光谱遥感信息,对大气校正是必不可少的。对于Hyperion遥感影像而言,其信噪比较低,在反演地表反射率过程中,此项工作尤为重要。基于FLAASH对Hyperion影像进行了大气校正,分析了不同地物校正前、后的光谱特征,与标准库对比后,取得了比较理想的校正效果。结果说明,通过大气辐射传输模型理论进行大气校正是可行的。     

高光谱岩心数据管理及其分析

基于IDL工具和SQL Server数据库研制了高光谱岩心数据管理和分析软件, 可实现岩心单点测量和成像扫描获取的高光谱数据的管理以及光谱参量计算和蚀变填图等功能; 同时, 数据分块技术的应用使得软件具备处理GB量级数据的能力。研究成果可为岩心高光谱数据深入应用提供技术支持。      

基于高光谱的土壤养分含量反演模型研究

为实现土壤养分（有机质SOM、全氮TN、全磷TP、全硫TS）含量的快速测定,以建三江创业农场为例,对土壤原始反射率进行了一阶微分（FD）、倒数对数（RL）、倒数一阶微分（FDR）、多元散射校正（MSC）和连续统去除（CR）变换,分析6种光谱变量与土壤养分的相关性,将在α=0.01水平上显著相关的波段作为特征波段,运用多元逐步回归（SMLR）、偏最小二乘回归（PLSR）和BP神经网络（BPNN）三种分析方法分别建立有机质、全氮、全磷和全硫的高光谱预测模型,并利用决定系数（R²）、均方根误差（RMSE）和相对分析误差（RPD）对预测模型进行评价.结果显示,PLSR和BPNN建立的土壤养分含量预测模型均优于SMLR,能极好地预测有机质和全氮含量,同时具有粗略估算全硫含量的能力.三种方法中仅有CR-BPNN能对全磷含量进行粗略估算.对有机质、全氮、全磷和全硫预测效果最佳的模型及其验证集决定系数分别为：MSC-PLSR （0.86）、MSC-PLSR （0.75）、CR-BPNN （0.56）、FDR-BPNN （0.67）.     

基于IDL的高光谱图像噪声处理系统设计与实现

论述了基于IDL语言开发的高光谱图像噪声处理系统的系统架构、方案设计思路和系统实现, 并对系统各个主要模块进行验证, 证明了软件的可操作性和实用性。系统的开发可有效解决遥感软件缺乏专业高光谱图像处理模块的问题, 为高光谱遥感图像在地质勘查工作中的广泛应用提供了支持。      

牙釉质生长结构及其高分辨率同位素分析

牙釉质同位素分析是重建古食谱、古环境及人类迁移行为的重要手段。以往牙釉质同位素分析在采样方式上多集中于釉质表层的均匀采样,其代表牙釉质生长过程中的平均信号。近年来,随着高分辨率仪器发展,研究者提出了两种新的采样方式,为研究人和动物的季节特性提供了详细信息:1)微钻系列采样法,即以牙齿形成时间为约束,在牙釉质表层等间距采样,以获取牙釉质生长期间的季节性信息。这是目前最常用的方法,但该方法样品损耗大且时间精度低;2)微区采样法,即以牙釉质生长结构的形成时间为时间约束,利用高空间分辨率仪器进行原位分析。该方法不仅样品损耗量小,而且能反映同位素组成在牙齿内部更细微、复杂的变化,但存在测试精密度和准确度低等问题。目前,微区采样法尚处于起步阶段,但在古环境及考古研究中已有重要意义和研究前景。     

基于因素敏感性分析的人工排土场高边坡稳定性研究

在考虑人工排土场松散高边坡基本特征、变形破坏方式等的基础上,采用因素敏感性分析法,计算讨论了影响排土场高边坡稳定的主要因素--坡体几何形态特征、日常爆破震动、水等因素的变化对其稳定性的影响程度,确定了坡体几何形态特征因素为影响其稳定性的关键因素以及在确保排土场高边坡稳定条件下的单台阶合理坡角、坡高、预留宽度等人工堆积参数及最大堆积高度。     

高光谱遥感油气探测信息提取软件设计与实现

基于烃微渗漏机理实现高光谱油气资源探测, 从数据处理和信息提取角度, 利用IDL设计并实现了高光谱油气探测信息提取软件模块。软件具备波段剔除、坏线修复等预处理功能, 以及波谱特征分析和信息异常填图等功能; 同时, 能够处理GB量级数据。研究成果可为高光谱油气资源探测信息提取提供参考。      

基于完全谱形特征的成像光谱遥感岩矿识别技术及其应用

成像光谱以图谱合一、自动生成像元光谱进行直接识别岩矿而极具应用潜力.本文提出并利用基于地物完全谱形特征的成像光谱遥感多波段组合的主成分(PC,Principal Component Analysis)变换方法提取岩类与蚀变分布;相应地利用光谱角识别技术直接提取与矿有关的蚀变矿物;最终进行波段组合、波段运算、反差增强与RGB合成提取出相关岩矿信息进行成矿综合分析.利用岩矿谱形特征进行谱段组合的PC变换的第一分量(PC1)更多地包含岩矿的波谱特征;PC2噪声多,信息模糊,相对信噪比低.利用PC1提取岩矿信息可靠、准确.这是一种面向目标的定量与半定量相结合的岩矿识别技术,在后沟金矿区起到了良好的应用效果.     

重,磁界面计算的广义反演方法

介绍一种重、磁界面计算的广义反演方法。该方法的主要特点是引入了模型参数的协方差矩阵使得反演过程能够利用模型参数的先验信息而加快收敛速度。文中首先给出了失代公式，并给出了详细算法。其次，通过理论模型的计算对方法作了测试。根据这些测试结果，重点讨论了Ｃｍ在反演中的作用。最后给出了一个应用实例，并与频率域方法作了比较。     

青藏高原净生态系统碳交换量的遥感评估模型研究

青藏高原作为世界海拔最高的区域,是全球气候变化的敏感区之一。定量估算这一区域的净生态系统碳交换量（NEE）有利于理解陆地生态系统碳平衡对未来气候变化的响应。本文构建了一个模拟该地区NEE动态变化的净碳收支模型（NCBM）。该模型由来源于MODIS影像的增强型植被指数（EVI）、陆地表面水分指数（LSWI）以及来源于地面观测的空气温度和短波辐射共同驱动,并利用青藏高原地区的3种植被类型（包括高寒灌丛、高寒湿地和高寒草甸）的碳通量长期观测数据对模型进行了校准和验证。结果表明,在模型校准站点年,NCBM模型可以模拟NEE观测值81%的变化,均方根误差（RMSE）为0.03molC/m2/d,模型效率（EF）为0.81。在模型验证站点年,NCBM模型可以预测NEE观测值84%的变化,RMSE为0.03molC/m2/d,EF为0.81。在大多数情况下,NCBM模型可以清晰地模拟各植被类型的NEE季节和年际变化。此外,NCBM模型因为结构简单,模型驱动变量易于获取等优势,具有在区域尺度上模拟NEE时空变化的潜力。但是该模型还需要进一步的改进和发展,特别需要提高对植被非常稀疏地区NEE变化的模拟能力。     

高地应力围岩分区碎裂化的时间效应分析和相关参数研究

本文阐述了高地应力围岩分区碎裂化现象的形成需要经过一定的时间,但这段时间不会很长;采用蠕变理论对岩石分区碎裂化的时间效应进行了分析;推导了能够描述加速蠕变阶段的流变模型-改进的西原模型的本构方程和蠕变方程,在此基础上求出了岩石分区碎裂化发生时破裂带半径(破碎带距巷道中心的距离)的公式。