定量遥感升尺度转换研究综述

尺度转换问题是定量遥感领域基础而重要的科学问题之一.重点针对升尺度转换研究现状,从现象描述、尺度效应产生原因分析、尺度转换方法归纳及尺度转换效果评价4个方面进行细致论述.认为目前的研究主要存在3个问题:①基于离散的多传感器影像进行的反演量尺度转换研究,受到不同传感器间成像参数归一化精度的影响;②反演量物理模型发展有限,基于这些模型的反演量连续空间尺度转换研究仍不成熟;③基于分形理论等数学方法的反演量连续空间尺度转换研究取得了一定的进展,但仍受限于尺度上推理论与技术的发展水平.对于定量遥感升尺度转换研究的发展趋势,做出如下展望:①随着成像参数归一化技术的进步,问题①将得到更有效的处理,这将有助于实际应用问题的解决;②连续空间尺度转换模型构建是升尺度转换研究发展的重要趋势.随着多学科知识的融入,定量遥感反演理论的发展及尺度上推理论与技术的进步,问题②与③亦将得到较好的解决,这将有益于揭示遥感反演量真正意义上的尺度转换规律.     

中国不同地区典型河流中多环芳烃分布特征研究

为了调查研究我国大面积不同流域河流系统中多环芳烃分布特征以及不同地区之间的来源差异,选择了分别代表中国中部、西部和东北部的长江武汉段、涪江及松花江为研究区域,测定了河流水体中16种优先PAHs的含量,并进行了其污染来源识别。结果表明,16种多环芳烃含量范围为N.D.～317.56 ng/L,最高值出现在长江武汉段;在16种多环芳烃单体中,不同地区呈现出不同的组成特征,涪江和松花江以低环PAH组成为主,而长江武汉段高环PAH含量增加;其组分含量高低及特征比值分析结果显示松花江和涪江的来源主要是燃烧源,而长江武汉段来源复杂。     

基于内蒙试验场地的定标系数真实性检验方法研究与不确定性分析

定标系数的真实性检验是确定载荷性能和开展定量化应用的基础.文章在分析定标与真实性检验差异的基础上,介绍了两种定标系数真实性检验方法.以环境卫星CCD相机为例,基于内蒙古试验场多年测量数据,分析地面测量法和参考卫星法在真实性检验过程中的不确定性,模拟不同观测条件下定标系数真实性检验的误差.研究结果表明,卫星在大角度观测下,地表的方向反射特性和大气路径的变化是影响真实性检验精度的主要误差,必须开展地表的方向性校正和大气观测几何归一化处理,以提高真实性检验的精度.     

湖南洞庭湖水系As和Cd等重金属元素分布特征及输送通量

土壤地球化学调查显示,长江沿岸,尤其湖南洞庭湖流域存在以镉为主的重金属高值带。为进一步确定As和Cd等重金属元素在河流中的存在形式、迁移方式和通量等地球化学特征,本研究在洞庭湖水系主要干支流的关键位置布置采样点,分夏季丰水期和冬季枯水期两次,采集了原水、0.45μm过滤水和0.20μm过滤水等水样品,以及悬浮物固体样品,分析了水和悬浮物样品中As和Cd、Pb等重金属元素含量。结果发现,As元素在湘江、资水、湘江上游支流西河和耒水中含量最高,耒水、西河及湘江的Pb、Zn含量相对偏高,Cd在湘江、耒水及汨罗江的含量也明显高于其他河流;研究区河水中As、Ni、Cd和Zn等元素在水中离子态比例较大,其溶解态含量受河水pH和温度的控制,湘江、西河、耒水和汨罗江中悬浮物As、Zn、Cu、Cd、Pb和Cu等元素含量远高于其他水系悬浮物,这与这些流域内存在多金属矿区密切相关;不同元素在河水中迁移途径有很大差别,As以溶解态和胶体态为主要迁移形式,Pb、Zn、Cu、Cd和Ni等重金属元素以悬浮物形式迁移的比例最大;主要入湖河流中,湘江输入洞庭湖的As、Zn、Cu和Cd总量最大,年通量分别为961.43 t、478.90 t、101.67 t、59.58 t。     

磁化率对土壤重金属污染的指示性研究——以沈阳新城子区为例

通过对399件表层土壤磁化率参数与化学组成的分析测试,较系统地总结了沈阳新城子区土壤磁化率特征,并初步进行了磁化率对土壤重金属污染的指示研究。结果表明:(1)不同土壤类型中磁化率差异较大,棕壤中由于人为作用较大,其均值最高。不同堆积类型中磁化率差别较大,洪积物和残坡积物中平均值最高,冲积物中最低。不同农作物对元素的需求不一样导致磁化率的含量变化范围存在着区别。(2)土壤的磁化率与土壤中Cd、Pb、Hg、Cu、Zn等重金属元素含量呈显著正相关,且与土壤pH值呈显著负相关关系,能反映出土壤酸化的状况,对土壤污染程度有较好的指示性。(3)利用磁化率可以快捷地划分污染区。     

基于CBERS-02卫星数据的参数定量反演算法及软件设计

针对中巴资源(CBERS-02)卫星数据的定量化处理技术进行比较概括的阐述.在中国卫星应用中心已有的产品体系基础上,考虑CBERS卫星多波段摄像机、宽视场成像仪及红外多光谱扫描仪数据定量化的特点,建立了CBERS-02卫星数据定量化产品体系.并对其中的主要定量化过程与产品反演算法进行描述,具体包括CBERS-02数据的场地辐射定量标和交叉辐射定标结果、云监测算法、大气校正算法、地表反射率和反照率以及以此为基础的得到的植被指数等相关定量化产品算法.介绍了定量化处理CBERS-02卫星数据的软件,为CBERS-02数据的应用提供了技术支撑.     

土壤中重金属元素Pb、Cd地球化学行为影响因素研究

通过研究湖南洞庭湖地区水稻土中Pb、Cd与土壤有机质、粘粒和pH值的关系,结果表明,(1)土壤中有机质含量与Cd、Pb有着显著的正相关性,土壤中有机质含量增加可明显降低Cd和Pb的离子态和可交换态含量。(2)随着粘粒含量增加,Pb和Cd离子可交换态占全量的比值略有增加,这说明粘粒表面吸附的Pb和Cd容易进入植物体中,对生态系统安全具有危害的组分。(3)Cd离子交换态与土壤pH值呈显著相关关系,土壤酸化使Cd的离子交换态比例上升,可直接导致农作物中Cd含量增加,防止土壤酸化是控制Cd对生态系统危害的有效途径;Pb的离子交换态与全量的比值与pH值具有显著的相关性,对于Pb污染严重的土壤,保持土壤pH值在弱酸性至弱碱性范围,防止土壤酸化和盐碱化,可以降低Pb危害。土壤有机质含量、pH值等是控制重金属元素地球化学行为的重要因素之一。     

面向无重叠区多源瓦片的拼接匀色技术研究

五层十五级瓦片在并行计算和分布式数据库存储方面具有很大的优势,能极大地提高遥感产品的生产速度。针对瓦片离散、无重叠和色彩差异问题,提出一种基于Wallis滤波的无重叠多源瓦片拼接匀色方案。对多源遥感影像瓦片进行匀色处理,使得拼接后的多源瓦片影像色彩一致,无拼接缝。采用GF1和Landsat8数据进行实验和质量评价。结果表明,该方法能够有效消除多源瓦片之间的缝,水平方向上和竖直方向上均能实现多源无重叠瓦片的无缝拼接和匀色,为进一步利用瓦片数据价值提供参考。     

基于OpenMP的重力张量并行正演CSCD

重力张量是重力位的二阶空间导数,对密度体的变化和细节部份反映更为灵敏。对于复杂的重力密度模型来说,张量的解析公式是很难推导的。为了模拟这种情况,将复杂模型进行有限元剖分,计算每个单元的重力异常对测点张量的影响,最后叠加得到整个复杂模型在测点处的重力张量。采用Delaunay四面体非结构化网格对密度体进行剖分,经分析表明,这种剖分方式具有较高的精度。有限元剖分的方式拟合复杂形体缺点之一是计算量比较大,而并行化能有效解决这个问题。这里基于OpenMP并行模型编写了重力张量并行正演程序,分析了不同情况下并行的执行性能,为大规模复杂模型的重力张量正演提供了一种并行策略和思路。     

海南电离层F区不规则体的气辉观测

本文利用子午工程海南富克站(19.5°N,109.2°E)全天空气辉成像仪630nm波段的气辉图像,通过对气辉原始观测资料进行图像增强、方位校正和图像投影等预处理,得到可清晰识别电离层等离子体泡的图像产品,获得了我国海南地区首次电离层等离子体泡的光学观测结果.在此基础上,分析了等离子体泡的形状、结构、变化、空间尺度和运动速度这些基本特征.研究显示:典型的等离子体泡形状为南北分布的条状,常出现分叉现象,大部分情况整体向西倾斜;东西方向的尺寸为几十到几百公里;典型漂移速度为50~150 m·s~(-1).统计了2013年9月至2014年5月等离子体泡观测数据,发现其出现的典型季节为9—10月和2—4月、典型时间为日落后1~2个小时并持续1~4个小时左右.