基于CHRIS数据的三峡坝区水体叶绿素浓度遥感监测

本文探讨利用新一代微卫星遥感数据CHRIS/PROBA定量反演三峡坝区叶绿素(Chl)浓度的方法。首先对CHRIS/PROBA高光谱影像进行去条带、几何校正、辐射校正、大气校正等预处理,得到水体像元的遥感反射率;然后结合三峡坝区水质,分析了悬浮物对叶绿素浓度反演的影响,采用半经验回归方法建立了叶绿素浓度反演算法;最后在对算法验证的基础上,将模型应用到经过一系列预处理的影像中,得到三峡坝区叶绿素浓度的遥感反演结果,并对反演结果进行了分析。分析表明,CHRIS/PROBA影像在三峡坝区水质的遥感监测中是可用的,且反演结果精度较高。     

基于同期光学与微波遥感的茅尾海及其入海口水体悬浮物反演

悬浮物是近海海湾及潟湖水质的重要影响因素之一.遥感技术能够准确快速地反演水体的悬浮物浓度,但鲜有同时利用2种不同类型的数据源反演同一研究区的悬浮物浓度.该文基于同一时期(2019年9月)的GF-1C光学影像和GF-3微波数据,采用双波段比值算法和Cloude-Pottier分解算法分别对原始影像进行图像分割和目标提取,...     

基于GF-1与实测光谱数据鄱阳湖丰水期总悬浮物浓度反演

总悬浮物浓度是水质评价的重要参数之一。2015年8月,在鄱阳湖布设33个采样点,通过测量水面光谱和采集水样进行检测,获取水面遥感反射率、总悬浮物浓度和叶绿素a浓度等数据。结合实测水面遥感反射率数据与总悬浮物浓度的相关性分析,建立了单波段、一阶微分和波段比值3种反演模型,并分别进行了精度验证。研究发现,3种反演模型的拟合度(R2)均大于0. 9,其中单波段模型最优,其R2、均方根误差(root mean square error,RMSE)及平均相对误差(mean relative percentage error,MRPE)分别为0. 980 5,3. 78 mg/L和16. 99%。将该单波段模型应用于2015年8月3日的高分一号(GF-1)卫星影像数据,同样得到了较高的反演精度,R2,RMSE和MRPE分别为0. 847 7,12. 23 mg/L和35. 22%。结果表明,鄱阳湖丰水期总悬浮物浓度值总体偏低,平均值为23. 26 mg/L,高值主要集中在鄱阳湖北部通江河道及其以南的中部水域,其余水域分布较为均匀。利用2015年10月24日GF-1影像和准同步观测的21个采样点的总悬浮物浓度数据使用此模型做进一步验证,其反演精度接近于2015年8月影像验证结果,表明该模型能进一步推广应用到鄱阳湖不同时期总悬浮物浓度的反演。通过实测光谱的分析以及在遥感影像上的应用,可以为鄱阳湖总悬浮物浓度的反演以及环境监测提供参考。     

多光谱遥感影像大气校正与悬沙浓度反演——以曹妃甸近岸海域为例

遥感影像的大气校正是遥感定量化研究的难点之一。以曹妃甸近岸海域为研究区,以水体悬浮泥沙浓度(suspended sediment concentration,SSC)定量反演为目标,采用6S(second simulation of the satellite signal in the solar spectrum)模型和FLAASH模型对研究区MODIS影像的大气校正方法进行对比实验,对2个模型校正前后的影像质量以及对目标地物信息的校正效果进行了评价。研究结果表明:2种模型均能在一定程度上削弱大气对水体信息的影响;相比之下,6S模型校正后影像质量优于FLAASH模型,能更真实地反映目标地物,可更好地实现对近岸海域遥感影像的高精度大气校正;将6S模型大气校正后的MODIS影像应用于悬浮泥沙浓度的遥感反演,反演结果的平均相对误差为24.79%,均方根误差为4.32 mg/L。研究结果可为近岸海域Ⅱ类水体大气校正方法的选择提供依据,为深化泥沙运移规律研究及水质、水环境评价提供技术支持。     

影像畸变对基本矩阵估计精度的影响分析

由于镜头制造工艺的限制和拍摄条件及环境的影响,影像本身都存在或多或少的畸变误差,这种误差通过传播和累积给影像的后期处理及各种应用造成了不稳定因素.针对计算机立体视觉中基本矩阵的估计精度问题进行了深入研究,通过对相机非线性畸变的自动纠正,分别获取了校正前和校正后的基本矩阵.实验数据表明,在对影像进行畸变校正后估计出来的基本矩阵在平均核线距离和平均余差上都明显小于畸变校正前的.     

基于SPOT卫星影像的去模糊处理

用模糊区/清晰区平均反射率匹配法对SPOT 5卫星影像进行去模糊处理.首先,结合SPOT 5各波段的统计特征,从影像上识别出模糊区;然后,对影像进行非监督分类,对同一分类区内像元在模糊区和清晰区的辐射值进行比较,计算出气溶胶空间分布;最后,将气溶胶分布输入MODTRAN模型中,对影像进行大气校正.研究中将反演的气溶胶浓度分布重采样到全色波段的分辨率,用MODTRAN对全色波段进行大气校正,也取得了较好效果.研究得出模糊区/清晰区平均反射率匹配法是一种有效的去模糊处理方法,且可将处理后的影像转换得出反射率,便于不同时相遥感影像进行对比.     

几何精校正中三种重采样内插方法的定量比较

几何校正是图像预处理的过程,几何校正后的影像可以用于提取精确的距离、多边形面积以及方位等信息.几何校正包括几何粗校正和几何精校正.几何精校正是利用地面控制点进行的几何校正.     

中国区域DMSP-OLS与NPP-VIIRS夜间灯光影像校正

本文基于对传统不变目标区域校正法的改进,选择4期辐射定标参考影像对DMSP-OLS影像进行了饱和校正与时间序列连续性校正。通过阈值法去除了NPP-VIIRS影像的背景噪声及异常值,利用对数变换压缩了其灯光辐射值的动态范围,使其亮度分布更接近于DMSP-OLS数据。利用BiDoseResp函数模型对NPP-VIIRS影像进行了一致性校正,获得了1992-2019年长时间序列夜间灯光影像。从定性、定量及校正影像与社会经济参量的相关性方面对校正结果进行了精度验证。结果表明,改进后的校正方法改善了DMSP-OLS影像饱和严重的现象,使其获得了长时间序列纵向可比性。BiDoseResp函数模型可以很好地拟合DMSP-OLS和对数变换后的NPP-VIIRS之间的回归。校正后的长时间序列灯光影像数据与社会经济参量高度契合。校正结果对推广长时间序列夜间灯光影像的广泛应用、深化长时间序列科学问题的研究具有重要价值。     

基于准不变目标物下CBERS-02星CCD图像的交叉定标

提出了一种基于准不变反射率地物的交叉定标方法,首先用MODTRAN模式从已知定标系数的影像中反演出反射率,然后计算出对应未知定标系数影像中相同准不变地物的辐射率,最后求出定标系数.将这种方法应用于CBERS-02卫星CCD影像定标,并用6S模式对CBERS-02和ETM+影像进行大气校正,比较用不同定标系数校正后的地物光谱曲线,得出在高反射率地物下,不同定标系数校正后的地物光谱曲线与ETM+的基本一致;低反射率地物下,单点定标系数误差较大,两点定标系数误差较小,用两点定标系数进行大气校正后植被信息得到明显增强.     

天津滨海新区地表水悬浮物浓度遥感反演研究

针对传统的实地地表水水质监测测量方法费时费力,且存在监测布设点有限,无法反映水质的时空变化情况等问题,该文以天津滨海新区的Landsat-8卫星影像作为数据源,将实地水样采集、实验室测量分析和遥感影像不同波段像元亮度值结合,对滨海新区海河水体的悬浮物浓度,分别建立基于统计回归和神经网络的两种经验算法反演模型。结果表明,神经网络模型的反演结果能较准确地反映实际水体的悬浮物浓度分布情况,为该地区地表水水质监测提供一种可行的解决方案。     

基于DTM的水边线遥感信息提取方法

水边线附近的高浊度悬沙及浅滩表层的残余水体是影响水边线信息提取的重要因素。在分析长江口区不同浓度水体与背景地物光谱特征的基础上，采用决策树分析方法进行水边线提取，在分类器的节点用水深信息作为约束条件，消除了水边线附近热流对热红外波段水边线提取的影响。同时，利用参考DTM及潮位信息实施了水边线的提取，此方法有效消除了表层残余水体对水边线提取的影响。最后运用统计学中自身一致性校验及平均偏移指数来评价提取结果。结果表明，两种方法的总体提取效果较好，精度令人满意。     

曹妃甸近海表层悬浮泥沙遥感定量监测研究

在曹妃甸近海水体实测光谱数据分析的基础上,与同步采集的水体悬浮泥沙浓度进行相关分析,选用合适的TM数据的遥感变量参数,根据2008年实测的四个剖面29个站点的海洋水色数据建立了水体悬浮泥沙浓度与TM数据对应的遥感定量反演模型,并用18个独立样本点进行了精度评价.研究结果表明:曹妃甸近海水体光谱曲线基本呈现单峰现象,敏感...     

近海Ⅱ类海水反射率与表面悬浮泥沙相关性的研究

阐述了1998年5月2日至27日“东海重点试验区水下光谱观测”试验期间,利用上海技术物理研究所研制的PIS-B型光谱辐射计测得的现场光谱数据和用常规吊桶表面水质取样,经实验室泥沙样和光谱数据处理后,用最小二乘法建立光谱反射率与表层悬浮泥沙浓度之间的关系。结果表明,水体表面的光谱反射率与表层悬浮泥沙浓度之间呈指数关系。实践证明,遥测东海海区表面悬浮泥沙浓度的最佳波带为555nm和670nm。     

A three-band semi-analytical model for deriving total suspended sediment concentration from HJ-1A/CCD data in turbid coastal waters

The accurate assessment of total suspended sediment (TSM) concentration in coastal waters by means of remote sensing is quite challenging, due to the optical complexity and significant variability of these waters. In this study, three-band semi-analytical TSM retrieval (TSTM) model with HJ-1A/CCD spectral bands was developed for the retrieval of TSM concentration from turbid coastal waters. This model was calibrated and validated by means of one calibration dataset and three independent validation datasets obtained from three different turbid waters. It was found that the TSTM model may be used to retrieve accurate TSM concentration data from highly turbid waters without the spectral slope of the model requiring further optimization. Finally, the TSM concentration data were quantified from the HJ-1A/CCD images after atmospheric correction using the dark-object subtraction technique. Upon comparing the model-derived and field-measured TSM concentration data, it was observed that the TSTM model produced <29% uncertainty in deriving TSM concentration from the HJ-1A/CCD data. These findings imply that the TSTM model may be used for the quantitative monitoring of TSM concentration in coastal waters, provided that the atmospheric correction scheme for the HJ-1A/CCD imagery is available.     

Remote Sensing of suspended sediments along the Tamil Nadu coastal waters

Indian Remote Sensing satellite (IRS) 1A & 1B digital data in combination with field measurement were used to map distribution and concentration of suspended sediments along the Tamil Nadu coastal waters for monsoon and non-monsoon periods. Qualitative suspended sediment mapping was done for entire Tamil Nadu coast while quantitative studies were taken at two selected sites (eg. Tuticorin and Ennore). For qualitative mapping both monsoon (17-12-90) and non-monsoon (18-4-90) season data were analysed by level slicing technique and a qualitative scale was assigned to different sediment classes based on tonal variations. The suspended sediment concentration (SSC) samples were collected on April 15, 1992 and March 10, 1992 around Ennore and Tuticorin coastal waters respectively, synchronous to IRS-1A satellite overpass. This data was used for quantitative estimation of SSC using digital chromaticity technique. The study shows that the plumes of high suspended sediment concentration are contributed from the nearshore wetlands and river mouths and were finally dispersing towards Jaffna coast. Different classes of high to low SSC values ranging from less than 5 mg/L in offshore areas to 21 mg/L in nearshore of Tuticorin were also delineated. The dispersal pattern of the sediments on different is discussed.     

Mapping of suspended sediments using site specific seasonal algorithms

This article reports a preliminary work in which two site specific seasonal algorithms have been proposed for estimating the suspended sediments concentration (SSC) from the digital numbers recorded on Indian Remote sensing Satellite, IRS-P4 Ocean Colour Monitor (OCM) sensor. For estimation of SSC, the proposed algorithms utilize dark pixel deduction atmospheric correction technique. The computations are performed with respect to north east monsoon phase situations of Palk Strait coastal stretch. The algorithms performance was satisfactory during the north east monsoon period. Although the results obtained cannot be generalized, we suggest that the authority of proposed algorithms can be extended to other seasons with the addition of more temporal experimental validation data sets and with numeric constants adjusted to present existing conditions. (As this area was severely affected by Tsunami, it may have dissimilar conditions at present).     

基于MODIS 数据的悬浮泥沙定量遥感方法

以黄海及东海海域为对象,研究用MOD IS数据提取我国海域悬浮泥沙时空分布的定量遥感方法,建立了基于MOD IS数据的悬浮泥沙定量遥感实用模式。研究表明,用250 m和1 000 m分辨率的MOD IS数据进行悬浮泥沙浓度的定量遥感,可以达到实际应用的精度要求。这说明,MOD IS数据是研究近岸水体中悬浮物输运变化规律的一种经济实用数据源。     

基于遥感反演结果的悬浮泥沙时空动态规律研究--以珠江河口及邻近海域为例

选择了珠江口及其邻近海域1995年~2000年152个时相的NOAA/AVHRR影像反演的悬浮泥沙浓度结果,通过对悬浮泥沙反演结果影像的叠加,求算叠加像素点像素平均值,计算了研究海域在1995~2000年间月、季及丰枯水期几个时间尺度上的悬浮泥沙平均浓度及其平均变化。结果大致表明了陆地径流对海域的影响范围和悬浮泥沙在海域的运动方向。     

Effects of heterogeneous land use/cover types on river channel morphology in the Solo River catchment,Eastern Uganda

In the tropics, unmonitored land use/cover types cause significant effects on the narrowing and widening of river channels which affects the integrity of water resources. River channel planform extent was characterized using Landsat images, while water and bedload samples were collected and analysed for a period of one year. The results revealed that in 1986, the channel planform covered 3.7 sq km in length than in 2013 where it increased to 4.2 sq km. Wetland (537.1mgl^?1) and bushland (186.3mgl^?1) cover types had the highest concentration of suspended sediments. Fine sand (0.25 mm), silty sand (1 mm) and silty clay (0.125 mm) bedload particle types dominated the riverbed along the channel from the sampled land use/cover types. The high concentration of sediments, bedload materials, bank instability, and streamflow were significant contributors to the narrowing and widening of the channel (p < 0.05). Agricultural land use was the major contributor of channel aggradation (0.8 m) and degradation (0.25 m) compared to tree plantations, bushlands, forest and wetland cover types.