高分一号卫星数据在土地覆盖动态监测中的应用研究

通过研究哈尔滨经济和社会条件,对高分一号卫星数据进行数据检查、筛选、预处理并对研究区域土地覆盖信息进行分类,提取哈尔滨市区域2013~2014年土地覆盖变化信息。利用此应用案例,结合地理国情监测的特点进一步分析高分一号卫星数据的适用性;同时将高分一号卫星数据与同级国外卫星数据比较,研究国产高分数据在地理国情监测中的可行性。实验研究表明,高分一号卫星数据能够满足人们快速掌握各种土地覆盖信息的需求和对土地覆盖变化的动态监测需求。     

高分七号卫星在基础性地理国情监测中的应用

为准确评估高分七号卫星在基础性地理监测中的适用性,本文以高分七号卫星搭载的两线阵立体相机获取的亚米级卫星数据为数据源,结合当前基础性地理国情监测的业务流程与标准规范,采用定性与定量分析评价方法,从该数据源的原始数据质量、影像处理效果、影像对各地表覆盖类型的解译能力等方面进行评价,探索利用高分七号开展基础性地理国情监测的关键技术流程与方法。测试结果表明：利用高分七号该类型数据源开展基础性地理国情监测,其原始数据质量较优、正射影像精度高、可有效识别各地表覆盖类型,完全可以满足基础性地理国情监测对亚米级高分辨率卫星影像数据源的需求。     

高分四号遥感数据在环境监测中的应用研究

高分四号遥感卫星能够获取全色、多光谱以及中波红外谱段的卫星影像.农作废弃物焚烧较大程度上影响了空气的质量,威胁人们的健康.农业废弃物焚烧所产生的雾霾、粉尘等汇聚到空气中形成气溶胶.气溶胶的厚度是测量空气质量的一项重要参数.高分四号遥感卫星所具有的空间范围大、获取卫星影像高效以及中波红外火点敏感的特点可较好地解决当前农业...     

高分数据连续多时相南湾湖藻类污染监测

水藻污染影响水质,对生态环境造成显著破坏。在湖泊绿藻污染研究中,国产高分宽幅数据应用较少。本文综合利用高分一号、高分六号高光谱、宽幅数据,使用归一化植被指数和引入红边波段的归一化植被指数对南湾湖进行绿藻污染短时序监测,确定污染时间和范围演化。分析得到：(1)2020年7月20日,存在绿藻污染;(2)2020年8月2日和3日,无绿藻污染;(3)2020年8月4日、5日和9日,绿藻在下游某一弯道处有复发。南湾湖绿藻污染及复发情况与实际情况均符合,表明高分数据在短时序湖泊绿藻监测、提取准确率和效率等方面具备应用潜力。     

高分二号卫星遥感影像在地形图修测中的应用

1:10000地形图作为基础测绘的重要组成部分,在国民经济发展中发挥着举足轻重的作用.如何高效、高质量地完成地形图修测工作,一直受到测绘工作者们高度重视.利用传统测绘技术进行地形图修测工作,往往费时费力,成本较高;效率较高的无人机航测技术也有它自身的局限性.近年来,国家一直致力于推广应用高分二号卫星,因此本文研究探讨了...     

高分一号遥感卫星影像融合及质量评价方法研究

遥感技术正在突飞猛进的发展,影像融合技术得到了深入研究,本文在像素级融合的基础上,以高分一号卫星影像为实验数据源,并用主成分变换、Brovey变换、Gram－Schimdt变换、HSV变换等方法,进行试验研究,并以主客观相结合的方式,对实验结果进行评价,最后得出结论,本文研究成果可对高分一号影像进一步应用提供借鉴。     

GF-1、GF-2号卫星影像在闲置土地监测中的应用

以武汉市为研究区域,根据闲置土地清理工作的相关技术标准和要求,利用GF-1、GF-2卫星数据进行正射影像图制作和闲置土地信息提取,在定性和定量分析方法的基础上,测试GF-1、GF-2卫星数据在闲置土地监测工作中的适用性。测试结果表明,高分系列卫星数据能够较好地反映城镇闲置土地的关键地物信息,具有较高的可判读性,能够满足闲置土地处置业务的应用需求。     

高分一号遥感影像融合方法比较研究

利用HPF(高通滤波)法、Gram-Schmidt法、HCS(超球面空间)法和UNB-Pansharp法4种影像融合方法,对高分一号遥感卫星影像进行融合实验。通过对融合影像的目视解译,根据地物类型的不同,从光谱保真度和空间细节保持度2方面进行定性评价。采用统计方法进行定量评价,评价指标包括信息熵、平均梯度、相关系数和偏差指数。在综合评价结果后,给出4种融合方法不同的适用情况,为高分一号影像的进一步研究提供理论支撑。     

利用AB算法进行高分四号卫星数据反照率反演

地表反照率(Albedo)是地表能量收支平衡的重要地表参数.作为新近发射的地球同步轨道卫星,高分四号(GF-4)卫星拥有优于同类卫星的高时间高空间分辨率,然而由于其观测角度单一,基于双向反射分布函数(bidirectional reflectance distribution function,BRDF)的传统反演方法...     

高分四号静止轨道卫星高精度在轨几何定标

高分四号是世界上第一颗静止轨道高分辨率光学遥感卫星,高精度的几何定标是确保其成像几何质量的关键。本文分析了静止轨道卫星成像几何误差源及成像区域特点,提出了其严格几何成像模型;并在此基础上提出了静止轨道卫星面阵传感器在轨几何定标模型与定标参数估计方案。本文利用Landsat 8数字正射影像与GDEM2数字高程模型对高分四号卫星进行在轨几何定标,结果表明,通过严格的几何定标,可见光近红外传感器与中红外传感器的内部畸变在沿轨与垂轨方向上均稳定优于1个像素,通过统计分析可知,高分四号静止轨道卫星影像的绝对定位精度会受到成像时间与成像角度的影响而存在显著的波动。     

全国干旱遥感监测运行系统的研制

该研究利用1981－1994的NOAA AVHRR 8km分辨率的NDVI资料,以及对应时段全国102个固定农业观测站的20cm深的土壤湿度资料,建立了植被状态指数（VCI）与土壤湿度之间的统计模型,由土壤湿度旱情等级标准来换算出每旬用VCI进行干旱监测的旱情等级标准,以确定出全国的旬旱情分布状况,在此工作的基础上建成了“全国干旱遥感则运行系统”,该运行系统使遥感手段监测全国干旱成为可能,将能提供每年3－9月每旬全国的干旱监测情况,为国家有关决策部门提供干旱减灾的决策依据。     

基于遥感技术的河南省农业旱情监测研究

干旱的发生不仅影响农业生产,还极大地破坏了生态环境。遥感技术宏观、客观、迅速和廉价的优势及其近年来的飞速发展,为旱情监测开辟了一条新途径。利用RS、GIS、GPS技术,使用MODIS卫星的归一化植被指数（ NDVI）数据、地表温度（ LST）数据和水文气象数据,结合当前旱情监测模型,以植被指数和地表温度为依托,建立了适合河南省的农业旱情遥感监测模型。     

玉米大豆生长中后期遥感辨识的指示性特征研究

玉米和大豆是两种主要的粮食作物,及时准确地监测两者的种植面积对于产量预测和市场价格的制定具有重要的意义。利用遥感技术探究在生长季中后期能有效区分玉米和大豆的指示性特征集,为在不同实验区进行推广应用和提前玉米和大豆种植面积信息发布的时间提供技术支撑。文章以玉米和大豆为研究对象,以黑龙江和安徽省两个典型种植区为实验区,以高分一号影像为数据源,计算多种植被指数特征和两种纹理特征,同时利用特征优选方法评价特征间的相对重要性,并结合随机森林分类算法分析特征个数对精度的影响,得到不同试验区区分两者的最佳特征子集。随后根据不同实验区最佳特征子集的共同点和差异,遴选出对玉米和大豆中后期区分的遥感指示性识别特征集,并设计实验方案验证其有效性和稳定性。实验表明：在玉米和大豆生长中后期存在具有高效辨识两者的遥感特征集,能有效和稳定地增强两者的遥感识别能力;在不同实验区,基于特征优选方法可以选择出区分玉米和大豆的最佳分类特征子集,得到两者最优的识别效果,比仅仅使用原始波段特征的分类精度提升了近10个百分点,总体分类精度能够平均达到97%,Kappa系数0.96,玉米和大豆的单类分类精度平均超过95%;在不同的种植区,利用玉米和大豆的指示性特征集可以得到几乎与优选出的最佳特征子集同样的分类精度和制图效果,且具有稳定性和有效性,较最佳特征集更具推广使用意义。指示性特征集包含6种：植被指数中的比值植被指数（RVI）,差值植被指数（DVI）,转换型植被指数（TVI）,改进型叶绿素吸收比率指数（MCARI）和灰度共生矩阵（GLCM）纹理特征中的二阶矩（the Second Moment）和熵（Entropy）。     

融合高分一号、风云四号及葵花-8的光合有效辐射遥感方法及产品研究

光合有效辐射是植被生产力模型的重要输入参数,也是陆地生态系统模型及生物地化模型等的重要特征参量。目前的全球或区域尺度光合有效辐射产品在起伏地表情形的精度及可用性尚存在不足,高分系列卫星的发射,为高空间分辨率光合有效辐射遥感产品反演提供了可能。本文结合高分一号卫星（GF-1）反演的地表反照率产品,气溶胶光学厚度产品,日本新一代静止卫星Himawari-8及国产风云四号卫星（FY-4）的云光学厚度产品及美国的SNPP卫星反演的气溶胶光学厚度产品（用于填补GF气溶胶产品的空值区）,发展了一种基于参数化模型的光合有效辐射遥感反演方法。晴空条件下,主要考虑气溶胶和瑞利散射对光合有效辐射的衰减;云天情形,则主要考虑云光学厚度参数对入射辐射的影响,以球形粒子的Mie散射理论和平面平行大气辐射传输原理计算总透过率;针对起伏地表,分别计算地形对坡面入射角度的影响、对直接辐射的遮蔽以及对散射辐射的增强/衰减效应,从而得到高分卫星光合有效辐射遥感反演模型及产品。利用河北怀来试验站、西南大学柑研所及黑河流域地表过程综合观测网的连续观测数据对光合有效辐射产品进行了对比验证,其相关系数为0.87,平均偏差为1.56W/m²,均方根误差为16.14W/m²。本算法所采用的云光学厚度输入数据的空间分辨率（5km）及地表反照率分辨率（16m）存在较大的空间尺度差异,可能会带来一定的误差。下一步拟利用GF-4卫星提供的50m分辨率的大气参数,进一步提高GF光合有效辐射产品的时空精度,并针对产品开展更广泛深入的验证分析。     

浅议基于遥感解译的用地项目卫星监测方法

本文重点对基于遥感影像解译判读的卫星监测方法和遥感影像质量参数评价两个方面进行了探讨和研究,提出了实现遥感影像质量评价和用地变化情况的动态监测方法。     

地质灾害遥感调查与监测中高分二号卫星数据应用研究——以湖南新化示范区为例

高分二号成功发射,标志着我国已可进行1 m空间分辨率的遥感监测。为了使高分二号数据能更快地在地质灾害调查领域得到推广,本文针对地质灾害调查与监测中高分二号遥感数据的处理方法进行研究。试验表明,通过对示范区高分二号影像的处理,可获得满足1∶10 000比例尺的平面精度要求的正射影像图,且结果非常适合地质灾害遥感调查与监测。经过多次试验,采用Band1、Band4×0.25+Band2×0.75、Band3组合方法效果较佳,基于ENVI软件的Gram-Schmidt Spectral Sharpening算法进行融合效果较好。     

草型湖泊总悬浮物浓度和浊度遥感监测

草型湖泊水质遥感监测中水生植物会造成“水体—水生植物”混合像元问题,针对因混合像元导致草型湖泊水生植物覆盖区域水质难以直接利用遥感监测的问题,本文以草型湖泊微山湖为研究对象,提出定性和定量相结合的总悬浮物浓度和浊度分区监测方法,实现微山湖水体总悬浮物浓度和浊度的时空变化监测。基于获取的2014年7月—2015年6月覆盖微山湖的多期高分一号（GF-1） WFV和HJ-1A/1B CCD影像,利用归一化水体指数将微山湖区分为水生植物覆盖区和水体区。针对水生植物覆盖区,利用时序MODIS NDVI数据获取微山湖主要水生植物的时谱曲线,识别不同水生植物的物候特征;基于不同物候期内的水生植物对总悬浮物浓度和浊度的指示作用,对微山湖水生植物覆盖区水体总悬浮物浓度和浊度进行定性监测。针对水体区,分别构建水体总悬浮物浓度和浊度的单波段/波段比值模型和偏最小二乘模型,定量反演微山湖水体区总悬浮物浓度和浊度。研究结果表明,微山湖中水生植物以光叶眼子菜、穗花狐尾藻和菹草等沉水植物为主,其中光叶眼子菜/穗花狐尾藻和菹草的空间分布和物候特征存在明显差异,不同水生植物在不同物候期内对水质具有不同的指示作用;微山湖水体总悬浮物浓度和浊度具有显著的空间变异性,基于定性和定量相结合的方法可以有效监测微山湖水体总悬浮物浓度和浊度的时空变化规律。本文提出的定性和定量相结合的监测方法为草型湖泊水质监测的业务化应用提供了新思路。     

“高分二号”卫星在黄土地质灾害解译中的应用研究

黄土高原地区地质灾害多发频发,危害严重,应用亚米级的高分二号(GF-2)卫星影像数据,提取地质灾害信息,并对室内解译结果进行了野外查证。本文提出了以GF-2卫星数据为主要信息源,进行地质灾害解译的技术方案;并以宁夏南部黄土高原区为例,验证了该方法的适用性,为规模化地开展基于国产高分系列卫星的黄土高原地区地质灾害遥感解译提供了可行的技术方案;通过GF-2卫星影像与常用的国内外卫星数据用于地质灾害信息判释的对比研究,认为GF-2卫星影像对于地质灾害信息的识别能够满足地质灾害遥感解译的要求,GF-2卫星影像的应用具有较高的性价比和显著的经济社会效益。     

联合多源遥感数据监测四川木里县森林火灾

森林火灾既严重影响森林生态系统的稳定,还威胁到人类生命财产安全。传统监测森林火灾方法,覆盖范围小,难以及时监测小面积火灾。遥感卫星能大范围精确监测火情,提高了监测方法的时效性,但使用单一卫星数据源很容易受到云雨等客观环境因素影响,降低监测的时效性。本文以四川木里藏族自治县\"330森林火灾\"区域为对象,开展多源卫星遥感数据对小范围火灾联合监测的研究。首先,充分挖掘高分四号高时空分辨率和中红外火烧敏感波段优势,联合烟幕、温度和植被指数时序变化确定火烧时间与位置;然后,使用Sentinel-2数据监测不同火烧区域光谱信息;接着,使用Sentinel-2数据提取dNBR(differenced Normalized Burn Ratio),提出了基于最大类间方差算法(OTSU)分步骤确定不同程度火烧迹地与面积的方法;最后,建立Sentinel-1A极化比值PR (Polarization Ratio)和NDVI之间关系,利用微波雷达突破云雨限制。结果表明:(1)高分四号联合IRS(InfraRed Scanner)和PMS(Panchromatic Multispectral Sensor)能够实时监测小范围火灾;(2)根据火点位置,确定火灾蔓延期间NDVI下降(由0.7降低至0.25),确定起火时间(3月30日);(3)火灾区域与未受灾区,以及不同类型火烧迹地之间的光谱在490-2200 nm范围存在差异;(4)基于OTSU算法自动确定阈值,确定林地损失面积41.56公顷(dNBR=0.35),精度达94.67%,提取林地过火未损失面积66.56公顷(dNBR=0.10),精度达90.94%,林地损失区域基本符合实际调查结果;(5)火灾前后极化比值由6.6 dB升高至10.8 dB,NDVI与PR经线性回归,R2=0.58,验证R2=0.50。联合多源卫星监测森林火灾,能提高森林火灾监测的时效性,避免了云雨等复杂环境的影响。研究成果能为小火点的及时识别和灾害评估提供参考,其应用可为林火应急响应提供技术支撑。     

基于国产卫星数据的矿山遥感监测一体化解决方案——以西藏自治区为例

随着高分辨率国产遥感卫星数据的推广应用,矿山遥感监测必将成为该数据的重要应用领域之一。结合西藏自治区矿山遥感监测工作的特点,以资源一号02C(ZY-1 02C)及高分一号(GF-1)卫星影像为数据源,在ArcGIS环境下,提出并实现了从国产卫星遥感数据管理、增强与校正、信息提取、统计分析以及成果图制作等一体化解决方案。该研究成果有助于推进国产卫星遥感数据在矿山遥感监测领域的应用广度和深度,为大规模开展多期次动态矿山遥感监测工作提供技术支持和应用范例。