基于小波理论的IKONOS卫星全色影像和多光谱影像的融合

1999年9月24日发射成功的世界上第一颗商用1m分辨率的卫星IKONOS，具有1m分辨率的全色影像和4m分辨率的多光谱影像，通过对IKONOS1m分辨率的全色影像和4m分辨率的多光谱影像的融合可以获得1m分辨率的多光谱影像，为应用提供理高质量的数据源，基于小波多分辨率分析的MRAGM方法，它适合处理任意整数分辨率之比的融合情况，具有在提高影像空间分辨率的同时又保持色调和饱和度不变的优越性，而实现它的关键是构建具有紧支撑特性的M进制低通尺度函滤波器，本文利用基于四进制小波滤波器的MRAGM算法，成功地把全色影像和多光谱影像进行了融合，结果显示该方法的效果令人满意。     

ALOS在土地资源调查与监测中的应用研究

ALOS卫星是日本宇航研究开发机构（JAXA）于2006年1月24日成功发射的新一代陆地观测卫星,其全色影像的最高空间分辨率是2.5 m,多光谱影像的分辨率是10 m,在土地资源调查与监测领域中有一定的应用潜力。本文通过与同为2.5 m和10 m分辨率的SPOT5影像在卫星参数、影像质量、应用精度等方面进行比较试验,研究ALOS卫星在土地领域中的应用效果和应用潜力。     

基于CBERS-04卫星影像的珊瑚礁底质分类能力分析

珊瑚礁对于海洋生态环境研究具有重要意义,通过分析珊瑚礁的分布以及生长状况可以对海洋生态环境进行评估。本文以南海珊瑚岛近岸海域为研究区域,选取中巴地球资源四号(CBERS-04)卫星影像数据,利用支持向量机(SVM)分类方法对近岸珊瑚礁底质进行分类,分类结果进行矢量化输出,对珊瑚礁数量和面积进行统计,与Worldview-2卫星多光谱影像数据分类矢量结果进行对比分析。实验结果表明,利用中巴地球资源卫星数据对于珊瑚礁分类是可行的,其中利用20m空间分辨率多光谱数据与5m空间分辨率全色波段数据融合后的影像数据,对于珊瑚礁信息提取效果最好。但由于空间分辨率及波段光谱设置的限制,其对于浅水区小面积珊瑚礁和深水区珊瑚礁提取能力较弱。     

资源3号卫星与SPOT 6卫星影像特征参数评定与比较

资源3号卫星影像作为我国首颗民用高分测绘卫星,已在国内许多科研政府机关取得应用,推动了国产卫星产业发展。本文对资源3号卫星影像与同一量级分辨率的SPOT 6卫星影像,从影像构像性能的角度进行比较。选取了影像清晰度、信噪比、信息熵、边缘能量4个客观参数评估同地区同季节下资源3号卫星全色波段数据与SPOT 6全色波段数据的光谱特征,并对其进行分析比较。得出资3影像在信息量、信噪比方面与国外卫星不分伯仲,但对于地物边缘细节的分辨能力上仍有一定差距。     

基于不同分辨率遥感影像的分类方法对比研究

基于4种不同分辨率的遥感影像数据,分别为30 m分辨率的Landsat-8数据,融合Landsat-8多光谱波段和全色波段的15 m分辨率数据,5.8 m分辨率的资源3号卫星数据以及融合后2.1 m分辨率的资源3号卫星数据。采用ISO-DATA、最大似然分类法和面向对象分类法对影像进行分类,对分类方法的效果以及分辨率变化对面向对象分类方法的精度影响进行分析。结果显示在低分辨率影像中,面向对象方法受到限制,分类效果相比传统方法没有太大改善;而在高分辨率影像中,面向对象方法分类效果很好,并且随着分辨率提高分类精度也相应的提高。     

基于MTF滤波的北京一号小卫星遥感影像融合

北京一号小卫星提供4 m分辨率全色彩像和32 m分辨率多光谱影像,但其空间分辨率比值(1:8)较低,在对北京一号小卫星数据融合时存在空间信息损失问题.针对此问题首先从全色影像中提取成像系统的调制传递函数MTF(Modulate Transfer Function),根据MTF设计2维低通滤波器,通过对多光谱影像的亮度成分滤波估计低分辨率全色图像数据值,基于GIF(General Image Fusion)融合框架得到融合结果.实验证明本方法用于融合遥感影像的可行性,其空间信息的保持在视觉效果和定量指标上均优于IHS(Intensive-Hue-Saturation),BT(Brovey Transform)和GS(GramSchmidt)等传统的替换类融合算法,在空间信息和光谱信息的保持上亦有较好的折中.     

WorldView-3卫星成像模式介绍及数据质量初步评价

在介绍World View-3卫星基本参数、成像模式、数据产品分级的基础上,选择该卫星北京通州地区的全色多光谱影像开展了影像融合效果评价,同时选择山东潍坊地区的同轨立体影像开展了几何定位精度评价。试验结果表明,World View-3的全色波段与多光谱的5、3、2波段组合后的真彩色融合效果非常好,影像清晰、色彩自然;山东潍坊地区影像无控制点几何定位精度优于其标称的3.5 m,平面定位精度可达1.8 m,高程精度达0.9 m,加入少量控制点后平面定位精度可优于1 m,高程可优于0.5 m。本文对World View-3卫星成像模式及数据质量评价的相关结论,能够为后续国产分米级高分辨率测绘卫星设计和指标论证提供借鉴和参考。     

北京1号小卫星监测非正规垃圾场的应用研究

以北京市平原区为研究区域,利用北京1号卫星(Beijing-1)融合数据,研究了非正规垃圾场的影像特征,建立了非正规垃圾场在小卫星影像上的判读标志,通过人机交互和计算机自动检测方法对北京地区的非正规垃圾场进行了判读分析和变化检测试验研究.验证发现:利用Beijing-1小卫星的全色和多波段融合影像对非正规垃圾场的识别精度可达90.3%;由于非正规垃圾场影像特征的不确定性,计算机自动变化检测方法不能替代人机交互判读,但可提高人机交互识别变化的效率.     

海陵岛土地利用变化遥感监测

本文介绍了采用3S技术。利用海陵岛80年代土地利用专题图和2003年资源二号卫星全色遥感影像与ASTER的多光谱遥感影像作为基础数据,制作两期土地利用专题图的方法,通过两个时相土地利用信息之间的对比,得出20年阀该岛土地利用状况的变化,并对这些变化的特征及发生原因进行分析,得出结论。     

"资源一号"02C卫星影像土地利用变化检测能力分析

“资源一号”02C卫星自成功发射以来,被广泛应用于土地资源、矿产资源、地质环境调查,以及国土资源、地质灾害应急监测等应用领域。“资源一号”02C卫星是一颗填补我国高分辨率遥感数据空白的卫星,是根据国土资源主体业务需求定制的第一颗国产高分辨率业务卫星。本文以吉林省和浙江省某试验区“资源一号”02C卫星数据为例,对“资源一号”02C卫星数据融合影像进行了土地利用遥感监测变化信息检测能力的方法试验。根据试验区数据变化信息提取试验结果,对“资源一号”02C卫星影像在土地利用动态遥感监测中的变化检测能力和适用性开展了试验、分析和评价工作。     

结合高分遥感和多源数据的高原湖泊流域土地利用分析

高分一号卫星是为提升我国高分辨率数据自给率自主发射的卫星,在土地利用监测方面具有重要的应用价值。将GF-1卫星影像与多源数据影像进行对比能够挖掘各数据源在土地利用动态监测方面的差异性。本文以云南省杞麓湖流域为研究区,选取最新的Sentinel-2、GF-1和Landsat 8卫星遥感影像进行土地利用分类,以第二次全国土地利用调查数据为基期数据,结合野外实地调研和土地利用转移矩阵开展土地利用现状和演变分析,得出以下结论：①杞麓湖流域的水域、建设用地、耕地和林地自中心向外呈现出圈层分布的特征,与第二次全国土地调查结果相比,水域、耕地、林地3种类型的自然景观面积减少,而建设用地和其他用地受人类活动的影响,面积大幅增加,变化主要集中在杞麓湖周边的纳古镇和河西镇。②Sentinel-2卫星影像与GF-1卫星影像均具有较高的空间分辨率,二者对土地利用变化评估的结果相近,均优于Landsat 8卫星影像,其中GF-1卫星影像具有较高的应用价值。     

北京1号小卫星图像噪声评估

从理论和试验方面对图像的噪声评估方法进行了分析。结合北京1号小卫星特性, 进行了该类方法应用效能的评价, 讨论了分块评估噪声方法的最佳参数设置。选取满足噪声评估环境的图像, 实现了综合不同地表覆盖条件的北京1号小卫星图像噪声的评估。噪声评估结果与在轨测试情况的对比表明, 北京1号小卫星经过近3年的运行, 仍保持了较好的性能。     

重复轨道SIR-C极化干涉SAR数据植被覆盖区土壤水分反演研究

从理论和试验方面对图像的噪声评估方法进行了分析。结合北京1号小卫星特性, 进行了该类方法应用效能的评价, 讨论了分块评估噪声方法的最佳参数设置。选取满足噪声评估环境的图像, 实现了综合不同地表覆盖条件的北京1号小卫星图像噪声的评估。噪声评估结果与在轨测试情况的对比表明, 北京1号小卫星经过近3年的运行, 仍保持了较好的性能。     

基于随机森林的国产小卫星遥感影像分类研究

近年来随着小卫星数量与传感器类型的快速增加,急需研究和发展快速可靠的小卫星遥感影像分类方法。针对分类方法各具局限性、具体应用中最优分类器选取困难等问题,本文基于多分类器集成学习的思路,引入随机森林(Random Forests)方法用于小卫星遥感影像分类。采用灾害监测预报小卫星(HJ-1)、北京1号小卫星(BJ-1)两种国产小卫星多光谱遥感影像进行试验,并与传统分类方法进行比较,结果表明,随机森林比最大似然分类器(MLC)、支持向量机分类器(SVM)等具有更好的稳定性、更高的分类精度和更快的运算速度,具有很好的适用性。     

基于国产卫星影像的自然资源动态监测

准确及时地掌握山、水、林、田、湖、草系统变化状况,是自然资源管理重点关注的问题。卫星遥感技术具有宏观、综合、动态、快速的特点,能够应用于自然资源领域开展目标识别、信息采集与处理、分析与评估等工作,可作为自然资源监测的有效手段。本文以“土地、矿产、海洋”等重要自然资源要素为动态监测研究目标,基于多源多时相国产卫星遥感影像数据和各类审批、规划专题资料数据,开展自然资源动态监测研究。研究结果表明,深入挖掘国产卫星影像资源潜力,实现自然资源精细遥感监测服务模式是切实可行与高效的。     

The use of selected pseudo-invariant targets for the application of atmospheric correction in multi-temporal studies using satellite remotely sensed imagery

Because atmospheric effects can have a significant impact on the data obtained from multi-spectral satellite remote sensing, it is frequently necessary to make corrections before any other image processing can be started. This paper describes a robust and relatively simple atmospheric correction method that uses pseudo-invariant targets (PITs) in conjunction with the empirical line method. The method is based on the selection of a number of suitable generic PITs, on the basis that they are large, distinctive in shape, and occur in many geographical areas. Whereas the multi-temporal normalization method corrects all images to a selected reference image, in this method images are simultaneously corrected using targets with a range of estimated surface reflectance values. The paper describes some applications of the method for a range of environmental studies involving water quality and air pollution monitoring, and mapping land-cover changes.     

森林资源监测中GF-2卫星影像波段配准误差分析

通过对GF-2卫星影像正射校正及波段模拟配准误差试验,分析GF-2卫星正射校正方法的选择以及不同配准误差下对GF-2卫星影像自动分类结果的影响;最后介绍GF-2遥感影像在森林资源监测应用中的初步测试。研究结果表明:正射校正时,当校正精度要求控制在RMS2时,控制点数量选择范围在85~95间较为合理,且控制点数在90个时,RMS值最小;经有理函数模型与卫片模型比较后,卫片模型校正精度较高;以目视判读为主时,实践中建议使用三次卷积重采样法输出结果最好;波段模拟配准误差试验中,配准误差与各地类面积变化间存在显著的线性关系;对于森林面积监测时,配准误差应小于0.3个像元。此研究可为新型国产卫星数据在森林资源监测中的应用提供参考。     

多源高分辨率卫星影像监测黑臭水体的适用性研究

高分辨率卫星的幅宽一般很小,受云雨和轨道回访周期影响,单颗卫星的短时段内覆盖能力有限,因此,单一高分辨率卫星常常无法满足一定时段内的黑臭水体监测需求,需要多源卫星协同监测黑臭水体。为了分析多源高分辨率影像对黑臭水体遥感监测的适用性,本文基于地物光谱仪实测的水体遥感反射率数据,以GeoEye-1、WorldView-2、北京二号(DMC3)、高景一号SV1(SuperView-1)以及GF-PMS系列(GF-1/1B/1C/1D、GF-2、GF-6)传感器波段进行等效计算,结果表明:(1)采用反射率比值模型——BOI(Black and Odorous water Index)模型,GeoEye-1、WorldView-2、SuperView-1和GF-1/1B/1C/1D/2/6影像识别黑臭水体正确率均较高,分别为89.5%、89.5%、92.1%和92.1%。(2)BOI模型不适用于DMC3,这里采用了归一化水体指数NDWI≤0.55判别黑臭水体,识别正确率为89.5%。(3)BOI模型应用于仅有的2景同步卫星影像——GF-2影像,经实测数据验证,识别精度为83.3%,精度较高。针对通州区内的某重叠区,2016年—2021年10颗多源卫星影像协同观测的结果一致性较好,表明了多源遥感影像监测黑臭水体的适用性较好。综合考虑卫星影像空间分辨率和采购成本,给出了合理的协同观测建议。     

Water body mapping method with HJ-1A/B satellite imagery

This paper proposes an integrated water body mapping method with HJ-1A/B satellite imagery, the CCD (charge coupled device) data of the Chinese environmental satellites that were launched on September 6th, 2008. It combines the difference between NDVI and NDWI (NDVI–NDWI) with SLOPE and near-infrared (NIR) band. The NDVI–NDWI index is used to enhance the contrast between water bodies and the surrounding surface features; the topographic SLOPE is used to eliminate the mountain shadow; and the NIR band is used to reduce the effects of artificial construction land. The objectives are evaluating the potential of the HJ-1A/B imagery on water body monitoring, and proposing ideally mapping method. The test study results indicated that the NDVI–NDWI index is superior to the single index of NDVI and NDWI to enhance the contrast between water bodies and the rest of the features. On the basis of the accurately mapped water bodies in the HJ-1A/B CCD images of the study area, we conclude that the HJ-1A/B multi-spectral satellite images is an ideal data source for high spatial and temporal resolution water bodies monitoring. And the integrated water body mapping method is suitable for the applications of HJ-1A/B multi-spectral satellite images in this field.