ICESat-2与多源光学影像的潮滩地形反演方法

针对潮滩地形监测存在的操作难度大、价格高、精度低等问题,本文基于ICESat-2卫星激光点云剖面数据,提出了结合多源光学影像的潮滩地形反演方法。以中国黄海辐射沙脊群的两大沙洲系统——条子泥与高泥为研究对象,利用低通滤波降噪技术提取地形高度值,并与潮汐水位数据相结合赋值,实现了从二维到三维的转换,提高了目前主流的水边线潮位赋值法的反演精度。该模型展现了更多滩面地形起伏变化的细节,高度差异明显,可以观测到清晰的潮沟地形。对比实测数据,相关系数为0.89,均方根误差为0.34 m。研究结果验证了ICESat-2数据对于潮滩地形反演的重要作用,为构建人类活动影响下的潮滩演化理论奠定了数据基础。     

一种改进的潮滩数字高程模型构建方法

提出一种基于趋势面优化与克里金插值组合的IZDEM建模方法。通过最优等价权控制不同源数据精度差异对建模质量的影响,优化拟合潮滩地形的趋势面;利用克里金插值方法,顾及潮滩地形变化的各向异性构建残差面,最后利用优化的趋势面和残差面组合构建IZDEM。实验表明,在利用多源潮滩数据构建IZDEM时,本方法可以提高IZDEM的整体建模质量。     

基于潮汐变化的潮滩淹没模型构建

潮汐的变化带来海岸线的不断演变,位于潮间带的潮滩在潮汐作用下,会产生周期性的淹没与干出。从研究潮汐变化模型与潮滩地形模型入手,对两种模型进行运算、融合,构建出基于潮汐变化的潮滩淹没模型。实验表明,此模型可以很好满足潮滩淹没三维可视化仿真的需要。     

基于多算法水边线提取的潮滩DEM构建

遥感水边线法构建潮滩数字高程模型(digital elevation model,DEM)是获取大范围淤泥质潮滩地形的有效途径,准确提取水边线是潮滩DEM构建的关键.受潮情及滩面的影响,不同影像中的水边线在光谱与纹理上差异较大,单一方法难以准确地提取水边线.鉴于此,本文提出一种基于多算法水边线提取的潮滩DEM构建方法....     

CORS联合全站仪在潮滩海岸线测量中的应用

针对目前海岸线确定技术多样的现状进行了基于粉沙淤泥质海岸潮滩海岸线实地测量的研究。应用CORS联合全站仪作业的测量模式获取潮滩海岸线上特征点的大地高,讨论了该测量模式的最佳测量场景。最后将选取的2013—2015年间潍坊港验潮站部分验潮数据与实测数据统一归算到1985国家高程基准。验证结果表明:实测潍坊地区潮滩海岸线正常高2.77 m,与验潮数据互差不超过3%。     

基于融合技术的潮滩湿地植被分类

为了解决遥感影像上潮滩湿地植被光谱相似性导致的分类困难问题,本文以Lansat5、IKONOS影像为数据源,探讨了融合技术在潮滩湿地植被遥感分类中应用,提出了基于小波融合变换的神经网络分类方法。实验结果表明,融合技术提高了潮滩湿地植被的分类总精度,具有较好的实用效果。     

基于ZY-3影像潮水沟槽线的提取

潮水沟槽线是潮滩重要的地貌特征线,对潮水沟槽线的研究可以了解潮滩微地貌形态的特征以及潮沟的摆动规律。基于2012-11-06获取的"资源三号"(以下简称ZY-3)卫星高分辨率遥感影像,以条子泥实验区为例,选取近红外为特征波段,采用Arc Scan对该区域二值化灰度图进行潮水沟中轴线的提取,代替理论上的沟槽线,同时结合条子泥地区的地形进行分析,最终实现对潮水沟槽线的提取,为深入研究潮滩微地貌提供科学依据。     

Sentinel-1时序后向散射特征的海岸带盐沼植被分类——以长江口为例

盐沼是中高纬度海岸带区域生产力极高的生态系统,不同种类盐沼植被提供的生态服务功能具有明显差异。围垦、互花米草入侵、海平面上升等人类活动和自然要素复合作用,导致中国海岸带盐沼植被结构和空间分布快速变化。现有光学遥感方法在海岸带区域受潮汐、云雾干扰严重;高光谱、LiDAR等数据方法难以大范围高时效获取盐沼植被信息。本文以长江河口为研究区域,提出了基于植被物候期多时相雷达后向散射特征优选的海岸带盐沼植被分类方法。采用Sentinel-1雷达数据,分析盐沼、潮间森林沼泽、光滩和水体的雷达后向散射全年时序特征。结合盐沼植被物候特点,基于分离阈值法计算典型盐沼植被月际后向散射特征间分离度。根据最优时序雷达分类特征,采用随机森林方法获取盐沼植被种类、结构和空间分布。结果表明：（1）全年VH极化后向散射均值能较好将水体、光滩、潮间森林沼泽与盐沼区分。（2）4月VV极化、11月VH极化与3月VV极化后向散射均值分别为海三棱藨草/藨草、互花米草与芦苇的最优分类特征。（3）基于年际和月际时序雷达最优特征和随机森林分类算法获得的盐沼植被总体分类精度达到85%,Kappa系数为0.80。相较光学遥感,雷达遥感影像可有效获取盐沼植被年际、月际时序雷达后向散射特征,准确得到海岸带盐沼植被空间动态,在海岸带研究中具有较好的应用潜力,可为海岸带生物多样性保护、湿地生态系统功能提升与生态环境管理等提供重要技术手段和数据支撑。     

中国植被绿度期遥感监测方法研究

基于遥感技术的地表植物物候监测,有效克服了传统地面观测站点有限、资料不完整等缺陷,实现了观测方法由点向面的空间尺度转换,因此可表征植被生态系统层面的物候现象.本文选择使用"植被绿度期"来代替"植物生长期或生长季"等概念,并以中国陆地植被为研究对象,建立了中国植被绿度期遥感监测模型--基于NDVI累积频率曲线的Logistic拟合模型,来计算中国植被绿度始期和绿度末期.为验证本模型结果的可靠性和优越性,使用地面物候观测数据对其结果加以检验,并与其他常见遥感监测模型进行了比较.结果和验证表明,在地处温带地区的牡丹江、呼和浩特、北京、西安和洛阳站点,使用本模型计算的植被绿度始期与地面观测结果相差9-21d,绿度末期相差0-13d,其准确度均优于其他遥感模型,而且年际波动相对较小;在地处亚热带地区的屯溪、仁寿、贵阳和广州站点,本模型结果产生较大误差.通过误差分析可知,在南方以常绿植被为主的亚热带地区,本模型计算所得的植被绿度始期和绿度末期并不是地表植被生长季始末日期的真实反映,而往往用于指示区域气候变化的特征.此外,本研究模型比其他方法具有更好的适用性,而且适合不同空间尺度的植物物候监测.     

利用验潮站观测数据校正测高平均海平面变化线性漂移

针对卫星测高数据确定平均海平面变化速度中可能存在的线性漂移问题,利用全球快速验潮站观测数据,在进行精细数据预处理中,为保证两种数据观测含相同时变海平面信号,改进了同步校正方法,解决了每个验潮站参考基准不同导致验潮站上两种数据海平面变化差值无法进行全球平均的问题,并以T/P卫星观测数据为例,确定了其平均海平面变化线性漂移,为获取真实海平面变化速度提供了保证。     

基于CORS的潮位观测系统设计及短期验潮站深度基准面的确定方法

将CORS技术应用于潮位观测,设计出基于CORS的潮位观测系统,实现长、短期验潮站验潮的同步化和自动化,在此基础上,推演出短期验潮站深度基准面的确定方法。     

基于CORS的潮位观测系统设计及短期验潮站深度基准面的确定方法北大核心CSCD

将CORS技术应用于潮位观测,设计出基于CORS的潮位观测系统,实现长、短期验潮站验潮的同步化和自动化,并在此基础上推演出短期验潮站深度基准面的确定方法。     

一种基于数字伴潮海岸线的潮滩淹没区仿真算法

提出了一种基于数字伴潮海岸线（digital tide-coordinated shoreline，DTS）的潮滩淹没区仿真算法。此算法在建立数字潮滩模型和瞬时水位模型的基础上实时提取DTS。根据DTS的类型确定不连通的洼地，并快速计算其影响域，同时合理地确定潮滩与水面模型的表达方式，正确构建和显示淹没区。实验结果证明，本文算法在表达的准确性和计算的速度上明显优于传统算法。     

升降轨PSInSAR观测反演沉降与水平向位移试验

In SAR观测的解算值为雷达视线向形变量,在具备多个方向独立观测的条件下可利用最小二乘方法反演垂直、东西甚至南北方向的形变量。由于难以同时获取上下、东西和南北3个方向上的独立观测值,因而可利用升降轨模式实现对垂向和东西方向移动量的估计。以PSIn SAR监测所获取的形变速率为观测值,利用二维简化模型求解地面沉降量和东西方向移动量。结果表明,研究区形变以沉降为主,水平方向移动微小,证明了升降轨PSIn SAR在地面沉降中的适用性和可靠性。     

淤泥质潮滩水边线提取的遥感研究及DEM构建——以长江口九段沙为例

淤泥质潮滩通常是测绘"盲区"。本文讨论采用多时相陆地卫星提取潮滩水边线以此构建潮滩数字高程模型(DEM)的方法。探讨在不同潮情条件下,各光谱波段对淤泥质潮滩水边线判断的敏感性,分析表明沙质海岸与淤泥质海岸水边线的确定方法有较大差别。采用了GIS技术对提取的水边线赋予相应的高程值,该值采用研究区附近潮位站理论潮位推算卫星过境的瞬时潮位值,以此构建潮滩DEM,与近期实测资料进行对比:在106.2 cm-358.6 cm高程范围内,二者相对误差<0.5 m的区域占总面积约70%,0.5～1.0 m为20%,>1.0 m占10%。遥感构建DEM作为一种手段对实测资料的欠缺是一种补充,随着遥感技术的发展精度有望提高。     

网格低潮面模型构建及精度分析

文章基于网格潮汐模型构建了网格低潮面(深度基准面)模型,分析了网格低潮面模型的精度影响因子,验证了网格低潮面模型的可行性和有效性.试验表明,网格低潮面模型精度优于20cm,在离岸较远的海区精度更高;基于网格低潮面模型的低潮面确定方法可以避免基准面确定需要设立验潮站获取(同步)潮位观测数据、沿岸低潮面(深度基准面)定义和算法存在差异以及基准面传递技术存在局限性的问题,尤其适合不易设立验潮站的海区的低潮面确定.     

植被覆盖度遥感估算方法研究进展

植被覆盖度是重要的生态环境参数之一,遥感影像能够反映不同空间尺度的植被覆盖信息及其变化趋势,故遥感监测是获取区域植被覆盖度参数的一个重要手段.植被指数是反映地表植被覆盖、生物量等的间接指标,基于植被指数的植被覆盖度遥感估算方法有经验模型法、植被指数法、像元分解模型法及FCD模型制图法(Forest Canopy Density Mapping Model)等,基于决策树分类法和人工神经网络分类法的植被覆盖度遥感估算方法也有了一定的进展.本文综合分析讨论了目前常用的于遥感影像的植被覆盖度常用估算方法,对比分析了它们的优缺点,并对遥感植被覆盖度研究进行了展望.     

智能手机农作物叶面积指数测量算法改进

叶面积指数LAI(Leaf Area Index)是表征植被冠层结构特征的一个重要参数，已经成为多个对地观测系统的陆表参数标准产品，也是定量遥感模型的重要输入参数。快速、准确地获取植被LAI对于开展遥感产品验证、促进遥感模型的发展具有极为重要的意义。随着传感器性能与应用软件功能扩展，智能手机已经成为植被LAI测量的新选择。然而，由于手机成像传感器窄视场角的限制，现有算法依赖于叶倾角分布函数为球型分布的假设，即G函数(单位叶面积在垂直于观测天顶角的平面上的投影)恒等于0.5。因而，传统算法无法解决植被叶倾角分布未知的情况。本文提出了一种基于形状匹配的G函数估算方法，基于有限长度方法和多幅影像间隙率，计算样方内的植被冠层聚集指数，利用泊松分布模型分别得到了植被冠层有效叶面积指数(LAI_eff)和真实叶面积指数(LAI_tru)，并用黑龙江海伦农场两种农作物类型(玉米和大豆)的破坏性测量得到的时间序列真实LAI数据(LAI_des)对算法进行了验证。结果表明，算法改进之前的均方根误差(RMSE)分别是0.84(垂直拍摄)和1.33...     

融合多源遥感数据的高分辨率城市植被覆盖度估算

准确获取城市植被覆盖定量信息对城市生态环境评价,城市规划及可持续城市发展具有重要意义.遥感技术的发展为获取区域及全球植被覆盖信息提供了有效手段,目前基于单传感器、单时相遥感数据的城市植被覆盖度估算方法得到较为广泛的应用.然而,由于城市地表覆盖的复杂性、植被类型的多样性,在一定程度上影响了城市植被覆盖信息提取的精度.为此...     

相对海平面变化时段选择效应分析

验潮站观测的海面高度数据是监测海平面变化以及确定平均海面的重要基础观测信息,利用滑动时段法和时段累积法对验潮站不同观测时段相对海平面变化速率的差异进行了分析,讨论了时段选择效应对计算相对海平面变化的影响,并利用美国东海岸验潮站观测数据对分析结果进行了补充实验.实验结果表明,不同观测时段相对海平面变化速率差异最大可达27...