基于遥感技术的内陆湖泊水质监测系统

针对传统内陆湖泊水质监测应用周期长、不连续、费用较高的局限性,介绍基于遥感数据的内陆湖泊水质监测系统,包括系统需求、系统框架、系统结构及系统特征,并讨论系统未来设计的改进.     

湖泊营养状态遥感评价及其表征参数反演算法研究进展

湖泊富营养化由于其可导致藻类水华暴发,引发生态系统灾变和饮用水风险,是中国乃至全球湖泊面临的主要生态环境问题.湖泊营养状态精准、实时、大范围的同步监测是准确掌握湖泊水环境变化特征,开展富营养化成因分析、评价评估、治理修复和管理考核的重要基石.相比地面调查的传统手段,遥感具有快速、大范围、周期性等优点,已经广泛应用于叶绿...     

植被生物物理参数的光学遥感反演方法综述

传感器技术的迅速发展为植被生物物理参数反演提供了大量可用的光学遥感数据,处理这些海量数据需要稳健高效的反演技术支持。本文总结了利用光学遥感影像定量获取植被生物物理参数的反演方法,将这些方法分为参数回归、非参数回归、基于物理模型和混合方法。首先,回顾了这些方法的理论基础,并分析了它们各自的优缺点。然后,介绍了已发表的应用案例,展示了这些方法在植被生物物理参数反演处理中的实际运用。最后,对这些方法在未来的发展和应用前景进行了展望。     

植被生态遥感参数定量反演研究方法进展

植被参数是生态遥感定量反演的热点和难点,也是生态系统研究的基础性参数。本文在广泛阅读国内外公开发表的文献资料基础上,将现有的植被生态遥感参数概括为物理类、生化组分类、能量和功能类3大类,系统梳理了每类参数定量反演的主要模型方法,进行优缺点和适用性分析,对现阶段存在的不足和未来发展趋势进行了探讨。物理类植被生态遥感参数主要介绍了植被覆盖度、生物量、叶面积指数、树高等研究进展,生化组分类植被生态遥感参数主要介绍了植被含水量、叶绿素含量和光合能力等研究进展,能量类植被生态遥感参数介绍了光合有效辐射、植被吸收光合有效辐射等研究进展,功能类植被生态遥感参数主要介绍了植被生产力和碳交换量等研究进展。存在的主要问题包括混合像元分解、病态反演、物理模型应用过程中的误差传递、数据融合的尺度效应和空间变异性、模型耦合的最优方案确定问题。     

应用GA-SVM的渭河水质参数多光谱遥感反演

建立了基于支持向量机的遥感水质参数反演模型, 构建了基于浮点数编码的遗传算法优选模型参数。以渭河为研究对象, 基于高分辨率多光谱遥感SPOT-5数据和水质实地监测数据, 分别建立了一元和多元经验模型进行渭河水质参数的反演。在样本数目有限的情况下, 提出的GA-SVM方法的反演结果比神经网络和传统的统计回归方法好, 且各方法的多元回归结果均好于一元回归的结果。SVM具有强的非线性映射能力, 适合小样本情况, 由GA实现了模型参数的自动优选, 使GA-SVM用于解决回归问题表现出优势。将机器学习和全局优化智能     

人工神经网络模型反演植被生物量参数

该文利用 1988年小麦生长期中生物量参数和微波 (10 2GHz)主被动遥感实测数据 ,作为输入输出I/O矢量对 ,训练人工神经网络为参数反演模型。然后用 1989年小麦生长期中微波主被动遥感实测数据和该神经网络模型 ,来反演其生物量参数在整个 1989年生长期中的变化。反演结果与遥感实测结果作了很好的比较     

用数值方法模拟观测误差对水质浓度反演模型参数的影响 ——以叶绿素a浓度为例

在2003年10月27日和28日观测的太湖水质光谱试验数据的支持下,利用数值模拟方法研究了试验数据误差与水质浓度反演模型经验常数之间的关系。研究结果表明,当试验数据误差分别服从正态分布与均匀分布时,反演模型的经验常数随着试验数据误差的增加而呈发散状态。根据试验数据误差与反演精度的关系可知,26.58%的试验误差对应着30%的反演精度,这就意味着在不考虑遥感影像处理所产生误差的前提下,严格控制试验数据误差在26.58%以内,是反演精度打破±30%的技术瓶颈的关键要素之一。     

线性正则化遥感反演中正则化参数的确定方法

研究了线性正则化反演中正则化参数的确定方法,提出了以香农熵减最大化为条件的正则化参数确定方法——最大熵法,并以具体遥感反演实例,和常规正则化参数确定方法比较,证明了最大熵法在观测数据误差不大的情况下有明显优势,在观测数据误差方差大、而先验知识精度较高时也显示优势。     

内陆湖泊颗粒有机碳反演及日变化初步研究

以太湖及洞庭湖为例,检验海洋一类水体颗粒有机碳(particulate organic carbon, POC)浓度遥感估算方法在内陆湖泊二类水体中的适用性,结果表明,一类水体POC反演模型并不适用于二类水体。针对二类水体建立了以近红外波段(834 nm)为因子的单波段POC反演模型以563及834 nm波段组合为因子的两种双波段反演模型,模型验证结果显示,单波段模型的均方根误差(RMSE)为1.12 mg/L,平均相对误差(MAPE)为35.8%,两个双波段反演模型的RMSE分别为1.09 mg/L及1.11 mg/L,MAPE分别为37.3%及37.8%,三种模型均可用于太湖及洞庭湖水体的POC浓度遥感估算。在此基础上,以太湖为例,建立了基于静止轨道卫星海洋水色(GOCI)卫星数据的太湖POC反演模型,反演模型的MAPE为35%。利用5月13日8景GOCI影像,研究了太湖POC浓度日变化,发现POC浓度日变化存在两个阶段:上午至中午的递减阶段和中午至傍晚的递增阶段。     

基于仿真修正的序列SAR图像内波参数反演方法

针对合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)序列图像,提出了基于仿真修正的序列SAR图像内波参数反演方法。该方法使用规则化长波方程(Regular Long Wave,RLW)和M4S模型数值仿真SAR序列图像中的同一列内波,并通过与实际图像的对比修正反演参数。实验表明,该方法克服了现有方法依赖于历史水文数据精度和SAR成像条件的限制,其反演结果与实测值十分接近。     

农作物含水量的遥感反演

利用遥感手段,在短波角度斜率指数(shortwave angle slope index,SASI)的基础上,采用全局植被湿度指数(global vegetation moisture index,GVMI)获取单位面积的植被冠层水分含量(EWTcanopy),建立了农作物水分含量的相关统计模型,并对黄淮海平原农作物水分含量进行反演研究。结果表明,该角度指数模型与EWTcanopy之间有很强的相关性,由此模型计算得到的黄淮海平原农作物水分含量,与同期的土壤相对湿度有较强的一致性。     

遥感图像数据库基于内容查询的研究

在分析图像数据库信息特征的基础上，讨论了图像数据库的一般关系模型图像数据库基于内容查询的定义，提出了相应的集合代数模型，指出遥感图像基于内容查询实现的两种方案。并以GIS要素与遥感图像的空间关系为基础，着重分析了GIS支持的遥感图像基于内容查询系统的主要算子，对基于图像特征索引的内容查询，也作了一般形式化的讨论并给出了应用的系统框架。     

水质遥感监测方法的探讨

不同水质具有不同的光谱特征,可以利用遥感技术对水质进行监测.水质监测结果是水质评价与水污染防治的主要依据,随着水体污染问题的日渐严重,水质监测成为社会经济可持续发展必须解决的重大问题,无论内陆水体还是海洋水体,其水质影响到国民生产和人们的生活用水,准确、快捷的水质监测显得尤为重要.水质遥感监测具有监测范围广、速度快、成本低和便于进行长期动态监测的特殊优势,在水体水质监测中具有巨大的应用潜力.本文主要对水质遥感监测方法进行探讨.     

ALI遥感数据的岩矿反射率反演方法研究

岩矿反射率反演是遥感蚀变信息提取中最基础、最关键的一个过程。本介绍了卫星EO-1携带的先进陆地成像仪(ALI)为及其定标方式,分析了两种重要的岩矿反射率反演方法:表观反射率的计算和地表真实反射率的反演。通过分析表明:表观反射率实现关键是参数的获取,地表真实反射率反演关键是模型的选择和参数设置。就反演效果来说,基于大气辐射传输的FLAASH模型优于公式计算的表观反射率,这对应用遥感数据进行岩矿蚀变信息提取的研究人员有一定的参考价值。     

基于PostGIS的遥感数据服务系统检索研究

在遥感数据服务系统中,为了快速高效地检索出用户需要的遥感数据信息,常使用PostgreSQL开源数据库的空间数据扩展PostGIS,模拟遥感数据服务系统的使用场景.从建立数据库索引、构建查询语句等方面入手,分析并设计了更高效、更适合遥感数据服务系统的数据库索引建立策略,证明了在遥感数据服务系统中,同时建立GIST空间索...     

基于遥感影像的煤矿沉陷区水深反演研究

目前,用遥感研究水深多集中于沿海及内陆水域,煤矿塌陷地水深反演研究很少。本文以徐州九里塌陷湖为例,通过分析水深值与水体反射率的关系,得到各单因子的线性、非线性反演模型,经分析其误差相对较大;选取各水深分段内误差较小的因子,最终建立多元回归模型,其绝对误差、相对误差均优于单因子模型。     

遥感反演支持下德清市水体富营养化监测及时空变化分析

采用2000～2010年的陆地卫星TM数据,选取叶绿素a作为主要水质参数对浙江省德清市境内的水体富营养化程度进行反演。在同步实测数据缺乏的条件下,基于波段特征的比值法可以有效地进行叶绿素a的反演,对于反演结果分析总结德清地区水质污染情况并分析原因。     

湖泊水环境卫星遥感监测系统的设计与实现

在全国第二次湖泊资源调查成果的基础上,将水环境基础资料、遥感信息、水文气象信息、水环境模型等进行综合管理,利用ENVI/IDL二次开发语言对全国重点湖泊建立了专业遥感模型,探索建立了湖泊水环境卫星遥感监测系统。以太湖为示范区对系统进行应用,制作了水环境参数专题产品。     

基于遥感反演的冰雪参数对气温变化的响应研究

通过对2003-03上旬楚科奇海受暖空气影响过程中MODIS影像反演得到的海冰表面温度(IST)和表层雪粒径(SGZ)等参数的变化进行研究,解释冰雪参数对环境因子变动的响应机制。研究发现,MODIS热红外反演得到的IST对气温(AT)变化的响应比较迅速。根据03-10 IST与AT可建立响应函数IST(AT),进而得到IST与IST(AT)的差值e图像,e可作为剔除气温影响后的冰面温度异常指数,有助于优化基于MODIS IST的冰间水道的提取。