风化及其它类荒漠漆表面层对高光谱分辨率遥感的影响（二）

由地表风化产生的表面覆被层的矿物质，其质地或与它的基岩矿物相似，或十分不同，虽然这类表面层的厚度仅有几微米到几毫米，但它们却完全控制了地面的反射光谱。与此相似，有些由风吹送的尘埃、胶结物或其它附着物在表面形成的外层也是影响遥感反射光谱的重要因素。这种由胶结物形成的表层往往是深色（甚至黑色）的，因为它们通常出现在干旱区，故常称为“荒漠漆（“ｄｅｓｅｒｔｖａｒｎｉｓｈ”）。尽管这些暗色对我们的眼睛并无特别之处，但这类表面层（通常为粘土）在短波红外区（ＳＷＩＲ）具有低反射率的吸收特征，并能据此推断它们的矿物成分。因此，为了要在遥感图象和地面的实际“地质状况”之间建立联系，必须对裸露岩石表面特征具有良好的了解。由于不可能在野外总能找到“新鲜”的岩石表面，因此，人们必需能将“岩石内部”物质的光谱和它“上、下表面”的光谱区分开。本文以西澳大利亚中部依尔干地区（Ｙｉｌｇａｒｎ）为例，研究了该地区深度风化的镁铁质、超基性岩和长英质岩石对光谱的影响。     

通过航空POLDER数据估计地表二向性反射分布函数(英文)

研究中，通过选择目标区的ＰＯＬＤＥＲ图象数据来估计目标的二向性反射分布函数，其主要结果可简述如下：１）我们发展了一种大气纠正算法，它适用于源自ＰＯＬＤＥＲ传感器的图象数据格式。通过这种算法，将连续的不同视角的ＰＯＬＤＥＲ陆地图象转化为一系列表面反照率图象，该过程考虑了多次散射。２）然后，选定２１个目标区，包括河流、水塘、城市、道路、森林等，其光谱二向性反射分布函数通过连续的反照率图象来估计。研究发现，水表面的二向性反射分布函数５５０ｎｍ，６５０ｎｍ，８５０ｎｍ处呈现朗伯体特征，同时发现有植被覆盖地表的二向性反射分布函数在５５０ｎｍ和６５０ｎｍ处大致为各向同性，而在８５０ｎｍ处则表现为各向异性。该文给出了所有靶区按经验二向性反射分布函数的拟合参数值。     

风化及其它类荒漠漆表面层对高光谱分辨率遥感的影响（一）

由地表风化产生的表面覆被层的矿物质，其质地或与它的基岩矿物相似，或十分不同，虽然这类表面层的厚度仅有几微米到几毫米，但它们却完全控制了地面的反射光谱。与此相似，有些由风吹送的尘埃、胶结物或其它附着物在表面形成的外层也是影响遥感反射光谱的重要因素。这种由胶结物形成的表层往往是深色（甚至黑色）的，因为它们通常出现在干旱区，故常称为“荒漠漆”（“ｄｅｓｅｒｔｖａｒｎｉｓｈ”）。尽管这些暗色对我们的眼睛并无特别之处，但这类表面层（通常为粘土）在短波红外区（ＳＷＩＲ）具有低反射率的吸收特征，并能据此推断它们的矿物成分。因此，为了要在遥感图象和地面的实际“地质状况”之间建立联系，必须对裸露岩石表面特征具有良好的了解。由于不可能在野外总能找到“新鲜”的岩石表面，因此，人们必需能将“岩石内部”物质的光谱和它“上、下表面”的光谱区分开。本部分以美国加里福尼亚东部Ｗｈｉｔｅ－Ｉｎｙｏ山区高海拔地区早古生代白云质碳酸盐的风化表面为例，研究其岩石表面风化特征与海拔高度的关系。     

光谱角度填图方法及其在岩性识别中的应用

光谱角度填图（ＳＡＭ）是成像光谱图像处理技术中,对岩石矿物进行谱形识别的主要方法之一,但其应用效果并不十分理想。以内蒙古渣尔泰山为实验区,从岩石实验室反射光谱的相似系数聚类分析入手,研究了光谱角度填图方法的优劣,及其产生的原因。探讨了利用均值图像参与分类的处理方案,从而改善了光谱角度填图方法中易于产生“异类同谱”的不足,获得良好的岩性识别效果。     

矿化蚀变区典型地物光谱特征分析与空间结构研究——以内蒙古突泉县—扎鲁特旗成矿带为例

基于野外实测光谱数据,分析岩石、土壤和植被的光谱反射特征,提出在光谱特征空间研究典型地物的几何结构与空间关系,分析总结中等植被覆盖的矿物蚀变区典型地物在光谱特征空间中的分布形态与空间分布关系,为遥感矿化蚀变信息提取提供科学依据。     

成象光谱图象光谱吸收鉴别模型与矿物填图研究

本文提出了一种光谱吸收鉴别模型，拟通过矿物光谱吸收特征的鉴别，在成象光谱上实现矿物直接识别与填图。该模型的核心是光谱吸收指数技术（ＳＡＩ）。从理论上探讨了ＳＡＩ的本质，应用Ｈａｐｋｅ光谱模型讨论了ＳＡＩ与光谱吸收系数（ｄ）以及单散射反照率（ｗ）之间的函数关系，并从成象光谱图象辐射信息传递过程分析了图象ＳＡＩ与光谱吸收深度的关系，而光谱吸收深度与岩石矿物成分含量之间具有定量关系，这显示了ＳＡＩ提取矿物定量遥感信息能力。ＳＡＩ已经成功地应用于ＦＩＭＳ、ＭＡＩＳ和ＧＥＲＩＳ图象处理与矿物填图，本文通过哈图、塔里木、以及澳大利亚松谷的实例研究，表明ＳＡＩ是一种有效的提取矿物类型与丰度信息的方法。     

微量元素在植物光谱中的响应机理研究

微量元素与植物光谱特征的研究是光学遥感定量化研究的重要内容之一。本研究利用高光谱地面光谱仪（GER）在湖南黔阳地区不同地质地球化学背景下的同一垂直剖面上分别测量了岩石、土壤植物（林灌草）的反射光谱曲线和植物叶片的8种微量元素含量。通过研究微量元素Fe,Mn,Cu,Zn,Co,Cr,Mo,B与植物（包括林灌草）反射光谱间的相关性研究发现Co的含量与植物光谱绿区（0．56μm附近）反射率存在强的负相关，Mn,B,Mo和Zn分别在可见光、近红外、短波红外存在较好的相关性和光谱响应。     

用几何光学模型对方向变化和直方图建模(英文)

森林和林地的图象二向性反射函数是一个统计函数，较之小尺度的树冠，它更多地用于大尺度的均匀覆盖的地块。用航空象片和高空间分辨率扫描仪数据作的图象热点影响研究在小尺度下显示出很大方差，而且，太阳和观测角度的交互变化进一步增加了这种反射各向异性变化的方差并有规律地继续呈现在分辨率低的图象中，这被称作ＢＲＶＦ或二向性反射方差函数。近年来，作为一种解释结构的手段，高分辨率图象的方向性方差和直方图结构越来越受到重视，这方面的数据也越来越多。这项工作是利用图象方差来解释结构问题（Ｓｔｒａｈｌｅｒ和李小文倡导）的一种延伸，并在过去１５年中由众多人员作了大量工作。在树冠尺度下，森林的直方图和二向反射方差函数可以计算出来，这里利用了近似迭代函数来处理这些数据并和数值积分模拟进行了对比，结果显示可对二向性反射方差函数的测量和引入直方图的各向异性进行准确建模。     

开封市郊冬小麦冠层反射光谱特征分析

通过对开封市郊冬小麦整个生育阶段反射光谱的测量,分析了不同生育阶段、播种垄向及土壤背景对冠层光谱反射的影响。结果表明：不同生育阶段的冬小麦反射光谱特性总体趋势符合植被的反射光谱特性,但是又有一些差异;不同垄向冬小麦的反射光谱也不一样,南北垄向的光谱反射率高于东西垄向光谱的反射率;不同土壤背景的冬小麦反射光谱也存在差异。     

成象光谱遥感图象的有限光谱混合分析

本文提出了一种成象光谱数据处理的新方法──有限光谱混合分析方法ＣＳＭＡ（ＣｏｎｓｔｒａｉｎｅｄＳｐｅｃｔｒａｌＭｉｘｔｕｒｅＡｎａｌｙｓｉｓ），该方法将图象中每一象素看作多种类别地物的混合，利用成象光谱仪各波段反射值计算各个类别所占的比例，这是一个求解混合光谱方程最优解的过程。本文提出的有限光谱混合分析方法是在约束条件下求混合光谱方程的最优解，并提出了快速算法。该方法可以得到比传统遥感分类更有意义的结果，使遥感技术更趋于定量化、实用化。     

土壤有机质光谱特征研究

对在宜兴市和横山县采集的174个土样400nm～2500nm波段的光谱曲线进行了研究。为了有效去除背景噪声对目标光谱的影响，并将非线性关系线性化，首先对土壤光谱进行了14种变换，然后运用光谱微分技术、逐步回归分析等方法研究了土壤光谱反射特性与土壤有机质之间的关系。结果表明，反射率对数的一阶微分这一变换形式对土壤有机质含量最为敏感。建立了相应的回归预测模型，模型方程判定系数达到0．885，较好地利用土壤光谱反射特性预测了土壤有机质的含量。     

数字精纠正卫片的专题制图应用

陆地卫星多光谱扫描图象经数字精纠正处理后，图象平面位置精度可达1个象元，能满足1：20万地质图制精度要求。使用纠正后的图象进行地质判读制图可以节省工时、减少误差。     

松嫩平原典型土壤高光谱定量遥感研究

为实现松嫩平原典型土壤理化参数时空信息的快速获取,为定量遥感、精准农业等相关研究服务,以松嫩平原典型土壤的高光谱反射率为研究对象,分析土壤反射光谱特征及其与土壤理化参数的关系,建立基于反射光谱指数的土壤理化参数遥感估算模型;提取黑土光谱特征点,建立黑土反射光谱曲线模拟函数.结果表明:松嫩平原不同土壤光谱特征差异主要在450-600,600-800 nm两个吸收谷部分,土壤有机质是黑土反射光谱特征的决定因素;不同于南方土壤,铁对松嫩平原典型土壤反射光谱特征的影响较小;随着含水量的增加,土壤水分对土壤光谱反射率的作用过程可以用三次方程定量描述;基于土壤反射率及反射光谱特征的土壤理化参数光谱预测模型可以用于土壤相关理化参数的快速测定;基于光谱特征点的黑土反射光谱曲线模拟函数可以准确描述黑土的反射光谱特征,这一方法可以用于高光谱数据压缩和基于多光谱数据的高光谱反射率重建.     

多光谱图象数据的无损压缩

使用标准无损图象压缩技术，能满足空间相关的需要．当处理多光谱函象数据时，在光谱相关方面也取得了少许进步．在本文中，我们提供一些新的无损压缩技术。它以简单和精巧的方式获取的光谱相关同空间相关同样地好．这些方法是基于构造树概念，它将图象划分为没有因果关系的构造模型．我们提供出自适应还原技术和自适应压缩技术。然后，又给出了相似于自适应还原技术的有效的计算方法．模拟成果说明，对于高分辨率多光谱图象，使用多光谱相关以及空间相关能有效地节省存储空间。还有，为此所付出的代价是很小的。     

绿洲农田典型盐碱斑光谱特征与盐分反演建模

通过野外测定盐碱斑光谱反射率,对光谱数据进行去包络线处理,并分析盐碱斑光谱特征。结合盐碱斑表层土壤电导率,进行盐碱斑电导率和反射光谱相关性分析。结果表明,绿洲农田盐碱斑光谱反射曲线650~700 nm波段为盐碱斑电导率最敏感波段,可通过该波段数据与盐碱斑的电导率建立盐碱斑电导率光谱预测模型。     

高光谱遥感技术在岩石识别中的应用

依据不同岩石的光谱特征,通过图像处理方法,对各种岩石类型信息进行提取,使高光谱遥感技术在地学领域的应用由定性分析到定量识别。     

南方山地森林蓄积量遥感估算研究

提高我国南方山地森林蓄积量遥感估算精度的关键在于准确理解森林反射光谱的内涵。本文对南方山地森林反射光谱进行了分析,利用“条件均化”准则,提高了同类地物亮度的一致性;利用DTM,进行地形辐射校正,以消除地形辐照度差异。在此基础上,本文利用K-T变换提取了林分光谱特征和林分环境特征,建立了森林光谱信息与环境信息间的关系,构造了具有一定物理意义的蓄积量遥感估算模型。经试验,结果较为理想。对主要林分类型,其估算精度达到90%,因而可用于南方山地。     

激光荧光遥感系统在地物识别上的应用研究

应用我国自行研制组装的激光荧光遥感系统,测试了包括岩石、土壤、植物、水体以及人工建筑材料在内的各种样品的激光诱导荧光光谱。研究结果表明,应用地物荧光峰的位置、强度及它们的组合指标,不仅能区分上述各基本类型的地物,而且还能往下级单元续分。还表明,激光荧光遥感系统具有相当广泛的应用前景,在某些方面可望超过当前常用的、以反射光谱为基础的被动式遥感。     

面向土壤分类的高光谱反射特征参数模型

提出了一种无损、快速、成本低的土壤分类方法,选取松嫩平原4种典型土壤(黑土、黑钙土、风砂土和草甸土)耕层(0—20 cm)土样的实验室反射光谱数据作为研究对象,采用重采样、包络线消除法处理光谱数据,提取反映反射光谱特征的光谱特征参数,利用K均值聚类(K-means clustering)和决策树(decision tree)分别进行聚类分析和分类模型构建,实现土壤的快速分类。结果表明,利用表层土壤反射光谱特征参数构建的决策树分类模型可以对研究区土壤进行分类。研究成果有望加快土壤制图,为土壤理化性质的时空变化研究提供技术支持。     

粤西地区红土光谱特性研究

土壤中水分、有机质和氧化铁的含量对其光谱特征有很大影响。本文对粤西红土的有机质光谱指标、水分、氧化铁含量与 野外光谱特征进行分析。研究表明，在短波红外波段，水分含量与野外红土反射光谱关系最密切； 在近红外波段，氧化铁含量与 野外红土反射光谱关系最密切； 在可见光波段，有机质对野外红土光谱影响最大。