测绘地物波谱本底数据库

地物波谱特性是利用遥感进行建模反演和地物目标探测识别的理论基础,波谱数据库对于提高遥感应用水平有重要作用。为规范和丰富中国波谱数据库并促进其在测绘等领域的应用,依托国家科技性基础专项,建立了“测绘地物波谱本底数据库”,在数据规范编制、波谱数据采集实验与整编入库、地物波谱数据库建设和应用示范初步探索方面取得重要进展。在波谱数据采集和处理的标准规范方面,建立完善了测绘地物波谱与配套非波谱数据收集与汇总标准、测绘地物波谱和配套非波谱参数测试技术规范、测绘地物波谱库地物分类编码规范。依照项目制定的数据规范标准,对现有波谱数据进行了整编和入库,共计整编数据1.4万余条;组织实施了全国范围的典型地物波谱采集实验以及相应配套参数测量实验,主要试验类型包括典型地物波谱测量试验、定点时间序列测量试验、多尺度测量试验、全波段测量试验、参数控制测量试验和无人机观测试验等,共计获取地物波谱1.7万余条。特别是在华北和东北进行了全波段观测试验（可见光—近红外波（0.35—2.5 μm）、红外波段（3—15 μm）、微波波段（Ka、K、X、C、L波段））,获取冰雪、土壤、植被冠层、人工目标的全波段数据。为方便波谱数据的应用和共享,项目建设了包含3万余条数据的测绘地物波谱本底数据库（GOSPEL）及数据共享平台。依据地物波谱数据的类型和应用需求,形成了全波段典型地物波谱数据集、多角度光谱反射率数据集、多尺度典型地物反射率数据集、长时间系列波谱数据集等共25个特色数据集。基于测绘地物波谱本底数据库进行了地物分类、遥感机理模拟、遥感定量反演、遥感产品验证等方面的应用示范。     

青海柴达木盆地地物波谱特征和遥感最佳波段选择

本文叙述了在航空多光谱扫描成像前, 首先要在工作区进行地物波谱测试, 为多光谱扫描成像取得理想效果、选择最佳波段提供依据。1986年在青海柴达木盆地测得了190多个水、土、植被、岩石与盐类沉积物等地物的波谱数据, 经综合整理, 按DS-1260②的可见光到近红外10个波段, 用数理统计的T检验和秩和检验进行青海柴达木盆地找钾盐航空多光谱遥感最佳波段选择的方法探索。     

地物波谱数据辅助的SPOT影像模拟真彩色方法研究

提出一种新的高分辨率遥感影像真彩色模拟方法。该方法从遥感成像光谱角度,依据地物波谱特性,采用光谱角匹配模型(SAM),首先计算出地物在绿(G)、红(R)、近红外(NIR)以及短波红外(SWIR)波段的整体和局部波谱向量角;然后根据角度距离构建最小距离隶属函数,查找对应地物波谱库中最为相似的地物波谱;最后对此条地物波谱曲线积分计算出该像素点在蓝波段的反射率。实验表明,该方法模拟出的SPOT真彩色影像在视觉效果和空间信息上优于传统的方法。     

高光谱图像稀疏流形学习方法研究

<正>高光谱图像是由成像光谱仪记录地物对电磁波的反射值而获取,包含从可见光到近红外范围内的数十上百个连续且狭窄的波段。高光谱图像光谱分辨率高,可辨识细微差异的地物,目前已广泛应用于环境监测、精准农业、目标识别和地物分类等领域。在高光谱图像分类中,传统分类方法因数据量大、波段数多、波段间的相关性强而导致"维数灾难"。因此,如何减少波段数且不丢失有用信息是目前高光谱图像分类领域的研究前沿与热点。     

遥感数据(TM)的地空相关性研究及其在成矿预测中的应用

在合理的大气物理假设前提下,本文通过对遥感方程的推导,论证了遥感传感器各通道接收的亮度R_ij与地物的反射亮度W_ij呈线性相关。依据这一地空波谱数据的相关关系,笔者在对典型铜多金属矿床的野外波谱实测基础上,经与TM遥感数据进行相关分析,建立了典型矿床的地面波谱反射率数据与TM图像最佳波段数据的相关模型,并据这些相关模型,将TM图像反演成与矿床地面波谱有关的地空相关图像,同时建立了矿床光谱识别模型,并据其进行了计算机图像矿床光谱异常识别。TM数据的地空相关性研究的应用结果表明,矿床的地面波谱研究及其与遥感TM数据的相关分析方法在成矿预测、找矿靶区定位中应用效果颇佳,是多金属矿产信息提取值得借鉴的方法。     

内陆水体藻类叶绿素浓度与反射光谱特征的关系

通过研究内陆水体反射光谱特征与藻类叶绿素浓度之间的关系,建立藻类叶绿素高光谱定量遥感模型。在实验地太湖地区,采用高分辨率地物光谱仪实地测量了湖水在可见光和近红外波段（３００－１１００ｎｍ）的反射光谱曲线,并且同时采样分析叶绿素、总悬浮固体物质浓度等水质参数。研究发现在叶绿素浓度较高时（〉５μｇ／Ｌ）,水体光谱反射比Ｒ７０５ｎｍ／Ｒ６７５ｎｍ、叶绿素在７００ｎｍ附近反射峰的位置等与叶绿素浓度有较好的     

基于不同空间信息源的地物光谱反射率模拟图像分析

本文利用ERDAS Imaging软件中的Modeler模块,开发了地物光谱反射率图像的模拟技术。以野外实测地物光谱反射率数据为依据,用土地利用类型图和高分辨率遥感影像图作为地物空间分布的信息源,以陆地资源卫星TM1-4波段为例,模拟了4个波段的地物光谱反射率图像,合成了真彩色和标准假彩色图像。对基于不同空间信息源的地物光谱反射率模拟图像进行了对比分析,指出了进一步研究的方向。     

基于不同空间信息源的地物光谱反射率模拟图像分析

本文利用ERDAS Imaging软件中的Modeler模块,开发了地物光谱反射率图像的模拟技术。以野外实测地物光谱反射率数据为依据,用土地利用类型图和高分辨率遥感影像图作为地物空间分布的信息源,以陆地资源卫星TM1-4波段为例,模拟了4个波段的地物光谱反射率图像,合成了真彩色和标准假彩色图像。对基于不同空间信息源的地物光谱反射率模拟图像进行了对比分析,指出了进一步研究的方向。     

基于光谱指数的高温目标识别方法

目前,高温目标遥感识别研究所采用的波段或光谱指数大多局限于定性分析,缺乏定量评价指标与筛选方法。为建立具有普适性的波段筛选原则及评判指标筛选方法,实现高温目标的有效识别,根据方差分析思想,构建可分性度量指标对高温目标与各类常温地物分别进行特征波段筛选,确定高温目标识别的若干有效波段,结合地物波谱特性构建并筛选高温目标最优识别指数。研究表明,经定量筛选综合确定的最优光谱指数能有效将高温目标与绝大多数常温地物区分开;在此基础上,再利用区分高温目标与易与其混淆的彩钢地物的最优识别指数进行二次识别,可进一步提高识别精度,高温目标2次识别精度分别为95. 4%和97. 6%。     

泰国高光谱矿物填图与矿产数据库建立

高光谱遥感,在成像过程中,它利用成像光谱仪,在可见光、近红外、中红外、热红外波段范围内,获取许多非常窄的连续光谱的影像数据,其成像光谱仪可以收集到上百个非常窄的光谱波段信息,实现了地物的空间信息、辐射信息、光谱信息的同步获取。本文基于遥感平台,对泰国研究区的Hyperion数据进行研究,采用光谱角矿物填图(SAM)方法进行填图,对研究区矿产预测评价起到了良好的辅助效果。在现代地理信息系统学科技术和地理数据库的基础上,将泰国研究区中所获得的地质、遥感、矿产等相关数据资料进行入库,建立泰国国家的数据库。     

WorldView-3短波红外影像分类性能研究

WorldView-3卫星在8个可见光-近红外(VNIR)波段的基础上,新增了8个短波红外(SWIR)波段,大大提高了对地物信息的提取能力。利用随机森林分类方法分别对可见光-近红外8个波段影像和可见光-近红外-短波红外16个波段的影像进行实验验证;采用基于多尺度分割技术的面向对象方法对合理的特征空间进行实验与挑选。结果表明,引入SWIR波段后分类性能总体精度提升了3.78%,人工地物制图精度提升了5.65%,自然地物制图精度提升了2.88%;且允许识别特定类别(村镇中的红色低矮砖瓦房居民区),能保持地物较为完整的形状信息,可提高多光谱遥感影像的分类精度。     

黄河口水体光谱特性及悬沙浓度遥感估测

通过黄河口含沙水体野外遥感光谱反射率的观测实验，探讨了黄河口水体表观光谱特性，分析了悬浮体中有机颗粒含量和悬沙粒度对光谱特性的影响。针对Landsat TM／ETM^＋影像波段特性，对黄河口含沙水体在其可见光至近红外4个波段的光谱特性进行了模拟分析，并结合表观光谱观测数据建立了经验回归函数，以估测不同时相黄河口水体表层悬沙的浓度。     

地物波谱数据库建设进展及应用现状

地物以其固有的特性反射、吸收、辐射和透射电磁波。不同地物表面对不同波长的电磁波反射/辐射/散射特性不同,成为利用遥感手段进行目标物探测与识别的理论基础,而地物波谱数据库的建成对定量遥感建模、地表参数反演及环境生态监测等具有重要作用。近年来,国内外各研究机构已建成部分地物波谱数据库,通过收集典型地物波谱数据,记录长期积累且相对稳定的波谱信息及其配套参数,支持地物分类、目标识别等领域的研究。本文综述了国内外主要地物波谱数据的建库历程,阐述了波谱数据库在各专业领域的主要应用成果,分析比较现有的国内外波谱数据库平台在波段覆盖、地物类型、配套参数及共享方式的特点及不足。在此基础上,针对波谱数据库在建设中存在的数据管理分散、测量质量控制和配套参数的标准规范不完善、数据利用效率不充分等问题,给出了初步建议。最后,探讨各学科对波谱数据库平台的应用需求,并对波谱数据库建设重点将面向全波段、多尺度、多时相的通用型知识库的发展趋势进行展望。     

大型沉水植物狐尾藻不同盖度的光谱特征

地物特征与其光谱特征的关系是解译遥感影像的关键。本研究利用ASD便携式地物光谱仪对上海崇明国际湿地公园人工湖中的沉水植物狐尾藻的反射光谱进行了初步研究。结果表明,随狐尾藻盖度的增加,其光谱反射率、一阶和二阶导数红边斜率的峰值也相应增加,不同盖度狐尾藻的光谱反射率的差异主要表现在500—650nm和700—900nm波段范围。分别对狐尾藻盖度与这些波段的光谱反射率及根据一阶和二阶导数获得的光谱指数进行回归分析,得到了较好的线性关系。应用回归分析得到的线性方程,可以根据测定的光谱反射率定量反演水体中的狐尾藻盖度。研究结果可为监测大型沉水植物的高光谱遥感影像解译和分类提供技术支撑,为大尺度遥感监测沉水植物的分布和动态变化提供科学依据。     

成像光谱遥感技术及其图像光谱信息提取的分析研究

成像光谱技术是80年代发展起来的最新遥感方法。本文对其原理、理论基础及图像光谱信息提取的方法进行了探讨,并在红外细分光谱(FIMS)金矿蚀变带信息提取分析研究的基础上,通过对可见光细分19波段AMSS、澳大利亚的24波段GEOSCAN、MKII AMSS及美国GER64通道成像光谱数据的初步处理,发展和形成了一些针对超多波段成像光谱数据的图像处理和分析及光谱信息提取的方法。 成像光谱信息提取的方法,主要包括图像光谱反射率转换技术、图像光谱曲线显示、光谱特征参数测度(光谱吸收特征的波长位置、宽度、深度)、图像地物光谱曲线与地物光谱数据库的信息匹配以及地物光谱识别专家系统。本文以红外细分光谱图像在金矿蚀变带信息提取分析中的应用为例,讨论了成像光谱图像的一种处理分析技术及其发展前景。     

SZ-3 CMODIS 数据的质量及应用分析

中等分辨率成像光谱仪(CMODIS)具有34个光谱段,包含了从可见光、近红外、短波红外和热红外波段的波谱信息.本文结合2002年5月在北京地区开展的地面同步观测实验,对CMODIS数据质量进行了初步分析与评价,并对其在土地利用覆盖和水体污染分布监测等方面的应用效果进行了研究与分析.研究结果说明,CMODIS 数据质量达到了应用要求,可正确地反映不同地物类型的波谱响应.     

中分辨率遥感图像条带噪声的去除

CMODIS是中国第一个发射上天的中分辨率成像光谱仪 ,它有 34个波段 ,波长范围从可见光到红外波段。CMODIS数据含有大量有很高实用价值的光谱信息。但是由于CMODIS传感器之间对接受的地物辐射信号的响应特性不同导致CMODIS数据中的许多波段含有大量的条带噪声 ,严重影响了CMODIS数据的解译和信息提取。在介绍了几种常用于TM ,MSS ,SPOT等多传感器遥感图像中的条带噪声去除方法基础上 ,提出了一种新的有限长脉冲响应滤波 (FIR)法 ,并比较了该方法和其它几种常用方法对几何纠正前后非均匀地物分布的CMODIS数据的去条带噪声结果。结果表明这种新方法要优于本文中提到的几种常用方法 ,具有很好的去条带噪声效果 ,同时保持图像原有信息。这种方法在其它多传感器遥感图像的条带噪声去除中也有很强的适用性。     

基于机载多光谱遥感数据的溢油信息提取方法

为研究应用紫外-可见光-近红外-热红外遥感数据识别海上溢油的方法,利用机载多光谱溢油监测设备获取了舟山海域多光谱遥感数据,并利用野外地物光谱仪获取了水体和油膜的反射光谱。通过提取并分析机载多光谱遥感图像上多目标的影像特征和光谱响应特征,利用决策树分类法对海上油膜相对厚度的分布进行分类和制图。研究表明,基于机载多光谱遥感数据的溢油信息提取方法总体分类精度达93.7%,能够准确区分薄油膜和厚油膜,可有效提取海洋溢油污染信息,完全能够满足海洋溢油污染遥感监测需求。     

一种基于地物波谱特征的最佳波段组合选取方法

对多光谱数据选取最佳的波段组合,是图像解译和专题信息提取的重要前提。文中提出一种基于地物波谱特征的最佳波段组合选取方法,即综合考虑方差、相关系数、OIF指数和地物间的可分离性4个因素,利用ERDAS和EXCEL等工具进行各指标的解算,并通过实验,选择红菱矿区1995年的TM多光谱影像为数据源,选取了基于水体波谱特征的最佳波段组合TM345。经定性分析和定量计算,验证了该方法的可行性。     

校园典型地物波谱特性数据库系统研究

通过对山东科技大学若干典型地物如植被、水体、岩石的波谱特征测定、波谱图像处理,获得了较详细的地物波谱数据。结合当前地物波谱的研究现状及成果,建立了一个便于查询山东科技大学地物波谱特性的数据库系统。同时研究了地物波谱的动态变化规律,为进一步遥感数据分类等应用提供基础数据,为学生进行遥感实验提供基础资料。