基于多频率极化SAR影像的洪河国家级自然保护区植被信息提取北大核心CSCD

植被是湿地生态系统健康状况的"晴雨表",明晰湿地中植被的时空分布,是湿地修复与重建、保护与合理利用的前提和基础。以洪河国家级保护区为研究区,利用全极化C-band Radarsat-2和L-band PALSAR数据,根据极化合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)目标分解理论,提取了该保护区不同波长的极化分解参数和特征参量,整合为多源极化SAR数据集,利用多尺度迭代分割算法和Random Forest机器学习算法,构建了研究区中植被的遥感识别模型,实现了对研究区中植被的高精度分类,并对比分析了不同频率SAR数据集在植被识别精度上的差异。研究结果表明,利用整合PALSAR和Radarsat-2极化数据集,获取的植被遥感分类结果的总体分类精度为86.77%,比利用PALSAR极化数据集的分类结果精度提高了15%,但是其与利用Radarsat-2极化数据集的分类结果精度差异不显著;浅水草本沼泽的生产精度达到了90.91%,深水草本沼泽的用户精度为90.63%;C-band PALSAR数据比L-band PALSAR数据更适用于高精度识别洪河国家级自然保护区中的植被。     

基于多频率极化SAR影像的洪河国家级自然保护区植被信息提取

植被是湿地生态系统健康状况的"晴雨表",明晰湿地中植被的时空分布,是湿地修复与重建、保护与合理利用的前提和基础。以洪河国家级保护区为研究区,利用全极化C-band Radarsat-2和L-band PALSAR数据,根据极化合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)目标分解理论,提取了该保护区不同波长的极化分解参数和特征参量,整合为多源极化SAR数据集,利用多尺度迭代分割算法和Random Forest机器学习算法,构建了研究区中植被的遥感识别模型,实现了对研究区中植被的高精度分类,并对比分析了不同频率SAR数据集在植被识别精度上的差异。研究结果表明,利用整合PALSAR和Radarsat-2极化数据集,获取的植被遥感分类结果的总体分类精度为86.77%,比利用PALSAR极化数据集的分类结果精度提高了15%,但是其与利用Radarsat-2极化数据集的分类结果精度差异不显著;浅水草本沼泽的生产精度达到了90.91%,深水草本沼泽的用户精度为90.63%;C-band PALSAR数据比L-band PALSAR数据更适用于高精度识别洪河国家级自然保护区中的植被。     

Classification of full-polarization ALOS-PALSAR imagery using SVM in arid area of Dunhuang

Classification is an important process in interpretation of synthetic aperture radar(SAR) imagery. As an advanced instrument for remote sensing, the polarimetric SAR has been applied widely in many fields. The main aim of this paper is to explore the ability of the full-polarization SAR data in classification. The study area is a part of Dunhuang, Gansu Province, China. An L-band full-polarization image of Dunhuang which includes quad-polarization modes was acquired by the ALOS-PALSAR(Advanced Land Observing Satellite–the Phased Array type L-band Synthetic Aperture Radar). Firstly, new characteristic information was extracted by the difference operation, ratio operation, and principal component transform based on the full-polarization(HH, HV or VH, VV) modes SAR data. Then the single-, dual-, full-polarization SAR data and new SAR characteristic information were used to analyze quantitatively the classification accuracy based on the Support Vector Machines(SVM). The results show that classification overall accuracy of single-polarization SAR data is poor, and the highest is 56.53% of VV polarization. The classification overall accuracy of dual-polarization SAR is much better than single-polarization, the highest is 74.77% of HV VV polarization data. The classification overall accuracy of full-polarization SAR is 80.21%, adding the difference characteristic information, ratio characteristic information and the first principal component(PC1) respectively, the overall accuracy increased by 3.09%, 3.38%, 4.14% respectively. When the full-polarization SAR data in combination with the all characteristic information, the classification overall accuracy reached to 91.01%. The full-polarization SAR data in combination with the band math characteristic information or the PC1 can greatly improve classification accuracy.     

Evaluating effects of Dielectric Models on the surface soil moisture retrieval in the Qinghai-Tibet Plateau

Based on the measurement of L-band ground-based microwave radiometer(ELBARA-III type)in the Qinghai-Tibet Plateau and theτ-ωradiative transfer model,this research evaluated the effects of four soil dielectric models,i.e.,Wang-Schmugge,Mironov,Dobson,and Four-phase,on the L-band microwave brightness temperature simulation and soil moisture retrieval.The results show that with the same vegetation and roughness parameterization scheme,the four soil dielectric models display obvious differences in microwave brightness temperature simulation.When the soil moisture is less than 0.23 m3/m3,the simulated microwave brightness temperature in Wang-Schmugge model is significantly different from that of the other three models,with maximum differences of horizontal polarization and vertical polarization reaching 8.0 K and 4.4 K,respectively;when the soil moisture is greater than 0.23 m3/m3,the simulated microwave brightness temperature of Four-phase significantly exceeds that of the other three models;when the soil moisture is saturated,maximum differences in simulated microwave brightness temperature with horizontal polarization and vertical polarization are 6.1 K and 4.8 K respectively,and the four soil dielectric models are more variable in the microwave brightness temperature simulation with horizontal polarization than that with vertical polarization.As for the soil moisture retrieval based on the four dielectric models,the comparison study shows that,under the condition of horizontal polarization,Wang-Schmugge model can reduce the degree of retrieved soil moisture underestimating the observed soil moisture more effectively than other parameterization schemes,while under the condition of vertical polarization,the Mironov model can reduce the degree of retrieved soil moisture overestimating the observed soil moisture.Finally,based on the Wang-Schmugge model and FengYun-3C observation data,the spatial distribution of soil moisture in the study area is retrieved.     

时序SAR影像相干点目标识别方法研究

时序差分干涉技术是近年来地面沉降监测领域的重要研究方向,基于时间序列SAR影像的稳定点目标识别和检测是进行时序差分干涉技术的关键和基础.本文针对短时间序列SAR影像的特点和普遍使用的点目标识别方法的局限性,借鉴散射体识别方法,综合考虑振幅和相位在时序SAR影像上的变化特征,采用多时相子孔径共轭内积和子孔径信息熵来获取时间序列过程中能够保持相位稳定的点目标,并用平均相干系数对选取的相干点目标进行修正.选取包含广州城区、东莞部分区域的2007年3月至2009年1月的17景Envisat ASAR数据进行实验,分别计算了方位向、距离向以及交叉向共轭内积和信息熵,并用基于高分辨率卫星影像数据解译的土地利用数据对提取的相干点目标进行验证.结果表明,利用多时相的子孔径影像共轭内积和信息熵可以得到比较可靠的相干点目标,交叉共轭内积在试验区域能获取精度高达92％的相干点目标.     

差分干涉测量黄河三角洲天然湿地水位变化研究

利用合成孔径雷达差分干涉测量技术监测湿地水位变化,对湿地保护、恢复和重建具有非常重要的意义.利用C波段VV极化和L波段HH极化合成孔径雷达影像,结合同步野外测量和调查工作,在各季节不同时间间隔下,研究不同湿地类型的后向散射特性差异和干涉相干性差异;在对影响干涉相干性的因素进行评价的基础上,建立差分干涉测量湿地水位变化监测的函数模型,利用获取的合成孔径雷达影像,分析黄河三角洲的天然湿地水位变化.研究结果表明,利用差分干涉测量技术不仅可以获取湿地水位变化,而且还能提供水位变化的空间细节,这是本技术最突出的特色.     

基于改进的频谱位移雷达干涉去平算法研究

雷达干涉处理过程中,平地相位去除在整个干涉处理过程中是不可忽视的一步.平地相位一方面使干涉条纹密集化,另一方面加大了后续相位解缠以及相位到DEM转化的难度,基于频谱位移的去平算法是目前比较常用的方法,常规的频谱位移算法忽视了图像本身特点,通过圆周位移之后,仍然有大量的残余相位,导致去平结果不够准确.文中采用改进的常规频移去平算法,根据干涉纹图距离向与方位向平地相位分布情况,采用分块插值频移算法;并用短基线的SRTM数据以及长基线的JERS-1数据进行了实验.通过与常规频移方法比较,结果表明,该改进算法能有效去除干涉纹图中的平地相位.     

雷达差分干涉测量

合成孔径雷达（SAR）差分干涉测量（D-InSAR)是利用SAR图像的相位信息提取地表沿雷达视线向的形变信息的一种有效手段，该文阐述D-InSAR的基本原理，分析该技术在地震监测，火山研究和细微的地表形变监测等方面的应用研究，并分析未来D-InSAR的应用前景。     

干涉SAR的二维相位解缠算法研究

相位解缠是干涉合成孔径雷达 (INSAR)应用的重要步骤之一。本文通过一定的实验研究 ,对比分析了现有的几种主要的相位解缠算法的原理和特点。路径积分算法的局域算子和最小二乘算法的全局算子是这两类解缠算法的本质特征。而各种不同的算法对不同的数据也各自有其特定的适宜性 ,算法的选择应该视实际数据的特点而定。     

基于JERS-1雷达干涉测量的格罗夫山冰盖信息提取

东南极格罗夫山地区是由我国科学家最新发现的南极内陆冰盖陨石富集地。本文采用该地区1996年三个时相的JERS-1合成孔径雷达(SAR)原始数据,进行了成像和干涉处理;分析了该地区的雷达图像特征,干涉条纹图与冰面地形、干涉基线(时相、空间)和冰川流动的关系,干涉相干性与基线和冰面变化的关系;定性地揭示了格罗夫山地区冰流的模式,发现了存在于角峰群内部的冰流。此外,本文还分析了该地区干涉去相干的主导因素。     

辽宁省滨海湿地景观格局变化研究

辽宁省沿海岸线分布有丰富的滨海湿地资源,在区域经济发展中发挥着重要作用。基于1990年和2000年的Landsat ETM影像获取了辽宁省滨海湿地斑块图形数据,选用生态意义较明确的景观特征指数,对辽宁省滨海湿地的景观格局变化进行了研究。结果表明,1990年至2000年间,辽宁省滨海湿地总面积呈萎缩状态,由1990年的17620.04 km2减至2000年的17331.72 km2,减少幅度为1.6%;湿地斑块数量亦在减少,由1990年的2 021块减少至2000年的1770块;湿地景观多样性指数和均匀度指数则呈下降趋势,分别由1990年的1.425和0.594下降至2000年的1.409和0.588。     

三江平原环型湿地土壤温度梯度的研究

三江平原环型湿地是低温 (碟型洼地 )和高温 (岛状林 )两种环境组合的典型区 ,为了研究三江平原环型湿地土壤温度梯度特征 ,对环型湿地 4种群落的土壤温度进行了观测。结果表明 ,由环型湿地的中心到边缘 ,土壤温度逐渐升高 ,土壤温度垂直变异由大逐渐减小。各群落深层土壤温度日变化不明显 ,而季节变化较明显 ,不同群落间深层土壤温度水平变异和垂直变异差异以 6月最大 ,8月和 10月份差异较小。这是由于环型湿地的中心到边缘 ,土壤层的厚度逐渐变薄 ,土壤水分含量逐渐降低 ,泥炭层的厚度逐渐变薄以至消失 ,冻结层融解时间逐渐推迟造成的。环型湿地中心的致冷效应有利于有机质的积累和保持环型湿地生态系统的稳定性。研究环型湿地的土壤温度梯度有助于从水热角度来进一步揭示沼泽湿地的生态环境效应 ,为湿地的保护及合理利用提供科学依据。     

三峡水库蓄水至156 m水位后白夹溪消落带植物群落生态学研究

三峡水库2006年10月底蓄水至156m水位后,已形成大面积消落带。为了解水位变动情况下,水库消落带植物群落的生态学特征,于2008年7～9月选择位于三峡水库腹心的澎溪河支流白夹溪,对145～156m高程消落带进行了调查。从植物群落的物种组成、生活型和结构特征等方面进行分析,并运用TWINSPAN法对消落带植物群落进行数量分类。结果表明,澎溪河支流白夹溪消落带植物群落物种较丰富,共有高等植物96种,分属36科73属,植物区系地理成分简单;植物群落生活型以一年生植物为主;植物种类构成以湿生、水生植物为主,占总种数的76.04%。TWINSPAN数量分类将调查的68个样方分为10个植物群落类型,其中最具代表性的群落有苍耳(Xanthum mongolicum)+狗牙根(Cynodon dactylon)群落、苍耳群落、双穗雀稗(Paspalum paspaeoides)群落、双穗雀稗(Paspalum distichum)+空心莲子草(Alternanthera philoxeroides)群落和白茅(Imperata cylindrica)群落,群落特征明显表现出对水位涨落及小生境差异的适应。     

三江平原湿地CH4、N2O的地-气交换特征

利用暗箱-气相色谱法对三江平原3种具有代表性的湿地类型（常年积水的毛果苔草沼泽、季节性积水的小叶章湿草甸和灌丛湿地）进行了为期两年的CH⁴和N²O现场同步观测。结果表明,湿地全年CH⁴和N²O通量有明显的季节和年际变化,与温度和土壤水分条件密切相关。在发生季节性干旱的年份,生长季（5月¹0月）CH⁴排放通量峰值出现在6月和8月,呈双峰型;而在降水充沛的年份,CH⁴排放通量峰值出现在6、7月份,呈单峰型。冰冻期（11月到次年4月）CH⁴排放通量十分的微弱,其中灌丛湿地表现为负排放。3种类型湿地N²O通量一般在非冰冻期表现为排放,呈双峰型,5月份融化期为第一个高峰期,7、8月为第二个高峰期,冰雪覆盖期表现为吸收。湿地CH⁴和N²O通量在春季的融冻期,存在此消彼长的现象。     

Tonic Immobility Behavior Used by Lobella sokamensis to Adapt Water-saturated Environment in Marshes

Collembola is well known as one of the most important soil meso-faunas of terrestrial ecosystem. As terrestrial arthropods, some water-dependent Collembola live in or near water environment. However, hydrodynamic analysis of water-walking showed that Collembola individuals retain smooth end of claw which are barely high efficient for water walking. The high abundance of Collembola habiting in the wetlands implies an important water-adaptive way of water moving that exists in these animals. This study chose Lobella sokamensis as sample; it is uniquely distributed in and near standing water in the marshes in Northeast China. In order to test the function of water to habitat selecting, free choice behavior experiment was set at a water gradient arena and the effect of the plants in the marshes was analyzed through double choice test. The numbers of the animals stayed at dry, mediated, wet areas were recorded after 0.5 hour, 11 hours, 23 hours, and 32 hours in free choice behavior and analyzed the data with SPSS software. Analogue method and data analysis was applied at double choice test. In order to describe the movement feature of Lobella sokamensis on the water, the activity on the water surface was observed. The results showed that the species had water-repellent and moss-attractive behavior. Tonic immobility gesture was observed when the animal floating on water surface and it was quite efficient for escaping from water when water level was fluctuating. The water flow increased Lobella sokamensis' s transferring in the wetlands. The results illustrated that the moss in the wetlands was vital for distribution of Lobella sokamensis, but tonic immobility was basic for population diffusing for this inactive Collembola. The importance of close connection of moss and water was indicated in the paper, which should be concerned during Collembola biodiversity preserving in the Sanjiang Plain. This is the first demonstration of immobility behavior for water adaptation in Collembola from the wetlands.     

若尔盖湿地面临的威胁、保护现状及对策分析

若尔盖湿地是中国残存面积最大的高原泥炭沼泽,具有丰富的生物多样性和生态资源。然而长期以来,这片湿地明显萎缩,生态环境极度脆弱,正面临着空前的生态危机。在分析了若尔盖湿地及其生物多样性面临的主要威胁,包括自然因素和人为因素的基础上,总结了若尔盖湿地保护现状,包括建立保护区、加强宣传、开展科研调查活动、以及各种保护项目和工程,并从国家层次、地方层次和保护区层次上提出了有效缓解若尔盖湿地面临威胁的对策。     

Mapping glacier velocities on Svalbard using ERS tandem DInSAR data

The results presented show how glacier velocities can be measured and calculated from Earth Resources Satellite (ERS) tandem interferometric synthetic aperture radar (InSAR) data by the use of geographical information systems (GIS) and non-interferometric software. A semi-automatic algorithm using existing and newly implemented modules in ESRI's GIS software Arc has been developed to unwrap existing height differentiated interferometric SAR (DInSAR) data. The algorithm is applied to a data set covering glaciers from the arctic archipelago Svalbard. Estimated DInSAR velocities are decomposed into the glacier surface flow direction using a digital elevation model (DEM). Velocity fields for the glaciers Isachsenfonna, Akademikerbreen and Nordbreen on Svalbard are presented.     

广东省典型湖泊叶绿素浓度垂向变化模型及影响机制

叶绿素浓度垂向变化影响遥感反演精度和富营养化评价。湖泊水体叶绿素浓度影响因子众多,其垂向变化规律仍是当前的研究难点。以广东省3个典型湖泊的叶绿素浓度、营养盐浓度、藻种及粒径结构等数据,分析了叶绿素浓度垂向变化规律与影响机制,并用不同函数来拟合建模。结果表明：各水体不同时期拟合函数各异,需要分时间、分区域讨论;浅水区域（或浅水湖泊）叶绿素浓度自上而下先减后增,用傅立叶变换拟合效果佳;深水区域的规律是自上而下递减明显,用高斯函数拟合效果较好。浅水区域,光照和水温对垂向浓度的影响在本研究中体现不明显,但营养盐及底泥对其影响较明显;深水区域的垂向浓度变化是藻种、水温、营养盐等因子共同作用的结果。     

米草属植物盐沼湿地甲烷排放研究综述

米草属植物是典型的盐沼湿地优势种,在北美东海岸及墨西哥湾广泛分布,同时作为一种引入种或入侵种分布在西欧沿海湿地及我国广大沿海湿地,并有不断扩大其分布区面积的趋势,构成了全球沿海盐沼湿地的重要组成部分,也是全球重要的甲烷排放天然源。综述了国内外关于米草属植物盐沼湿地甲烷排放研究进展,包括米草属植物盐沼湿地甲烷排放通量、季节变化、甲烷的产生、氧化与传输以及影响甲烷通量的主要因子。