用InSAR技术进行形变监测的研究

卫星合成孔径雷达干涉技术((InSAR)通过对地面同一地区两次或多次平行观测成像得到的复图象对进行处理可获得数字地面模型,用以监测地表面变化。本文简单叙述了(InSAR)基本原理、处理流程及方法,并通过天津SAR数据的处理,详细介绍了SAR数据处理整个过程,之后给出了基于ERS-2天津地区原始数据的实验结果形成的干涉图及数字高程图。     

ENVISAT-ASAR数据产品介绍与数据处理

因ASAR（Advanced Synthetic Aperture Radar）具有全天候、全天时、穿透性强、多种入射角、宽幅成像、多模式、多极化等优势,而成为遥感研究和应用的热点。它是当今最先进的合成孔径雷达数据。本文对ENVISAT的ASAR数据类型进行介绍,并利用欧空局开发的雷达处理工具NEST（Next ESA SAR Toolbox）软件包和ENVI软件对雷达数据进行辐射定标、影像校正和图像滤波处理,为ASAR数据处理方法提供了有益补充。     

InSAR系列讲座4InSAR数据处理及关键算法

作为InSAR系列讲座的第四篇，本文介绍并讨论InSAR数据处理方法和关键算法，并对主要的数据处理流程以数学模型的形式进行了概括。     

SAR影像边缘检测算法研究

边缘检测是影像分析的基础,但由于SAR图像中存在强的、乘性的相干斑噪声,使在光学图像中有效的边缘检测器对于SAR图像不再适合。提出一种针对带有斑点噪声的SAR影像边缘检测改进算法,运用此算法与传统MRoA,RGoA和MRGoA算法对一幅真实的SAR影像进行处理,并且使用不同指标对处理的结果进行比较分析,试验结果证明本算法的有效性和实用性。     

环视SAR双条带成像实现方案

研究了一种双条带成像处理方案。该模式是对环视成像模式的扩展,有效地提高了图像场景范围和成像处理效率。分析了双条带SAR成像处理的基本流程,针对雷达运动平台的实际运动情况,提出了一种满足图像分辨率和无缝拼接要求的系统实现方案以及相关系统参数的优化设计准则。借助点目标仿真和某型机载环视SAR外场试飞实测数据对该成像处理方案的有效性进行了充分地验证处理。     

INSAR干涉图滤波处理

合成孔径雷达干涉测量中干涉图的信噪比一般较低,影响了干涉测量产品的精度,因此在后继处理前必须对干涉图作滤波处理。本文在分析干涉图噪声的基础上,探讨了4种有效抑制干涉图噪声的滤波方法。     

卫星编队InSAR基线分析

在卫星编队的InSAR系统中，由于参与编队的各卫星相对位置不断变化，故其基线值也在不断变化，导致InSAR数据处理的难度增加，因此，需要对基线进行具体分析。本文在总结了卫星编队InSAR基线特点的基础上，分析了基线误差对InSAR高程测量精度的影响，简要介绍了基线测量的方法。     

基于开普勒轨道参数确定卫星状态向量的方法研究

以ERS-1影像数据为例,介绍了利用轨道参数确定任意时刻卫星状态向量的方法,实验表明利用轨道参数确定卫星的状态矢量精度很高,该研究对于雷达影像的几何处理,以及其它相关处理都具有基础意义。     

基于分层图像融合的SAR图像可视化增强方法

提出了一种基于分层图像融合的合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)图像可视化增强方法。根据SAR图像特点,通过图像灰度级分层、融合等处理,并在图像融合时加入动态范围约束条件进行求解,对SAR图像做了可视化增强处理,处理得到的图像动态范围满足显示打印等设备动态范围约束条件,且与常规方法相比能更多地保留原图细节信息。实验结果表明了本文方法的有效性。     

机载双基地SAR实测数据成像

建立双基地SAR的单基地等效模型,分析了系统时间同步误差的机理;提出了双基地SAR回波中的直达波数据进行时间同步误差校正的算法;在双基地SAR单站等效模型的基础上,利用时变阶梯变换算法进行成像处理。经过理论分析,实测数据处理验证,这一算法是有效的,能够校正双基地SAR时间同步误差,较好地进行实测数据的成像处理。     

中国大陆主要块体现今变形状态的反演研究

本文利用中国大陆的GPS运动速度场,研究了其中的7个亚板块和14个构造块体的变形状态,并做了动力学解释。研究中,构造了一种运动-变形模型来提取观测数据中的变形信息。结果表明:南北构造带东西两侧应变状态表现出显著的差异,西部各亚板块或块体的主应变量值从约4.5×10-8.a-1到约1.3×10-8.a-1,东部则从约3.0×10-.8a-1到约0.4×10-.8a-1,表明东西两部应变量值有较大的落差,并且主压应变方向从西部的北北东向逐步转到东部北东东向。南北构造带表现为其不同段落的各块体的变形趋势和量级都有显著不同。川滇块体是东部与西部的结合部位,变形量较大,主压应变为3.4×10-8.a-1,反映了印度板块向北的推挤在川滇块体造成了较大变形。中国北部地区向东西两个方向运动,塔里木块体、准噶尔块体、天山块体向西,柴达木-祁连山块体、阿拉善块体向东。这种推挤力和太平洋板块阻碍、遏制作用,造成了华北块体、鄂尔多斯块体以拉张为主的应变和逆时针旋转。     

城区空气质量指数时空分布特征及影响机制分析

济南市是中国雾霾最严重的城市之一,探究该地区大气污染的时空分布及影响机制具有重要意义。利用地统计插值分析了济南市主城区AQI的时空分布特征,并利用地理探测器定量分析了AQI的风险因子及影响机制。研究结果表明,年际尺度上,济南市主城区AQI在时间上呈逐年降低趋势,在空间上大致呈现出东南低西北高的分布态势;季节尺度上,济南市主城区AQI在时间上具有鲜明的季节性差异,从高到低依次为冬季、春季、秋季、夏季,在空间上则呈现出春季和冬季东南低北部高、夏季整个主城区均低、秋季南低北高的分布态势;月尺度上,济南市主城区AQI呈现出典型的“U”形分布特征,最高值为1月和12月、最低值为8月;各因子交互作用的影响力远大于单因子的影响力,其中,土地利用类型∩年均降水量的交互作用对济南市主城区AQI的影响力最大。研究显示,济南市主城区AQI受土地利用类型和年均降水量的共同影响最大。     

中国定量遥感发展的一些思考

中国定量遥感始于20世纪80年代,在过去10多年得到了空前的发展。在2012年左右中国首次超越美国成为世界上在英文遥感刊物上发表文章最多的国家,特别是近几年文章数已经是美国的两倍左右。尽管在遥感数据的定量反演方法等研究方面,中国已经处于世界的前沿,是定量遥感的大国,但总体上尚不是定量遥感强国,在绝大多数的分支领域上还没有处于世界引领的地位。本文在回顾世界和中国定量遥感发展历史的基础上,从遥感数据获取与处理,前向辐射传输建模,变量反演,高级产品生产,地面观测,遥感云平台建设,遥感教育和遥感应用等8个方面,简要地讨论了中国定量遥感发展的一些问题和挑战,并提出了一些期望与初步建议。     

陆地表层覆盖变化对地表反照率影响的四国对比

陆表覆盖变化影响地表特征从而改变地表能量平衡是理解人类活动对全球气候变化影响的关键环节。选择国际气候谈判主要国家的美国、印度和巴西作为中国的对比国,对比分析不同国别、不同气候带典型陆表覆盖类型的地表反照率时空差异,进而模拟开垦和城市化等陆表覆盖变化对反照率的影响差异。结果表明：(1) 2000年—2015年,中国、美国的地表反照率年际变化存在明显的气候带空间分异特征,中国干旱半干旱区和美国中低纬湿润区表现出降低趋势,而中国亚热带湿润和美国高纬与中部干旱区则表现出明显的升高趋势,印度的地表反照率年际变化呈微弱下降趋势,而巴西为微弱上升趋势。(2)无雪覆盖时,耕地、林地、草地和人造地表反照率具有夏高、冬低的时间变化特征,干旱半干旱区反照率明显高于湿润区。4种类型的国别差异体现在,中国亚热带湿润区地表反照率均以上升为主,干旱半干旱区则相反;美国除耕地在干旱区呈较强的升高趋势外,其余类型基本为降低趋势;印度均表现为降低趋势;巴西则表现为略微升高趋势。(3)与无雪覆盖相比,有雪覆盖时不同陆表覆盖类型地表反照率均有所提高,林地提高幅度最小,约0.06—0.26,耕地提高最大,约为0.17—0.38,且中国林地反照率提高幅度略高于美国。(4)原陆表覆盖为林地时,开垦和城镇化均导致地表反照率升高,且干旱区升高幅度高于湿润区,湿润区的升高幅度随纬度降低而减弱;为草地时,开垦主要在巴西、印度和中、美亚热带湿润区引起地表反照率升高。而城镇化引起的反照率变化则受到原有地表覆盖、季节和气候背景影响存在较复杂的国别和气候带差异。     

利用PS-InSAR技术进行城市地铁沿线形变监测与机理分析

本文利用PS-InSAR技术获取了上海地区沉降速率场及累计沉降量等信息,并分析了该地区的沉降时空分布特征,以及该地区沉降与降水量、地铁施工运营等因素之间的关系。研究表明:①上海市沉降呈不均匀分布,北部沉降较稳定,而中部的虹口区、南部的闵行区、东部的浦东新区均发生了不同程度的沉降。其中,闵行区沉降最为严重,其最大累计沉降量达-43 mm,呈大范围、大沉降现象。②研究区域内沉降量呈非线性沉降现象及明显的季节性变化,且与地区降水量有关,降雨量对地下水的及时补充可以有效缓解地面过度沉降的发生。③上海地铁3、15、16号线部分路段均出现明显沉降现象,且处于在建阶段的15号线沉降最为明显,部分路段最大累计沉降量达-34 mm。     

全站仪中的新技术在高层建筑垂直度监测中的应用

本文将全站仪中的新技术运用到垂直度监测中,提出了一种新的高大建筑物垂直度监测方法,并分析了其监测精度。理论和实际工程监测结果表明：该方法具有测量原理简单明了、精度高、可操作性强和灵活、方便、实用的特点,可以在高层建筑物的垂直度监测中推广应用。     

黄河流域七大城市群污染气体时空变化特征卫星遥感监测

为探究黄河流域大气污染的时空演变特征,本文从城市群角度出发,选取HCHO、NO₂及SO₂为诊断指标,对比分析2005—2019年七大城市群OMI观测对流层HCHO、NO₂及边界层SO₂柱浓度的年、季、月变化。研究揭示,流域内：①HCHO、NO₂及SO₂柱浓度高值区均集中在山东半岛城市群、中原城市群、晋中城市群南部和关中平原城市群东部。②HCHO柱浓度在2005—2019年呈波动上升趋势,七大城市群的月变化均呈单峰结构,且夏季高、冬季低、春季和秋季相当。③NO₂柱浓度在2005—2011年呈上升趋势,仅2008年出现短暂小幅下降。2011年执行《火电厂大气污染物排放标准》（GB 13223—2011）后,呼包鄂榆、宁夏沿黄和晋中城市群开始大幅下降,山东半岛（2012年有小幅下降）、中原和关中平原城市群则在2013年《大气污染防治行动计划》实施后才开始大幅下降。月变化呈开口向上抛物线形态,浓度越高单峰结构越明显,且冬季高、夏季低、春季和秋季相当。④SO₂柱浓度在2007年达到顶峰,2008年开始大幅下降,2010年后呈波动下降趋势,月变化、季变化均与NO₂相似。黄河流域上游的兰西和宁夏沿黄城市群、上中游交界处的呼包鄂榆城市群空气质量较好,中游的关中平原和晋中城市群次之,中下游交界处的中原城市群和下游山东半岛城市群则较差。     

基于GIS的县域土壤重金属生态风险评价

为研究经济快速发展区农田土壤中重金属的含量及污染状况,本文以浙江省慈溪市为研究对象,研究土壤中铜、汞、镉、铅、砷、铬、锌七种重金属含量特征,并采用潜在生态危害指数法对其进行评价,并绘制生态风险危害指数分级图。结果表明:土壤中除汞元素含量较高外,其他各元素含量仅稍高于当地土壤背景值。七种元素的单因子污染指数Cfi值均属于中等的污染参数,综合污染指数Cd上限值已处于高污染指数的范围,但平均值为属于中等污染水平。从潜在生态风险评价结果来看,七种元素的单项潜在生态风险参数Eri的值也只有汞达到了强生态危害,七种元素综合潜在生态危害指数RI刚刚达到中等生态危害水平,说明该区农田土壤尚处于较低的生态风险状态。生态危害指数插值结果表明,慈溪市重金属元素的高风险区分布在中南部人类活动较为活跃、城乡工业较发达的区域,在今后的土地利用中,应高度重视人类活动对土壤重金属污染的影响。     

农业遥感研究应用进展与展望

得益于中国自主遥感卫星、无人机遥感和物联网等技术的发展,中国农业遥感研究与应用在过去20年取得了显著进步,中国农业遥感信息获取呈现出天地网一体化的趋势;农业定量遥感在关键参数遥感反演技术方法与应用方面取得进展;作物面积、长势、产量、灾害遥感监测的理论与技术方法取得突破,农业遥感技术应用领域不断拓展。本文从农业遥感信息获取、农业定量遥感、农业灾害遥感、作物遥感识别与制图、作物长势遥感监测与产量预测、农业土地资源遥感等方面对中国农业遥感科研与应用进行了总结综述。     

基于GIS技术的我国大气可降水量分布研究

利用分布于全国范围内的125个气象探空测站点(每日8:00和20:00)的探空数据,应用数据库编程与GIS技术,对大气可降水量在全国的分布情况进行了分析,得到了2002年全年以及春夏秋冬4个季节(2001年12月和2002年1,2月作为冬季)的平均大气可降水量在全国的分布状况。对数据进行分析可知:在空间上,我国的大气可降水量总体呈东南多,西北及青藏高原地区少的分布状况。同时,由于地形组合状况的特殊性,导致四川盆地、天山北麓等地区的大气可降水量略高于其周围地区;在时间上,夏季的大气可降水量值较高,可达到62mm左右,冬季较少,而春秋季除局部地区外大气可降水量基本持平。