利用时空内插及数据正规化辅助方法监测地震前热异常

应用卫星热红外遥感图像提取震前温度变化信息,会碰到云干扰以及信息提取方法的科学性等课题.为了减少云干扰,本研究使用时空内插法来填补或复原受云影响的网格温度; 为了客观监测及记录增温现象,研究设定正规化标准值与阀值,使计算机半自动监测相对高温区,并利用不同时期图像云影移动及影像镶嵌技术,还原被云遮蔽的增温区,以期能科学反映地热异常现象,利于后续震前增温异常前兆研究的进行.     

热红外发射率对热红外成像及其图像判读的影响

在热红外扫描图像的判读工作中,热红外发射率是一个极为重要的影响因素。在某些特定条件下,这一因素的影响是十分显著的。然而,迄今为止,这一因素在热红外图像的判读工作中还没有引起人们的足够重视。本文试图从热红外辐射定律出发,结合白天和夜间的热红外遥感图像资料,以及地面温度测量数据来说明这一因素的影响,并较详细地讨论了一些与热红外发射率有关的影响因素。但是,如何在成像或者在图像判读过程中消除这一影响因素,还有待于进一步的研究。     

热红外图像与可见光图像的配准与融合

红外热成像是一种有效的无损检测技术.红外与可见光传感器是目标识别系统中常用的两种传感器,对这两种传感器图像进行有效地融合能大大提高探测识别的准确性和可靠性.图像配准是图像融合的前提,在仿射变换的模型基础上,用最小二乘法达到用多个配准点拟合出最优参数解的目的.在图像融合中引入了小波变换,实现了图像的彩色融合.     

热红外图像钾盐异常信息解释

应用不同类型和不同时相的热红外遥感图像,对罗布泊盐湖区内几种主要地物和钾盐异常区的热信息特征进行了分析、提取,探讨了盐湖区内热场变化及其意义,解释了热红外影像表征钾盐异常信息的机理,进而提出了钾盐异常信息的成因模式,认为热红外遥感技术是寻找现代盐湖钾盐异常的一种新方法     

祁连山和首都圈卫星热红外背景场变化特征

掌握非震情况下的热红外亮温背景场及其时空变化规律是有效提取地震红外异常信息的关键.利用2003-2011年NOAA卫星夜间热红外遥感数据构建祁连山和首都圈亮温背景场,分析其时空演化特征.结果表明:红外亮温背景场受季节、地形和断裂活动等多种因素的影响,其中受季节变化影响最大,年变规律明显;不同地理环境,亮温年变特征呈现不同形式,对于地形地貌复杂的地区,亮温变化曲线不稳定,红外亮温与地面高程呈显著的负相关关系,地面高程每增加100 m,亮温降低约0.21 ～ 0.63℃,这与我国气温直减率基本一致;活动断裂带在红外图像上表现为明显的高亮温线性条带或亮温分界带;多年平均背景场平滑了气候等突变信息,呈现出稳定性较强的规律性变化特征,为断裂活动和地震所引起的增温异常检测提供了稳定的亮温变化基准场.     

皮山6.5级地震前地表MODIS热红外异常与气象台站记录对比

利用2015年皮山6.5级地震前半年的MODIS影像,通过劈窗算法对震中周边地表温度进行反演,通过对比地表反演温度和震中周边气象台站气象记录,研究发现震中附近在震前80 d和15 d左右出现明显的热异常,但在震前1个月左右存在短暂的温度低异常现象。另外,根据近22年的气象记录,震中及周边在震前半年气温明显偏高,这种气象异常或可视为地震前兆。     

热红外港口图像特征的评估器提取与选择

针对低对比度、条纹噪声、低空间分辨率等特点而导致的热红外图像识别效果不佳问题,提出了一种港口目标热红外遥感图像特征提取与选择方法,实现了一定情况下港口目标的高精度分类。采用纹理、几何等29个特征,通过评估器选择最佳特征组合,并根据识别精度选择最佳分类器,能生成热红外图像港口目标22个最佳分类特征,且具有一定的鲁棒性。经过参数优化后的libSVM(一种支持向量机)分类器分类精度较高;白天图像比夜间图像分类精度更高;像素值、灰度直方图相关的一维和二维统计特征、局部二进制模式特征、边缘方向直方图特征等与灰度和纹理相关的特征对港口目标热红外图像识别影响较大。     

中波红外图像模拟生成技术研究

基于中波红外图像获取困难的现状,利用高分辨率可见光图像,分别提出基于近似模型和辐射传输模型的中波红外图像模拟方法。在近似模型中,对可见光图像分类,结合不同地物的发射/反射特性,建立起待模拟中波红外图像与源图像之间的灰度映射关系;在辐射传输模型中计算出地面的辐射亮度值,并利用MODTRAN4进行大气改正;利用这两种方法,得到了不同条件下的模拟图像,并给予初步的评价。模拟结果表明,两种方法均能反映出中红外波段下不同地物的相应特征,并在制导等军事应用中有一定的价值。     

FY-2G卫星红外遥感图像中的震前异常统计分析EI北大核心CSCD

红外遥感图像异常是一种重要的地震前兆,需要稳定且有效的提取算法才能发现地震前兆。然而,许多算法只是在少数地震中有验证,数据样本少,不能进行异常信号的统计分析。本文提出了一种方法,对中国及周边地区的红外遥感图像的功率谱异常信号进行统计,以评估算法的准确性和普适性。该方法还分析异常信号的幅度、空间范围和相关的地震信息,将时间和空间上连续的异常点视为一个样本,以计算不同参数条件下异常信号的阳性预测值和地震的真阳性率。本文提取了FY-2G卫星的红外遥感图像中的地震异常信号,并进行统计,得到20.37%的阳性预测值和65.96%的真阳性率。高幅度大范围的异常信号可以达到80%的阳性预测值。对于大于5.4级的地震,真阳性率可以达到81.82%。本文验证了功率谱相对变化法能在大部分地震前提取到红外遥感图像异常,该方法可以分析异常信号的特征和评估异常信号与地震的相关性,有利于算法的对比和改进。     

机载多角度热红外图像的相关分析与自动配准

为了从一系列多角度遥感图像中提取同一目标的方向信息,首先需要进行图像的几何配准与校正.在进行热红外多角度遥感图像相关分析的基础上,提出一个适合于机载多角热红外图像自动配准与几何校正的方案,结果表明自动配准精度优于1个像元,满足热红外多角度信息提取的需要.     

陆地观测卫星图像模拟技术研究

卫星图像模拟是在卫星发射之前,采用计算机模拟方法模拟图像的波段特征、空间几何特征、辐射特征、星历数据和格式编排的一项技术。为研究陆地卫星图像模拟技术,回顾了我国过去6 a自主开发卫星遥感图像模拟系统的发展过程,介绍了图像模拟系统设计及关键技术的实现情况。目前该系统具备的模拟波段包括可见光、近红外到热红外波段,模拟的空间分辨率在300~3 m。在模拟过程中,采用遥感辐射传输模型实现光谱特征模拟;采用PROSPECT+SAIL模型模拟植被覆盖区的光谱,采用波谱库数据模拟非植被区的光谱;基于对大气辐射传输过程的线性分解,建立了大气辐射传输过程查找表(LUT),在保证一定模拟精度的前提下显著提高了模拟计算的速度;采用考虑地形起伏的高精度几何定位模型,逐像元计算出卫星观测视线与地球表层的交点,实现了几何信息的精确模拟;最后,采用卫星发射后的观测数据和实验场测量数据验证了该技术的模拟精度。     

联合热红外与微波的作物辐射方向性模型研究

热红外遥感提供地表表层辐射信息为主,被动微波遥感可更好地提供植被和土壤背景垂直结构的辐射信息。结合热红外与被动微波遥感的优势协同反演植被和土壤组分温度是提高组分温度反演精度的一种思路。本文在对热红外辐射传输模型和微波辐射模型进行比较的基础上,构建均匀作物的统一场景,将统一场景的参数分为直接参数和间接参数。基于统一场景,修改微波辐射模型的场景结构及叶倾角分布,并增加组分温度参数以计算辐射亮温,最终构建热红外与微波辐射联合模拟模型(UEasmmes模型)。针对均匀玉米作物,利用UEasmmes模型进行联合模拟,分析了组分温度、组分发射率、叶面积指数LAI及叶倾角分布LAD对热红外与微波的方向性亮温DBT的敏感性响应差异。分析结果表明:协同热红外与被动微波遥感反演植被和土壤组分温度是可行的,但对于如何克服组分发射率、LAI及LAD对植被有效发射率的影响而导致的微波辐射亮温变化以及实现热红外表皮温度与微波等效温度之间的转化仍是需要深入研究和探讨的问题。     

作物冠层的热红外辐射传输模型

通过在辐射传输方程中添加热发射项的方式 ,直接把一个常用的可见光波段的冠层模型———SAIL模型改造成热红外波段模型。该模型与Hapke公式相比能更准确地计算多种农作物冠层的热红外辐射特性 ,并能方便地作为一个基础模块融合到其他更高层次的热红外辐射模型中去     

热红外遥感中大气下行辐射效应的一种近似计算与误差估计

在热红外遥感中,大气下行辐射效应很难处理,原因是地表双向反射分布函数很难精确描述。因此常见的处理方法是在如下２ 个假设前提下对该项作做简化计算： 一是假设地表反射为朗伯体特性,二是大气下行辐射在半球空间内取常数。该文提出了一种在地表为非朗伯体、大气下行辐射为非各向同性等一般条件下近似计算大气下行辐射效应的方法。通过数值模拟表明：（１） 所采用的方法可以在放弃２ 个假设的前提下,更精确地计算热红外大气下行辐射效应的数值,计算精度比２ 个假设前提下的计算方法至少提高２０ ．５３ ％ ;（２） 该方法所带来的误差是大气模式、遥感器视角和通道的函数。其中,通道４ 的相对误差比通道５大,同一通道中模式５ 的相对误差最大,但最大可能相对误差不到８ ％ ,且随扫描角的增大而减小;（３） 大气下行辐射效应项占总辐射亮度值之比例在±３０°视角范围内一般不超过４ ％ 。     

热红外遥感地表温度与发射率地面验证进展

地表温度与发射率是地表—大气系统长波辐射和潜热通量交换的直接驱动力,是描述区域和全球尺度上地表能量平衡与水平衡的重要参数,其时空变化信息在气象预测、气候变化、水循环、地质勘探、农林监测和城市热环境等诸多领域具有广泛的应用.热红外遥感作为当前获取区域或全球尺度上地表温度和发射率的最有效手段之一,相较于传统的地面点位测量方...     

福建省近海区域海面表层温度的卫星遥感应用研究

分析了海洋热红外辐射的传输特性,建立了海温定量反演计算的统计回归模型,介绍了福建省近海区域海温产品生成业务化软件系统及其应用情况。     

基于NSCT的自适应可见光与红外图像融合方法

针对可见光与红外图像的融合问题,基于NSCT多方向、多尺度分解和平移不变性等优点,提出了一种基于NSCT的自适应可见光与红外图像的融合方法。通过NSCT对可见光与红外图像进行分解,在各分解层上根据图像质量评价指标来选取融合规则,并通过评价指标的自适应控制NSCT分解层数使最终融合图像具有最优的效果。实验结果表明,与传统融合算法相比,该方法在主观和客观评价方面均优于其他融合方法。     

与地震有关的活动断裂带红外辐射变化特征

为了获得与地震有关的活动断裂带红外辐射变化信息,以2010年4月14日青海省玉树Ms7.1级地震为研究对象,利用MODIS热红外波段遥感数据研究了地震前后发震构造甘孜—玉树断裂带的亮温演化特征,分析了地震发生当月每10 d亮温变化情况,并与2011年同期该断裂带的亮温特征进行对比.结果表明:地震前一个月内,断裂带附近亮温值偏高,亮温变化最为显著的区域出现在断裂带北端,与野外考察获得的本次地震地表破裂带位置相吻合;震后7～16d,断裂带附近出现了明显的亮温增高现象,结合地震发生时水汽及CO变化情况,认为这一亮温增高现象与震后地下气体的大量释放有关;2011年5月断裂带附近的亮温高值可能与同年6月发生的Ms5.3级囊谦地震有关.因此认为,断裂带亮温的显著变化对断裂活动有一定指示作用,利用热红外遥感数据研究主要断裂带红外辐射特征,对地震构造带活动性监测具有重要意义.