GF-5卫星高光谱影像数据质量评价与分析

目前遥感影像质量评价的指标与方法虽较为成熟,但尚未发现针对高分五号(GF-5)卫星AHSI影像数据质量评价及其可用性的全面研究。该文在分析高光谱影像质量评价方法的基础上,利用噪声标准差、清晰度和信息熵3个指标,对GF-5可见短波红外谱段的数据质量与可用性进行分析评价,结果表明:GF-5AHSI影像不同波段数据质量存在差异,影像信息主要集中在VNIR和SWIR第1-95波段内(受水汽影响的波段除外),SWIR中第43-50、96-112(1359.03~1418.17nm、1805.44~1940.15nm)共25个波段受水汽影响严重,不可用,第113-180(1948.57~2513.25nm)波段影像质量较差、噪声严重,阻碍了该波段的应用。研究结果可为GF-5AH-SI影像数据的处理与应用提供技术参考。     

联合Sentinel-3雷达测高和光学影像的青藏高原典型湖泊水量变化估算

青藏高原湖泊对气候波动表现出高度的敏感性,其动态监测数据为区域甚至全球气候变化研究提供重要证据。受恶劣自然环境的限制,青藏高原大部分地区缺乏实地观测数据,现有的青藏高原湖泊变化分析,多基于遥感,湖泊水位与面积等数据通常来自不同卫星,数据之间存在时间上的偏离。本研究融合Sentinel-3 SRAL (SAR Radar Altimeter)雷达测高数据与相同卫星搭载的Sentinel-3 SLSTR (Sea and Land Surface Temperature Radiometer)光学影像监测了2016年4月—2022年9月青藏高原四个大型湖泊(阿牙克库木湖、色林错、青海湖、纳木错)的水位及面积变化。通过将监测结果与实测水位及与DAHITI水文产品对比分析,确认Sentinel-3雷达测高数据能够准确地反映高原大型湖泊水位的周际和月际变化特征。结果表明：(1)四个湖泊的水位在监测期内逐年上升,分别上涨了3.01 m、2.04 m、1.62 m、0.28 m。四个湖泊的面积与水位季节变化特征一般表现为：夏季季风期湖面显著增大,非季风期逐渐减小。(2)湖泊水位在第二季度最低,第三季...     

基于GF-1与Landsat-8影像的土地覆盖分类比较

高分一号(GF-1)卫星具有多种分辨率与大幅宽结合、重访周期短等优势,而Landsat-8卫星具有多波段、高辐射分辨率等优势。针对不同传感器参数特点,利用支持向量机分类器(SVM)对同区域同期两种数据进行土地覆盖分类对比研究。结果表明：两种传感器对应波段决定系数均大于0.92;典型样本的光谱趋势一致性良好,但在农田与林地、不透水面与裸土的典型样本可分离性方面,Landsat-8优于GF-1;GF-1与Landsat-8的分类总精度分别为90.38%和90.07%,但不同地物类型的分类精度存在差异,波谱响应函数的差异可能是导致Landsat-8对林地的分类精度高于GF-1的原因;此外,GF-1对零碎分布地物类型的分类精度高于Landsat-8,主要原因是GF-1具有更高的空间分辨率。     

河南省自然灾害监测与评估信息系统研究

文章介绍了河南省自然灾害监测与评估信息系统的系统目标、整体设计和数据库的建立,整个系统由重大灾害监测预警、黄河下游洪水预报、淮河上游洪灾监测评估、快速反应、防灾减灾决策等子系统组成,子系统通过一定的数据接口,集成为一体化的系统,实现无准备地区突发性重大灾害的监测和应急评估,并及时为政府提供完整的减灾预案和灾害应急预案。     

社交媒体数据在自然灾害应急管理中的应用研究综述

社交媒体是灾害应急管理的一个新兴但尚未充分利用的大数据源。然而,社交媒体数据在灾害应急管理中能发挥什么作用,目前国内的研究较少,而国外的研究亦较为分散,相关应用受限。论文对国内外利用社交媒体数据进行灾害管理相关研究进行了综述,归纳出社交媒体数据在灾害应急管理中应用的潜力、优势和问题。结果发现：① 社交媒体数据含有丰富的灾害信息,能够依靠态势感知和信息共享支持灾害预警、实时监测、损失和救助需求评估、协助快速应急响应以及预测可能的灾害风险等灾害管理工作;② 社交媒体数据的优势在于能保证灾害信息的实时性和连续性,进而提供致灾强度图、损失预测和舆情分析等结果服务于灾害应急管理;③ 地理位置信息有限、专业语料库缺乏、信息噪声处理的复杂性等原因使社交媒体数据分析结果精度受限。如何发挥社交媒体数据社会感知的优势,以弥补传统观测调查手段的不足,更加科学应对灾害应急,仍需要在社交媒体数据处理及多源数据融合分析技术方面取得突破。     

基于语义约束的GF-1遥感影像山区居民地提取方法

山区居民地空间分布信息是山区灾害应急响应与评估的重要基础资料。我国大力发展的高分辨遥感系统,为快速获取山区居民地空间分布信息提供了数据保障,对灾害应急与评估具有重要的现实意义。针对高分辨率遥感影像居民地提取结果误分对象较多的情况,本文提出一种基于语义约束的高分一号(GF-1)遥感影像山区居民地提取方法,其基本思路是:根据山区居民地独特的分布规律,制定山谷线、山坡、雪线等语义约束条件,并将其与面向对象方法相结合进行居民地提取。以覆盖四川省康定县的一景GF-1影像为例进行实验,采取语义约束下的山区居民地提取,正确率为82.91%,漏分率仅为7.86%。与不使用语义约束的面向对象分类法直接提取结果相比,正确率提高了1.2倍。实验表明,本文提出的山区居民地提取方法能够有效改善山区居区地信息提取效果。     

基于高分辨率遥感影像的矿山遥感监测解译标志研究

基于中国产高分辨率遥感影像(TH-1、ZY-102C、ZY-3、GF-1、GF-2、YG14、SJ9)及国外高分辨率遥感影像(P1、SPOT6)的数据特征和矿产资源开发状况(界内开采图斑、疑似违法图斑)、矿山开发占地(地下开采硐口、井口/露天开采面、中转场地、固体废弃物、矿山建筑物)、矿山地质灾害(崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷)、矿山环境恢复治理等矿山遥感监测的主要地物目标特征,全面系统地建立了矿山遥感监测的解译标志。总结讨论了因影像的分辨率、时相的不同而造成的解译精度差异及对最终结果造成的影响。     

盘锦湿地翅碱蓬景观变化的遥感监测与分析

近年来由于各种因素的干扰,盘锦红海滩的翅碱蓬出现了严重的退化现象。为分析翅碱蓬的空间分布特征及消长规律,利用2013—2016年高分1号卫星影像提取了盘锦湿地翅碱蓬空间分布特征信息,结合景观指数定量分析翅碱蓬的动态变化过程,同时结合近10年的气象资料以及人类活动状况综合分析翅碱蓬退化消失的原因。结果表明:(1)利用GF-1号卫星遥感影像对盘锦湿地进行动态监测,可以清楚地表达地物目标的纹理特征及细节变化信息,快速实现大面积湿地的遥感信息提取;(2)4年间盘锦湿地的翅碱蓬群落面积明显减少,2016年总面积已不足9 km2,景观破碎程度随时间的变化在不断增大,呈现严重的破碎化和退化萎缩趋势;(3)近10年的气象数据总体呈气温升高、降雨量减少的态势,改变了翅碱蓬的生存环境,频繁的人为活动使翅碱蓬的生长环境进一步遭到破坏。     

基于Radarsat-2 SAR图像分类与HY-2微波辐射计反演获取北极海冰密集度的比较研究

在北极东北航道东西伯利亚海和楚科奇海交汇的关键区域,利用四景2012年北极夏季Radarsat-2 SAR海冰图像,通过图像分类提取了海冰密集度;同时采用NASA TEAM算法,基于海洋二号(HY-2)卫星扫描微波辐射计亮温数据反演了对应区域的海冰密集度;并引入美国冰雪数据中心(NSIDC)发布的SSMIS海冰密集度产品进行了对比研究。通过不同来源海冰密集度数据的分析发现HY-2、SAR和SSMIS的结果在4个研究区域上的分布趋势基本吻合;但在海冰边缘区,由SAR图像分类得到的海冰密集度高于HY-2和SSMIS的反演结果,说明了高分辨率的SAR图像在监测边缘区小尺寸浮冰上有优势。三种数据中,原始分辨率相同(25 km)的HY-2与SSMIS的结果最为相近,而HY-2同SAR的相关性与SAR同SSMIS的相关性一致。在冰边缘,HY-2的反演值偏低于SAR和SSMIS的结果,这是受该处较高水汽含量影响的结果,也是未来发展HY-2微波辐射计反演算法需要重点改进的地方。     

基于形式概念分析的灾害应急知识模型研究——以灾害应急专题图组为例

灾害应急知识模型是开展灾害应急工作的知识载体和行动依据,现有模型无法从复杂数据中快速发现灾害应急知识之间的概念关联关系。形式概念分析(Formal Concept Analysis,FCA)是进行数据分析和知识表达的有力工具,基于FCA的灾害应急知识模型旨在为灾害应急知识理论和关键技术研究提供知识模型的支撑。该文以FCA理论为基础,从灾害应急知识的形式背景、概念格和蕴含关系集三方面建立了灾害应急知识模型,并通过格上作业发现模型内概念的关联关系;以部分灾害应急专题图组作为输入,基于Concept Explorer平台实现了该模型在正向形式和对偶形式下灾害应急知识的探究实验,验证了模型的可行性及有效性。     

土壤光谱特征分析及盐渍化信息提取——以新疆渭干河/库车河绿洲为例

土壤盐渍化严重制约土地生产力,实时监测土壤盐渍化有利于农业正常生产。选择新疆渭干河—库车河绿洲的光谱反射率数据,研究不同程度盐渍化土壤的光谱特征;并对绿洲所在的库车县的环境与灾害监测预报小卫星的高光谱数据进行盐渍化信息提取。提取步骤为：首先对土壤光谱反射率数据进行14种形式的变换,再与土壤含盐量进行相关分析、逐步回归分析,建立估算不同盐渍化程度的土壤含盐量方程,用均方根误差验证方程的精度;其次,建立植被和土壤波谱库;最后,在波谱库的数据基础上,使用波谱角分类法（SAM）对环境与灾害监测预报小卫星的高光谱数据进行分类。用同步实测数据对分类效果进行精度评价,效果较好,这一结果为今后该区域的高光谱应用奠定了基础,对区域农民耕作方式提出了警示,为区域可持续发展实践提供了参考。     

航空摄影技术在地震灾害监测与评估中的应用

随着城市化的进展,地震给人类带来的灾难愈加严重,在地震监测预报、抗震救灾、灾后评估与重建等环节需要发挥各种科技手段,为灾害的防控和灾后重建提供强有力的支持.航空摄影技术作为对地观测技术之一,在地震灾害监测、评估中具有不可替代的作用.文中重点讨论了目前航空摄影技术系统构成及其在地震灾害监测、评估中的应用,提出航空摄影技术系统应作为国家和地方灾害应急管理体系支撑技术之一,纳入地震等突发性、区域性灾害应急预案管理.     

重大自然灾害遥感监测与评估技术集成系统的研究

我国的自然灾害,发生频繁,危害严重.如何应用遥感、信息系统和计算机等高新技术、对重大自然灾害进行监测评价是国民经济建设和社会保障的重大问题.建立处理洪水、林火、旱灾、虫灾、雪灾、地震、沙灾等7种灾害的技术集成信息系统(ICS)来解决这一重大问题势在必行.论文论述了建立这一系统的必要性,介绍了系统的结构和功能模块.ICS的建立主要包括两方面的工作:数据库的集成和模型的集成,本文详细介绍了各种不同格式的灾害数据转换技术和不同机型的数据通信技术,介绍了模型库集成的一种方法,最后以洪水应急为实例,说明了ICS的应用.     

南极数字高程模型研究进展

本文首先结合卫星测高技术的发展,回顾了20多年来南极数字高程模型(DEM)研究发展的历史,并重点介绍了为处理Radarsat南极测图计划(RAMP)SAR影像进行地面验证而制作的高精度RAMP/DEM的构建过程。然后,介绍了南极局部地区,尤其是我国利用地面实测数据及遥感数据在南极地区进行DEM研究的状况。最后,结合冰、云和陆地高程卫星(ICESat)的研究进展,对最新的南极DEM研究进行了展望。     

MODIS数据在新疆生态环境建设中的应用

中国科学院新疆生态与地理研究所利用MODIS卫星接收站接收的MODIS数据进行了艾比湖湖水水面动态监测，并连续监测了湖面西北107km^2裸露湖底的水而恢复情况，佐证了覆盖该裸露区所需的理论入湖水量。结合塔里木河应急生态放水工程，利用归一化植被指数提取结果进行了生态放水引起的植被恢复状况监测，利用连续MODIS数据进行了台特玛湖水面变化的监测，证实了应急输水的生态保护效果是十分显著的。显示了中尺度分辨率MODIS数据在新疆生态环境建设中具有很强的应用前景。     

国产高分一号数据估算草地植被覆盖度方法研究——以呼伦贝尔草原露天煤矿区为例

为了探讨与分析国产高分一号(GF-1)数据在北方露天煤矿区草地植被覆盖度估测中的精度及适用性,该文基于GF-1与SPOT6多光谱影像数据,以多个植被指数为自变量,利用像元二分模型、偏最小二乘(PLS)回归、支持向量机(SVM)回归3种模型对区内植被覆盖度进行估算,结合野外同步实地植被样方数据,对比分析不同估算模型的精度及适宜性,并通过蒙特卡洛模拟多尺度交叉建模的误差传播,分析空间分辨率不同对植被覆盖度估测的精度影响。结果表明:GF-1数据基于增强型植被指数的SVM回归模型(R~2=0.8149,RPD=2.336,RMSE=8.694%)与SPOT6数据基于归一化植被指数的SVM回归模型(R~2=0.8755,RPD=2.870,RMSE=7.032%)估算效果较好。不同分辨率数据交叉传递过程中SVM回归模型的精度高于PLS回归模型。因此,基于GF-1数据构建的SVM回归模型可以高精度地估算区域草地植被覆盖度。     

2013年松花江与嫩江交汇段洪水遥感监测

2013年夏季,东北地区降雨频繁,松花江、嫩江、黑龙江等江河水位暴涨,遭遇继1998年以来最为严重洪水灾害。应用遥感和地理信息系统技术,利用中国环境与灾害监测预报小卫星(简称HJ-1卫星)和Landsat 8卫星影像(HJ-1卫星影像可以弥补Landsat 8卫星重访周期较长、在洪水发生期间可用影像较少的缺陷),对松花江和嫩江交汇段水情进行实时监测,构建洪水监测遥感影像集;利用两种影像确定不同时相的洪水淹没范围,掌握洪水发展的过程,对淹没区的灾情进行快速评估。遥感监测结果表明,2013年6月17日至7月26日,洪水主要使主河道展宽,镇赉县局部河漫滩和低洼地被洪水淹没;7月26日至8月20日,洪水主要淹没了河漫滩和低洼地;8月20至9月8日,河流总体变化不大。截至9月8日,松花江、嫩江交汇段淹没面积为1 170.2 km2,其中吉林省境内的淹没面积为622.58 km2,黑龙江省境内的淹没面积为547.62 km2;淹没的土地覆盖类型以耕地和沼泽为主,其淹没面积分别为759.58 km2和348.25 km2,两者面积共占总淹没面积的94.67%;居住地淹没较为严重的为杜尔伯特蒙古族自治县和肇源县,两县淹没面积分别为0.43 km2和0.30 km2,其中,杜尔伯特他拉哈镇安平村、肇源县四合村受洪灾较重。     

两颗“环境减灾”卫星一箭发射成功

“环境与灾害监测预报小卫星星座”A、B两颗卫星6日11时25分在太原卫星发射中心发射升空。卫星投入使用后,将实现灾害与环境的快速监测和预报,对我国的防灾减灾起到不可替代的作用。     

JERS-1SAR图像处理及地形信息提取方法研究

本文比较系统地分析了星载合成孔径雷达(SAR)的特点,并利用日本地球资源卫星(JRKS-1)SAK数据进行了去斑点噪声,几何精校正,地形起伏的辐射影响校正,以及边缘增强等处理,并在此基础上进行了地形要素的图像目视解释、区域地貌形态与流域特征的分析等工作。     

西德等国利用HCMM进行农业气象研究

1977—81年,西德等欧洲七国开展了一项利用美国NASA的HCMM(Heat Capacity Mapping Mission)卫星热红外资料对欧洲几个典型地区(西德莱因河谷葡萄种植区;英国白金汉郡草地;南意大利半荒漠地及荷兰新辟低地)的农业、水文及环境进行调查研究的TELLUS计划,主要目标是:1.土壤水份分布及变化;2.作物冠层、土壤及不同地貌温度分布及变化;3.作物受害(病虫害、气象灾害)分布、变化及预测;4.地面热岛及冷源活动;5.监测雪地及冰层,预测水份运流;6.与气象卫星结合进行大面积灾害(如水旱灾及火灾)监测。