基于DeepLabv3架构的高分辨率遥感图像分类

针对目前使用机器学习解决高分辨率遥感图像分类主要存在下采样导致的细节信息丢失问题,提出了一种基于DeepLabv3架构的小波域DeepLabv3-MRF(Markov random field,MRF)算法。选择当前较为普遍的DeepLabv3架构分类算法,能够获得更为精确的分类结果;采用小波域DeepLabv3-MRF算法,还能够获得更为清晰的边缘细节信息。选取南方某地区高分辨率无人机遥感图像进行分类实验,通过小波变换的方向性、非冗余性以及MRF变换像素空间的交互性这三个方面,将分类结果与原始DeepLabv3架构分类结果对比分析。结果表明,所提出的分类方法精度明显高于原始DeepLabv3架构分类算法的精度,总体精度可提升3%左右,并且可以充分表达高分辨率遥感图像细节信息。     

基于视觉显著性的高分辨率遥感影像舰船检测

通过研究、分析现有基于遥感影像的舰船检测算法,提出了基于Itti视觉显著度模型改进的高分辨率遥感影像海面舰船检测方法,该方法利用海面舰船相对于海面背景信息视觉关注高的特点,参考视觉显著度模型计算原理,对高分辨率遥感影像中的颜色、亮度、方向、纹理等特征进行有效提取,然后利用归一化方法将不同特征融合,形成有利于舰船目标提取得视觉显著度图,最后对生成的视觉显著度图进行阈值分割和精细化处理获得最终的舰船检测结果。与传统舰船检测算法相比,本文算法能够有效检测复杂海面背景下的舰船目标,减少了单一特征变化对检测精度的影响,提高了检测准确率,具有较好的抗噪性和较强的鲁棒性。     

面向国产高分辨率卫星的浒苔绿潮遥感监测算法对比

利用高空间分辨率卫星影像准确监测浒苔绿潮对灾害早期发现、动态跟踪以及沿岸防御具有重要应用价值。目前面向高分辨率遥感影像已有多种浒苔提取方法,但不同遥感算法受到海水背景(浑浊和清澈海水)和外界观测环境(如云层、太阳耀斑、观测几何条件)等干扰,其监测效果可能受到不同程度影响。为此,以国产高分辨率GF-WFV和HJ-CCD影像为例,充分对比了归一化差值植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)、漂浮藻类高度虚拟基线指数(virtual baseline floating macroalgae height,VB-FAH)和绿度指数(tasseled cap greenness,TCG)在常见多种环境背景下提取浒苔的优势和不足。研究结果表明:在清澈海水、浑浊海水和弱太阳耀斑背景下,NDVI、VB-FAH和TCG三种算法均有较好的浒苔识别能力,其精度评价指标F1-score和总体分类精度(overall accuracy, OA)分别超过95.6%和95.2%。对于几何观测条件,VB-FAH和TCG算法对观测几何角度的变化不敏感并表现较高的稳定性,要优于NDVI方法。在云层覆盖和强太阳耀斑背景下,TCG算法的浒苔判识能力最好,并可有效排除云覆盖和强太阳耀斑的干扰,其精度评价指标F1-score和OA分别超过95.2%和95.0%。     

基于边缘引导约束的高分辨率遥感影像海岸线提取

针对海岸线的影像特征,提出一种基于边缘引导约束的海岸线提取方法。该方法是在遥感影像进行中值滤波处理,去除噪声的基础上,通过交互方式对遥感影像进行灰度拉伸,以增强海岸线特征;再利用梯度算子卷积运算得到梯度影像;然后通过边缘像素点和灰度差阈值引导种子点进行生长,进而提取包括滩涂在内的水域或其他地物;最后通过轮廓跟踪提取生长区域的边界,即海岸线。试验表明,该方法可准确提取出海岸线位置,效果较好。     

基于单景高分辨率光学卫星遥感影像的浅海水下地形提取

本文基于海浪波折射现象和浅水波理论,提出了一种基于单景高分辨率光学遥感影像的浅海地形提取方法。首先,基于浅水波理论推导出适用于浅海区域的水深与海浪波长、频率的定量关系,针对近岸光学遥感图像复杂的海浪特征,讨论了两种海浪波长提取方法,即FFT方法和剖面线法。然后提出了基于长距离波长波动分析的海浪频率计算方法,解决了单景遥感影像的波浪频率计算难题。最后,利用单景QuickBird高分辨率光学遥感影像,以海南岛三亚湾为研究区域进行了应用实验,结果表明,对12m以浅的浅海区域,在不需要任何辅助参数的情况下,反演获得了浅海地形(DEM),经与1:25000比例尺海图的水深对比验证,地形趋势吻合良好,反演水深的均方根误差为1.07m,相对水深误差为16.2%,表明该方法适合于浅海水下地形的提取,且具有无需实测水深数据和环境参数的支持的优点。     

高分辨率遥感影像海岸线半自动提取方法

海岸线快速准确提取具有十分重要的意义。利用遥感技术提取海岸线具有宏观、快速、综合、高频、动态和低成本等突出优势。然而,利用人工解译费时费力,而计算机自动解译精度低。对此,提出一种半自动的面向对象海岸线提取方法。首先利用eCognition进行图像分割,通过人机交互的方式进行海、陆标记,然后利用光谱直方图测度对象之间的相似性,最后通过两阶段对象合并的方式实现海岸线提取。使用高分2号数据分别提取人工和潮滩海岸。实验表明,本文方法具有快速、通用性强、精度高的优势。     

基于二分搜索的水深数据与遥感影像匹配算法

研究了遥感水深反演的数据匹配方法,分析了插值加密法与最短距离法的优缺点。针对高分辨率卫星影像海量数据,传统匹配方法无法有效进行数据匹配问题,提出基于二分搜索的阈值距离法。实验表明,新算法的匹配效率与匹配精度得到了显著提高,有助于获得更好的水深反演效果。     

高分辨率SST反演中的图像预处理和算法修订

水陆分离、云检测及算法适应性修订等前期处理过程对于提高高分辨率海表温度(sea surface temperature, SST)遥感反演精度至关重要,为解决这部分内容长期被忽视且缺乏系统性总结等问题,首先梳理了热红外图像预处理的一般流程,重点介绍了开展水陆分离和云检测的时机、原理、方法以及应着重关注的对象等;其次给出了主流SST反演算法应用在新传感器上时须进行修订的参数及方法等,并对下步各算法改进重点方向提出建议。本研究可为高分辨率SST业务化反演提供参考。     

影响海洋光学遥感的海面白泡云研究回顾及进展

回顾了国内外影响海洋光学遥感的白泡云的反射率和覆盖率的研究进展情况。根据海洋水色高光谱遥感发展的需要，指出应当开展海洋白泡云中信号白浪和白沫光学反射特征的测量和研究，以便评价和排除白泡云的反射分量在光学遥感中的干扰。     

基于光学遥感的海岛潮间带和湿地信息提取--以东沙岛(礁)为例

基于高分辨率遥感图像,采用相似三角形原理,结合海岛多年潮汐数据进行了海岛潮间带的确定;利用克里格（Kriging）插值方法,对水深图中海岛浅水区域的水深点数据进行单元网格化处理,在遥感图像的辅助下,进行了海岛湿地范围的界定。在此基础上,确定了东沙岛潮间带和湿地的范围,提取了各自的面积,并对结果进行了分析。     

基于SPOT-5进行中国海岛海岸带1:5万基础地理数据更新

应用SPOT-5卫星遥感资料,对中国海岛海岸带区域1:5万基础地理数据中的交通运输线、水系、居民地面和海岸线四类要素进行了更新研究和实践工作,详细编制了更新的工作流程、作业方法、技术要点、质量控制和检查验收的内容与流程,使数据的现势性达到了2004～2006年,为中国近海海洋规划和工程项目实施提供了现势性强的基础资料,也为基础地理数据的更新工作进行了有益的实践,积累了工作经验。     

对东沙岛基于融合信息高分辨遥感影像分类研究

以SPOT510m多光谱高分辨率影像为数据基础,建立东沙岛地物信息提取的时空属性和地学规律等先验知识,在此基础上选取地物样本,并进行东沙岛地物光谱分析,从而进行东沙岛的融合信息分析,减少信息提取的误差,使解译的精度提高,结果表明,以先验知识为基础选取的样本光谱能够较好地反映地物光谱的信息含量;高分辨率影像能反映东沙岛的地物特征,并且在影像上能够反应东沙岛潟湖、口门等的发育状态,有效地揭示了地物的区分和地貌发育特征.以此进行的分类结果具有合理性;Kappa分析的分类精度达78.33%.     

粤西海岛海岸带典型地类SPOT-5影像解译标志

基于SPOT-5假彩色合成影像,在现场踏勘的基础上,对粤西海岛海岸带地物进行了全面的分析,总结了地物的遥感影像特征,建立了耕地、园地、林地、居民地及工矿仓储用地、水域和滩涂6类典型地物的遥感解译标志.采用典型样区与样点相结合的方法,对基于该解译标志提取的结果进行了踏勘验证,经检验,解译精度在90%以上.粤西海岛海岸带卫...     

基于遥感数据的温度剖面预报研究

为了提高温度剖面的预报精度,提出了一种基于遥感数据的温度剖面预报方法.文中使用27个实测温度剖面和遥感SST、SSHA数据实现了对温度剖面的预报,并用该点的ARGO数据进行了检验.实验结果表明,将遥感数据同化到温度剖面的预报中是可行的,并能有效的提高温度剖面的预报精度.     

Collocation resolution of the oceanic geoid based on satellite altimetry

The approach presented is directed toward a specific adaptation of the least‐squares collocation with noise, yielding smooth predictions of geophysical quantities. The smoothing corresponds here to a truncated gravity field equivalent to an (n’, n') spherical‐harmonic expansion. This is reflected in the truncation, at the degree n‘, of the pertinent covariance and cross‐covariance functions in most (but not all) instances. The smooth predictions of geophysical quantities, made in an equilateral grid corresponding to the truncation degree n‘, serve in constructing contour maps after having been densified for the needs of a contour routine. Such a densification is carried out efficiently via errorless collocation with the degree truncation n‘ throughout. Consistent with this procedure, “residuals” at observation points (i.e., discrepancies between the contour map and the data) are computed using the same algorithm. The complete collocation approach is utilized for a 2° resolution of the earth's gravity field with emphasis on the oceanic geoid, based on the residuals from a global spherical‐harmonic adjustment of SEASAT altimetry. The presented results include contour maps of geoid undulations and gravity anomalies. They are compared to the results of a point‐mass adjustment, another technique based on the spherical‐harmonic adjustment. The agreement between these two techniques is found to be excellent.     

一种基于小波变换的SAR海洋图像数据增强系统

提出了一种基于小波变换的SAR海洋图像数据增强系统,并进行了试验.本系统包括小波变换、Speckle及Pepper-Salt噪声抑制、船等目标提取、内波提取、目标数统计和图像图形显示放大等功能.该图像增强系统可以对含有常见的高斯噪声及Speckle和Pepper-Salt非高斯噪声的污染图像数据进行增强处理,可对SAR等微波成像传感器数据、光学成像传感器数据进行增强处理,具有广泛的应用前景     

A harmonic approach to global ocean tide analysis based on TOPEX/Poseidon satellite

The constant and harmonic parts of the global ocean tide are modeled by up to nine major tidal constituents, namely, S2, M2, N2, K1, P1, O1, Mf, Mm, and Ssa. Our computations start with the Fourier sine and cosine series expansion for the tidal constituents, including the constant Mean Sea Level (MSL). Although the frequencies of the tidal constituents are considered known, the coefficients of the sine and cosine functions are assumed to be unknown. Subsequently, the coefficients of the sine and cosine functions, as well as the constant part of the Fourier expansion, were expanded into spherical harmonics up to degree and order n, where n corresponds to the number of linearly independent spherical harmonic base functions needed to model the tidal constituents, determined via independent columns of the Gram matrix. The unknown coefficients of the spherical harmonic expansions are computed using sea level observations within cycles #1–#350 of the TOPEX/Poseidon satellite altimetry over 11 years of its mission. A set of orthonormal base functions was generated for the marine areas covered by TOPEX/Poseidon observations from the spherical harmonics using a Gram-Schmidt orthogonalization process. These were used for modeling the dominant tidal constituents. The computed models based on orthonormal base functions for the nine tidal constituents and the constant part of the Fourier expansion, were tested numerically for their validity and accuracy, proving centimeter accuracy.     

基于高空间分辨率卫星遥感影像的砂质海岸空间整治效果分析——以营口月亮湾为例

采用2005年采集的SPORT5卫星遥感影像和2015年采集的GF-1卫星遥感影像,分别对2006-2014年之间营口月亮湾海岸空间整治项目实施前后的海岸景观格局进行监测,在此基础上构建了沙滩面积系数、适宜游乐水域指数、主体功能度指数、景观多样性系数、景观变化指数等评估指标,评估了营口月亮湾海岸空间整治效果。结果表明:营口月亮湾沙滩养护工程实施后沙滩面积大幅增加,沙滩面积系数为2.44,适宜游泳嬉水娱乐区面积略有增加,适宜游乐区指数为1.10。海岸空间整理工程实施使月亮湾海岸游乐功能分区明显,月亮湖公园、高尔夫休闲区、山海广场区、农业生态旅游度假区和滨海嬉水观光区主体功能度指数分别达到0.89、0.76、0.68、0.65和0.77。海岸景观美化工程整体改变了海岸景观格局,使各功能分区海岸景观多样性提高,海岸景观格局更为优化,总体景观多样性系数达到1.13,景观变化指数达到0.30。     

Monitoring of the large-scale dynamics of the ocean based on the assimilation of satellite data

An examle of satellite monitoring of the large-scale dynamics of the eastern sector of the tropical Atlantic Ocean in April 1990 is considered. As the satellite-derived data, a series of averaged 5-day maps of the remote data on the upper ocean temperature field obtained from satellites of the NOAA series was used. The profundity of the effect of the satellite data is estimated. Recommendations are provided. for selecting the regions most appropriate for rapid analysis of the circulation using satellite data.Translated by Mikhail M. Trufanov.     

基于SPOT影像与Fragstats软件的区域景观指数提取与分析

景观指数是衡量区域景观质量的重要参数,也是进行区域生态规划、管理和恢复的重要信息依据。针对传统已有的矢量地图信息源及Excel、SPSS软件在景观指数计算中存在的不足和不便之处,研究了在ENVI4．2下,基于高分辨率SPOT-5遥感影像的自动景观分类及Fragstats3．3软件支持下的景观指数自动提取的计算方法,以屈原农场为例进行了实验研究,制作了景观现状图和计算部分景观指数。实验表明：该方法对景观质量的评价信息获取效率高、时效性强,通过快速分析与评价手段,可以大大地促进区域进行规划、管理和恢复的科学性和可操作性。