基于HJ-1A/B CCD影像的神农架巴山冷杉森林地上生物量估算

神农架林区气候复杂,森林类型多样,巴山冷杉林生境复杂,生物量估算难度较大。本研究首先将神农架林区植被细分类,提取出研究区巴山冷杉林分布范围,然后使用换算因子连续函数法对外业调查的研究区22块巴山冷杉样地进行样地生物量估算;最后利用逐步多元回归分析方法,估算巴山冷杉生物量。回归方程的拟合优度检验R值为0.851,决定系数R2为0.725,显著性检测值F为11.20。主要结论有:1)研究区提取出巴山冷杉面积为8 347.41 hm2,巴山冷杉生物量总量为102.51×104t,平均值为122.8 t/hm2。与前人的研究成果相比,估算平均值基本一致,实验结果可信。2)巴山冷杉林生物量出现了从边缘向内部的递减现象,巴山冷杉在林区呈现"离散化"分布,生物量也存在空间上的"退化"现象。     

基于Hough变换的建筑物半自动提取

提出了一种基于Hough变换的建筑物半自动提取方法。该方法针对由人工给定建筑物的初始角点并通过统计屋顶主方向对Hough变换的搜索范围和搜索角度进行限制,从而稳定快速地提取出屋顶的边缘。然后利用最小二乘的方法对提取出的屋顶边缘进行精确对中,实现了对平顶直角建筑物以及人字形建筑物的有效提取。     

材质和倾角属性筛选的光伏屋顶提取

针对城市光伏屋顶类型多样致使样本不平衡,高空间分辨率卫星影像光伏屋顶提取问题,提出了一种材质和倾角属性筛选的方法。通过选取天津市南开区、红桥区、和平区、河东区卫星影像,利用标注于光伏屋顶的材质和倾角两种属性筛选出样本均衡的数据集,借助TensorFlow框架下集成的U-Net算法并合理设置参数,得到了光伏屋顶提取结果,并与未利用材质和倾角两种属性筛选情况下的光伏屋顶提取结果进行对比。试验结果表明：本文方法提取精度较高,尤其是对于研究区域不常见的光伏屋顶,能够提取出更为完整准确且边界清晰的结果。     

基于移动激光扫描点云数据和遥感图像的建筑物三维模型快速建模方法

建筑物的三维建模是城市三维建模和可视化的重要组成部分。本文提出一种基于点云数据与遥感图像的建筑物三维模型快速建模方法。首先,运用改进的RANSAC法从点云数据中提取建筑立面,根据立面区分平顶建筑与人字形屋顶建筑;在此基础上,进一步对建筑物的高度进行提取;之后,利用区域增长法从遥感图像中提取建筑物屋顶轮廓,利用形态学方法对提取出的轮廓进行规则化处理,并基于Freeman链码提取轮廓角点,得到规整的轮廓;最后,根据提取出的建筑高度属性对屋顶轮廓拉伸并进行纹理映射,实现对建筑物的三维重建。通过实例证明,提出的方法能快速、高效地实现建筑物三维模型的重建。     

基于Hough变换的建筑物半自动提取

提出了一种基于Hough变换的建筑物半自动提取方法.该方法针对由人工给定建筑物的初始角点并通过统计屋顶主方向对Hough变换的搜索范围和搜索角度进行限制,从而稳定快速地提取出屋顶的边缘.然后利用最小二乘的方法对提取出的屋顶边缘进行精确对中,实现了对平顶直角建筑物以及人字形建筑物的有效提取.     

福州海绵城市建设中屋顶绿化的截水作用研究

城市屋顶绿化具有截留水分、改善生态环境等作用,可作为海绵城市建设的重要内容。以福州市的鼓楼、台江和仓山3区为研究对象,选取Landsat8 OLI遥感影像为主要数据,基于连续最大角凸锥(sequential maximum angle convex cone,SMACC)方法提取屋顶绿化率,建立其与全局植被湿度指数(global vegetation moisture index,GVMI)的关系模型,并对屋顶绿化率进行模拟与分析。结果显示,福州市3区屋顶绿化率总体较低,平均值仅17.34%,绿化率为10%~20%的比例为66.55%,而绿化率高于50%的仅占5.11%;绿化率不同,湿度亦有变化,表明屋顶植被具备不可忽视的截水能力。通过构建屋顶湿度h与绿化率r的关系模型发现二次曲线模型拟合优度最佳;当屋顶绿化率高于16.30%时,截水效果开始明显;而在绿化率从30%升至60%过程中,截水能力提高速率最快,平均可达57.9%。选取2个典型小区对屋顶绿化率进行模拟分析,进一步证明该模型的合理性。研究成果证实了屋顶绿化的截水功能,并确定了截水目标下的屋顶绿化率阈值,可为海绵城市建设提供重要参考。     

能源碳排放的空间估算研究进展

针对传统基于行政区域的能源碳排放估算方法难以提供行政区域内部的碳排放空间分布信息的问题,该文在已有研究的基础上,根据依托数据、空间尺度和空间化方式的不同,总结出了三种能源碳排放的空间估算方法和其相关应用,并对不同数据和方法的优缺点进行了比较分析。现有研究的不足主要体现在碳排放数据的缺失和估算方法的有效性上,该文针对这些不足进行了讨论,并对这一领域的未来发展进行了思考和展望。     

自然火灾碳排放估算模型参数的遥感反演进展

植被燃烧会产生大量的温室气体,为及时了解自然火灾对区域和全球尺度的碳循环和碳平衡模式的影响,有必要研究自然火灾碳排放的大尺度估算方法。结合遥感技术"宏观、快速、实时、客观"获取地表信息的独特优势,对利用遥感技术估算自然火灾碳排放的方法进行综述,概括了自然火灾碳排放使用的估算模型及其需要的主要输入参数,其次分别介绍了模型输入参数的遥感估算方法,并对各方法的优缺点进行分析和评价,最后提出现有方法的改进建议。     

基于局部约束的建筑物屋顶点云平面分割方法

建筑物屋顶面点云分割结果的好坏对建筑物三维模型重建起着重要的作用。针对传统RANSAC算法建筑物屋顶面点云的分割问题,提出了一种基于局部约束的建筑物点云平面分割方法。利用点云局部曲面法向约束构建法向准则,利用半径约束的点云空间聚类的方法对共面屋顶面点云进行分解,从而抑制"伪屋顶面"的产生;利用局部抽样策略降低算法的迭代次数,减少运算量。实验表明该方法能够获得稳定可靠的建筑物屋顶点云分割结果,将有利于后续的建筑物三维模型重建。     

基于CryoSat-2数据的海冰厚度估算算法比较

以北极为研究区,使用CryoSat-2数据,利用现有海冰厚度卫星测高研究中4种主流算法(Laxon03算法、Kurtz09算法、Yi11算法和Laxon13算法)分别对北冰洋海冰厚度进行估算,并将估算结果与研究区IceBridge机载激光测高冰厚数据进行了比较,探索各算法海冰厚度估算的差异,寻找最优的估算算法,为估算长时序海冰厚度提供基础和参考。结果表明,4种算法估算的海冰厚度空间分布较为一致,但不同算法估算的结果差异较大,可达0.476 m;4种算法估算结果大小依次为Laxon03算法、Yi11算法、Laxon13算法、Kurtz09算法;4种算法估算的平均海冰厚度差异,在北极波弗特海海域最大,其次是北极中心海域、格陵兰和挪威海;Laxon13算法估算结果相对于IceBridge观测结果与其他算法相比,具有最小的平均偏差和均方根误差,是卫星测高估算海冰厚度的最优算法。     

基于地统计学空间插值法的作物单产估算

针对第三次全国农业普查农产量抽样调查的样本调查方法改革后,现行的传统农作物单产抽样调查估算方法无法有效利用调查样本所包含的空间差异性来估算抽样设计中子总体的作物单产等问题,提出了一种基于地统计学的空间插值估算方法,对调查队取得的样本数据进行深度挖掘。以河南省辉县为研究区,以冬小麦单产为研究对象,进行实验和结果分析。结果表明,利用地统计学克里格插值法取得的村级冬小麦平均单产估算精度在90%以上的村达到研究区村总量的91%,且其中83%的村估算精度优于95%;估算精度在90%以下的所有村的冬小麦种植总面积仅占全县的2.26%,对全县产量的影响微乎其微。基于地统计学的空间插值法很好地分析和利用了样本属性中的冬小麦单产信息表现出的空间相关性和异质性,不仅能较高精度地估算出现行的传统农作物单产推算方法无法给出的抽样设计中子总体(全县各村)的单产信息,而且能较好地给出总体(全县)的单产信息。利用该方法得到的全县冬小麦平均单产估算精度达到97.75%,高于现行的传统农作物单产抽样调查估算精度,估算效果良好,方法可行性高,相对传统方法还可起到费省效宏的作用。     

农作物种植面积遥感估算的影响因素研究

针对不同的农作物种植结构区,研究影响遥感影像分类各因素与农作物种植面积估算精度的定性和定量关系是十分必要的。以Rapid Eye影像提取的早稻种植信息为研究对象,从农作物的种植成数、种植破碎度和地块形状指数3个角度进行了不同空间分辨率下各因素对农作物面积监测的影响研究。结果表明:随着农作物种植成数的降低,种植结构越来越破碎,种植地块趋于狭长分布,各分辨率下农作物面积估算精度均呈递减趋势;要达到85%以上的面积估算精度,当作物种植成数在50%以上时,可选取高于150 m分辨率的遥感数据;当作物种植较为破碎时,需要在提高影像空间分辨率的同时融入其他技术手段;当作物种植地块为狭长分布时,提高影像的空间分辨率并不能保证面积估算精度,必须通过其他技术手段达到精度要求;并最终得到了4种影响因素对面积估算精度的定量评估模型。研究结果为解决不同农作物种植结构区遥感数据的选择、面积估算精度的提高,以及在特定研究区和数据源条件下可达到的面积估算水平等问题提供了理论基础。     

数字图象象质的评定

本文根据信息论的原理,对数字图象中所包含的目标和白噪声进行了分析。利用目标的空间相关性,提出了一种估算目标的信息量和白噪声的墙的方法。该方法在变焦图象的象质评定和卫星图象除去噪声方面取得了良好的应用效果。     

震前尼泊尔GPS速度场分析

针对多数GPS时间序列分析中未考虑与时间有关的噪声问题,该文利用GAMIT/GLOBK软件对尼泊尔地震前2011—2015年连续观测的GPS数据进行解算,对时间序列进行噪声分析,利用频谱分析法确定噪声模型,最后在考虑噪声特征下,利用时间序列分析软件CATS估算其周期性和站点速度场。结果表明:尼泊尔境内的连续站的最佳噪声模型是"白噪声+闪烁噪声";没考虑时间序列中时间相关的噪声,水平速度场估算误差被低估7~8倍;同时该区域GPS时间序列存在波峰较为一致的周期运动,区域内的水文荷载是造成该现象的主要原因,因此在研究该地区地壳构造运动时,必须考虑水文荷载等非构造运动带来的干扰。     

厦门CORS基准站稳定性分析

利用GAMIT/GLOBK10.5软件解算2013—2015年厦门CORS基准站三年连续观测的GPS数据,研究厦门CORS基准站稳定性。对获取的时间序列进行噪声分析,首先使用频谱分析法确定噪声模型,然后采用CATS软件顾及噪声估算精确的周期项和速度场。结果表明,厦门境内的连续站的最佳噪声模型是"白噪声+闪烁噪声",计算结果显示顾及时间序列中时间相关的有色噪声,速度场估算误差将被低估6~7倍。     

建筑物LiDAR点云的屋顶边界提取

提出了一种建筑物LiDAR点云的屋顶边界提取方法.首先构建了离散的建筑物屋顶LiDAR点的TIN模型,在TIN模型中根据点的空间几何关系,过滤整个三角网的边界线,从而过滤出初始边界点.在初始边界点构成的边界中,过滤出边界斜率变化显著的点作为拐点.利用所有的屋顶LiDAR点将拐点扩展,得到边界的扩展点,由扩展点构成的屋顶边界为最终提取的建筑物屋顶边界.     

利用层间连接和平滑策略重建屋顶三维模型

面向数字城市和智慧城市建设急需城市建筑三维模型支撑的需要,本文基于机载LiDAR数据,以“顾及平整性的屋顶面片分割—屋顶层间连接—三维模型重建”为脉络,提出了一种采用层间连接和平滑策略的建筑屋顶三维模型重建方法。在屋顶面片提取过程中,充分顾及了屋顶面片的平整性;并在屋顶面片平整基础上,提出层间连接点的概念,以实现高效、快速的模型重建工作。试验部分,本文从屋顶面片重建完整率与正确率、重建几何精度及建筑物高程对于重建的影响3个方面作了较为详尽的评价与分析,并在国际摄影测量与遥感学会标准数据集支撑下,与国际同行进行试验对比。试验结果表明,建筑屋顶重建的完整率和正确率分别达到90%和95%;在偏移距离评价方面,平均偏移距离和标准差最优分别达0.05 m和0.18 m。因此,本文方法可有效完成建筑屋顶三维模型重建,重建模型准确度高、完整性好。     

MOLI天基激光雷达系统进展及展望

精确测量森林生物量对分析全球碳循环有重要意义,星载激光雷达能大范围、高精度获取森林冠层结构和林下地形信息,为森林生物量和碳汇估算提供支撑。日本宇宙航空研究开发机构(Japan Aerospace Exploration Agency, JAXA)最新提出多足印观测激光雷达和成像仪计划(Multi-footprint Observation LiDAR and Imager, MOLI),旨在结合激光测高仪和光学相机准确估算全球碳储量。本文对MOLI系统的研制计划、任务目标、仪器参数、数据产品等方面进行了详细梳理,并根据其特点对我国后续激光测高载荷提出若干建议。     

陆地总初级生产力遥感估算精度分析

准确估算陆地总初级生产力GPP(Gross Primary Productivity)数值对碳循环过程模拟有重要影响。本文介绍了多种基于植被指数以及基于光能利用率的遥感GPP算法,综述了不同算法在其研究区域的估算精度;并分析了MODIS/GPP以及BESS/GPP两种遥感GPP产品在不同植被类型的估算精度。通过对比全球碳通量站网络GPP数据表明,MODIS/GPP产品在全球估算结果具显著相关性(R2=0.59)及中等标准误差(RMSE=2.86 g C/m2/day),估算精度较高的植被类型有落叶阔叶林,草地等;估算精度较低类型包括常绿阔叶林,稀树草原等。本文对GPP产品中存在的不确定性进行分析,通过综述前人研究中发现的遥感估算GPP方法中存在的问题,指出可能的提高卫星遥感GPP产品估算精度的方法及发展趋势。     

遥感技术用于大型单体滑坡风险评估与管理

本文以平武县文家坝滑坡为研究对象,从地质、地貌、水文3方面分析了该滑坡形成的条件;以遥感地质学相关理论为指导,在地质资料、地形图、CPS数据的支撑下,经过实地验证,建立了滑坡解译标志;对震后SPOT5影像进行解译,提取出滑坡周界、滑坡要素等信息,估算出滑坡规模,分析了滑坡的发育特征;确定滑坡的坡度、岩性、地震因素、水文...