高保真影像超分辨率重建应用研究

高分辨率图像是人们一直追求的目标,超分辨率图像重建技术就是人们获取高分辨率图像的一种很重要的方法。研究了超分辨率贝叶斯方法,该方法利用全波段增强多光谱遥感影像,结合传感器特性模拟了全波段和多波段影像的观测过程。这种方法使全波段数据与多光谱波段数据自动对齐,成功地保留了光谱信息,实现了遥感数据信息的高保真,进而增强了空间分辨率。以IKONOS全波段和多波段影像为例进行了深入地探讨,并对自动融合的结果进行了定性和定量分析。     

珠海一号高光谱影像融合方法对比

本文采用HSV、Brovey、CN、GS、PC、NND等6种常用融合方法,对吉林一号、高分二号、高分六号光学全色图像和珠海一号高光谱图像进行融合实验,通过目视分析和均值、平均梯度、信息熵、相关系数等指标对融合影像定性定量评价。结果表明,GS方法综合效果和光谱保真度最好,PC次之,NND方法清晰度和信息量保持能力最好。从数据源比较,吉林一号与高光谱数据融合后图像,目视效果和评价指标值稳定性相对更好。高分数据全色数据空间分辨率与高光谱空间分辨率相差越小,融合效果越好。     

火星高光谱遥感大气校正方法

高光谱遥感是火星探测的主要技术手段之一,由于火星与地球大气成分的差异,火星高光谱遥感的大气影响与地球有所不同.火星高光谱遥感大气校正可采用平场域法(FF)、内部平均相对反射率法(IARR)、辐射传输算法,解混算法和ETF算法等.文中分析了各算法的主要思路和优缺点,讨论了使用参数的差异及其不同的计算过程,并对火星南极地区一幅影像(ORB0942_2)进行了ETF、FF和IARR三种大气校正试验.通过某些特定矿物(如石膏)的光谱特征拟合分析,认为ETF方法在特征吸收拟合方面效果较好,而FF和IARR在总体拟合度方面效果较好.     

基于反射光谱的珠江口咸潮遥感方法

为监测珠江口河网区水体的盐度变化,基于同步测量的水体黄色物质、盐度和水体表面光谱数据,利用MATLAB分析了水体光谱反射率和黄色物质浓度之间的关系。结果表明:在磨刀门水道,反射率与黄色物质在400nm处的吸收系数g₄₀₀有较好关系,在R₇₀₄/R₅₁₃处,R²=0.70;在虎门水道,g₄₀₀与反射率比值R₇₀₃/R₄₈₈之间也有较强的负相关,R²=0.58。同样,又分析了磨刀门和虎门水道黄色物质吸收系数与表面盐度的关系,都发现了较好的相关性,R²>0.67。根据以上分析,得到了一种珠江口河网区水体表面盐度监测的新方法,并采用中等分辨率成像光谱仪(MERIS)的模拟数据来进行模型验证,结果表明利用MERIS数据对珠江口河网区咸潮进行监测是可行的(均方根误差小于0.308%)。     

面向高空间分辨率遥感影像的山区地形校正方法

山区地形复杂,遥感影像地形效应明显,易造成"同物异谱"、"同谱异物"现象,增大了遥感地质填图的难度.但前人对适用于复杂地形条件下地质填图的地形校正模型讨论较少,特别是校正高空间分辨率遥感影像时多缺少对应高精度数字高程模型,校正结果易受地形异常影响.在Richter"山区"校正模型基础上引入地形抹平模型,提出"Smoothed山区"校正方法,并与另14种地形校正模型在GF-1、GF-2、SPOT6山区影像上进行对比实验.结果显示,"Smoothed山区"校正模型在山区高空间分辨率遥感影像的校正效果明显优于其他模型,校正结果地形效应减弱,影像信息丰富不失真,并且直接获取地表反射率数据,可为进一步的遥感蚀变提取等工作提供基础数据.该模型适用于复杂地形山区的遥感地质填图.      

四川盐边、攀枝花基性-超基性岩体中斜长石红外光谱变化特征

本文着重讨论了四川盐边及攀枝花基性-超基性岩体中斜长石红外光谱的变化规律和特征。和前人资料做比较,探讨了谱带位置与光学法、X光法、化学分析所测得的An百分含量的关系;谱带位置与化学分析所得的Si、Al、Ca、Na原子系数之间的关系。     

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。     

基于光谱特征参数组合的高光谱数据矿物填图方法

受大气环境等因素的影响, 高光谱遥感矿物识别难以达到较高的精度.为解决该问题, 根据光谱吸收特征参数在大气变化中能保持相对稳定的特点, 提出一种基于光谱特征参数组合的高光谱矿物类型识别方法.文中计算了多种光谱特征参数, 通过最佳指数因子(optimum index factor, OIF)优选特征参数组合, 选定最佳特征参数组合, 利用模式识别方法实现矿物识别.利用机载可见/红外成像光谱仪(airborne visible infrared imaging spectrometer, AVIRIS)高光谱数据, 在美国内华达州Cuprite矿区进行了该方法的应用试验研究, 并与前人矿物填图结果做了对比.结果表明: 吸收波谷位置-吸收面积-吸收右肩位置(P-A-S₂)光谱特征参数组合的矿物识别效果最优, 整体精度达到74.68%.      

大别山超高压硬玉石英岩中的水:来自红外光谱的证据

为了探讨大别山“名义上无水矿物”(NAMs)中结构水的分布特征, 研究相关的流体活动、矿物变形以及板块俯冲和折返动力学过程提供重要的微观信息.对大别山双河和碧溪岭地区超高压硬玉石英岩中的石英、硬玉、石榴石和金红石进行了傅立叶变换红外光谱(FTIR)分析, 研究结果显示这些矿物都含有以OH-或者H₂O形式存在的氢, 硬玉中结构水平均含量在1000×10-6左右; 石榴石结构水含量在(900~1600)×10-6之间, 各样品颗粒结构水的分布不均匀; 副矿物金红石结构水含量在2000×10-6以上, 而石英结构中基本不含或仅含微量水(< 4×10-6).双河和碧溪岭地区的硬玉石英岩全岩含水量分别为(490~600)×10-6和545×10-6, 不同地区同一种NAMs中结构水含量基本相同.表明在高压-超高压变质岩的形成过程中, 地壳或原岩中的水可以通过这些超高压变质岩中的NAMs携带到地球深部.      

高光谱技术提取植被生化参数机理与方法研究进展

概述了目前利用高光谱技术估测地表植被生化参数理论与技术的最新研究进展,着重介绍了前人为提高遥感精度不断改进从光谱数据中提取植被生化参数的一些方法和理论,重点论述了提高遥感信息的信噪比（SNR）、改进遥感数据的分析方法、植被物理参数的细化和逐步确定,是目前植被生化参数遥感估测研究的前沿领域和科学问题,为人们尽快全面了解高光谱技术在植被生化参数方面应用进展和方法拓展,提供了条件、概貌和综论。     

基于光谱匹配的热红外高光谱数据岩性分类研究

从岩石光谱出发,结合光谱谱带强度特征和光谱波形特征,针对机载热红外高光谱数据（TASI）,在以往算法基础上,提出一种改进的算法--光谱离散能级波形匹配法（SDEM）,并将其运用到岩性分类研究中。SDEM算法能识别岩石光谱间的微小差异,并在充分考虑光谱谱带强度和波形特征的同时,有效减弱数据噪声。与传统的岩性分类方法--高光谱角度制图法（SAM）相比,改进的算法能更精确地区分岩石相似光谱,识别易混淆岩性,对出现“异物同谱”现象的岩石也具有更好的区分能力。将SDEM、SAM方法应用于甘肃柳园地区TASI数据岩性分类研究中,可看出SDEM方法能识别出SAM未识别或识别错误的岩性。通过研究区野外查证,可知SDEM方法所得岩性分类结果更符合岩石实际分布情况。可见光谱离散能级波形匹配法具有较好的岩性分类效果,能更好地区分地物。     

基于Hartley变换的归一化总梯度法

归一化总梯度法对下半空间的重力总梯度模进行归一化计算,从而利用极值来获得地质体的分布,但现有计算方法存在计算精度较低的问题,并且计算结果不太稳定。本文采用Hartley变换,并引入新的余弦滤波因子,实现重力归一化总梯度,来压制高频干扰;此外,针对计算过程中下延深度越大干扰越严重的弊端,将余弦滤波因子的幂次设计为随深度变化的函数,从而获得更加稳定的计算结果。模型试验和在玲珑金矿区采空区的实际数据结果表明,所提出的重力归一化总梯度法具有计算速度快、精度高、稳定性强等优点。     

基于实测高光谱数据空间特征的光谱混合模型

为提高高光谱混合像元分解精度, 利用地物多角度二向性反射平台和ASD FieldSpec3 Hi-Res便携式地物波谱仪, 设计等距离/等面积实验, 考虑探测距离远近对混合光谱的影响, 获取不同覆盖条件下叶片与方解石的混合光谱, 找出光谱数据空间特征变化规律, 提出等距离/等面积模型来消除空间位置对混合光谱的影响, 并将模拟混合光谱与实测混合光谱进行对比.通过实测数据分析, 混合反射率分布的权重系数随探测单位面积点与探头距离呈高斯变化规律; 与线性模型和线性改进模型进行光谱混合模拟结果相比, 应用权重系数高斯分布规律以等距离/等面积模型进行混合光谱模拟, 其模拟结果相似度平均增加了1.20%, 均方根误差平均降低了7.78%.等距离/等面积光谱混合模型考虑了光谱空间变化特征, 提高了光谱混合模拟的精度, 为进一步研究高光谱数据混合像元分解提供了新的方法.      

利用分层分类法进行厦门岛城市地表分类研究

本文利用分层分类法把厦门岛城市地表分为七类,并对分类结果进行了验证。在TM图像光谱特征分析和归一化差异型指数分析结论上,提出分层分类法的分类步骤。利用ERDAS的专家分类器逐类地提取地表类型,并利用掩膜法将原图像上新提取地类所对应区域掩膜掉,使得分类过程越来越容易。分层分类法避免了一次划分多种类别方法,在选择波段组合上的矛盾。精度评价结果表明,总分类精度90．9％,达到分类要求标准。     

Reconstruction of Nonlinear Geochemical Dynamics of Elemental Sedimentation Based on Power Spectral Analysis of Time Sequence

Maximum entropy spectral analysis and multidimensional cross-spectral analysis are two important tools for studying periodicity of elemental sedimentation in strata. They are applied to the study of the Devonian lensoid limestone formation in the Nandan-Hechi basin of Guangxi, China. Results show that all major element oxides of the sedimentary formation display a consistent change period of about 4 m; however, elements do not change in step. Nonlinear geochemical dynamic processes of elemental sedimentation through sea-floor fluids may be effectively reconstructed based on power spectral analyses.     

基于多尺度区域卷积神经网络的露头孔洞自动提取

碳酸盐岩储层解释与评价的一个重要内容是确定其孔隙空间特征,野外露头是地下储层的真实刻画,对野外露头进行孔洞的自动化提取与其参数定量表征具有重要意义。在深度学习Mask-RCNN模型基础上进行改进,提出一种基于多尺度的区域卷积神经网络孔洞检测新方法,并通过两种方式进行准确度分析,第一种是将该方法的孔洞提取结果与OSTU分割法、分水岭分割法、BP神经网络法、支持向量机法以及Mask-RCNN的孔洞提取结果进行比较,其结果显示该方法有更高的检测准确度;第二种是通过该方法提取的孔洞结果计算洞数量、面孔率和洞面积均值三个孔洞特征参数,以人工提取结果为参照,比较得到洞数量准确度在88%以上,面孔率准确度在93%以上,洞面积均值准确度在93%以上。最后将提出的方法应用于峨边先锋灯二段的数字露头剖面孔洞自动识别,并分层计算孔洞参数,定量分析其分布特征,为该露头碳酸盐岩储层评价提供了依据。     

基于吸收峰加权的岩矿光谱匹配方法研究

基于高光谱图像的矿物识别主要依赖于矿物的特征光谱曲线,但由于矿物普遍存在的同质多象和类质同象的现象,常常造成矿物识别误差.在矿物的光谱曲线描述中,吸收位置是一个非常重要的特征,它较好地反映了矿物的单个诊断性特征.文章在利用完全波形特征的基础上,加强了单个诊断性特征,提出了一种基于吸收峰加权的预处理技术.利用该技术并结合...     

植被覆盖区高光谱蚀变矿物信息提取

在植被覆盖严重地区,基于综合光谱信息模型,开展了高光谱遥感典型蚀变矿物信息提取研究.以河北省承德市大营子地区为例,利用Hyperion数据,在植被覆盖度大于70%的地区,根据蚀变矿物与背景地物波谱特征的差异,提取了该区绿泥石、斜绿泥石、方解石和白云石蚀变矿物分布信息,与已知地质矿产资料及野外检查结果一致.最后依据蚀变矿...     

氧化环境对油松花粉保存影响实验研究

花粉保存能力差异是影响花粉谱准确性的重要因素之一,采用KMnO4溶液和HNO3溶液作为氧化剂,模拟自然环境氧化条件对油松花粉保存影响情况.结果表明:同一KMnO4溶液浓度条件下,随时间延长油松花粉完好率呈下降趋势;浸泡相同时间,随KMnO4溶液浓度增大油松花粉完好率亦明显下降.经68%HNO3溶液浸泡18 h后,残留的完好花粉外壁变薄,纹饰变模糊,24 h后花粉几乎完全被溶解.一般认为油松花粉保存能力较强,而经2%KMnO4溶液和68%HNO3溶液处理后,发现在短时间内就足以使油松花粉大量破碎或溶解,表明氧化环境对油松花粉保存影响强烈.氧化环境对油松花粉腐蚀作用强于碱性环境.     

基于MEM1谱分析的水文时间序列隐含周期特性研究

水文时间序列的隐含周期(本文将简单周期、复合周期及近似周期等统称为隐含周期)的识别、判定是一个重要而又较为困难的问题,相对成熟和有效的做法是对其进行频谱分析。建立在最大熵原理(POME)基础之上的MEM1谱分析,克服了传统谱分析方法的诸多不足,具有频谱光滑、分辨率高等独特优势。为此,以黄河花园口(秦厂)测站年径流系列、月径流系列和年最大洪峰流量序列隐含周期特性的研究为例,探讨了MEM1谱分析在水文时间序列隐含周期特性中的应用。