小波变换与FCM聚类的QuickBird影像特征空间识别分析

遥感影像分类是应用遥感影像进行地学分析等其他应用的重要准备工作,它的精度将直接影响到后续的分析工作。纹理特征对于提高高分辨率遥感影像的分类精度具有重要意义,小波变换的"时-频"分析方法在遥感影像纹理分析方面有着独特的优势。本文采用QuickBird影像,利用小波分解得到影像的纹理特征,结合光谱响应值组成特征空间,再利用模糊C均值聚类方法对影像进行分类。实验结果显示:加入了纹理特征的影像分类精度有所提高,同时,同一类地物的内部均一性有所改善。小波分析对于细微纹理特征的提取效果比粗纹理要好。     

InSAR与激光雷达测高集成的马兰山冰川物质平衡变化

冰川物质平衡是反映冰川消融与积累关系的重要指标,也是联系冰川与气候变化的纽带,对于评估冰川动态变化具有十分重要的意义。马兰山冰川位于青藏高原北部,作为东昆仑山系中消融最为剧烈的冰川之一,为了评估其在全球气候变暖背景下的物质平衡变化,利用TerraSAR-X/TanDEM-X合成孔径雷达数据、ICESat-2激光雷达高度计数据、SRTM DEM数据,基于合成孔径雷达干涉测量和激光雷达测高技术对其2000年—2020年高程变化进行了研究,并估算了物质平衡。结果表明：近20年来,该区域41条冰川平均表面高程变化-5.64±0.96 m,物质平衡为-0.24±0.06 m·w·e/a,呈明显负平衡状态。其中,2000年—2012年冰川的消融速度（-0.30±0.04 m·w·e/a）要略快于2012年—2020年消融速度（-0.22±0.11 m·w·e/a）。结合GPCC (Global Precipitation Climatology Centre)降水与GHCN＿CAMS (Global Historical Climatology Network)气温再分析数据集可知：自2000年以...     

基于现场观测与MyOcean模式数据的印度洋东南部Aquarius反演海表盐度的评价与纠正

The in situ sea surface salinity(SSS) measurements from a scientific cruise to the western zone of the southeast Indian Ocean covering 30°–60°S, 80°–120°E are used to assess the SSS retrieved from Aquarius(Aquarius SSS).Wind speed and sea surface temperature(SST) affect the SSS estimates based on passive microwave radiation within the mid- to low-latitude southeast Indian Ocean. The relationships among the in situ, Aquarius SSS and wind-SST corrections are used to adjust the Aquarius SSS. The adjusted Aquarius SSS are compared with the SSS data from My Ocean model. Results show that:(1) Before adjustment: compared with My Ocean SSS, the Aquarius SSS in most of the sea areas is higher; but lower in the low-temperature sea areas located at the south of 55°S and west of 98°E. The Aquarius SSS is generally higher by 0.42 on average for the southeast Indian Ocean.(2) After adjustment: the adjustment greatly counteracts the impact of high wind speeds and improves the overall accuracy of the retrieved salinity(the mean absolute error of the Zonal mean is improved by 0.06, and the mean error is-0.05 compared with My Ocean SSS). Near the latitude 42°S, the adjusted SSS is well consistent with the My Ocean and the difference is approximately 0.004.     

2002年——2011年北极海冰时空变化分析

基于2002年-2011年AMSR-E海冰密集度数据, 分析了北极海冰的时空变化特征及其原因。结果表明海冰外缘线面积每年减小8.28×10⁴ km², 下降趋势最快的季节为夏季, 下降速度是1979年-2006年的两倍多, 而且海冰密集度也在降低。2003年、2004年的冰情相对较重, 2007年海冰面积最小。长期冰在2002年-2010年间减少了近30%, 减少的区域主要在波弗特海、楚科奇海、东西伯利亚海、拉普贴夫海、喀拉海以及由这些边缘海向北极方向延伸的北冰洋的广大区域, 长期冰减少的地方大部分为季节性海冰增加的地方。海冰面积与年平均气温之间有显著的负相关关系, 随着全球气候变暖的加剧, 这种减小趋势将会持续。     

2002年—2011年北极海冰时空变化分析

基于2002年—2011年AMSR-E海冰密集度数据,分析了北极海冰的时空变化特征及其原因。结果表明海冰外缘线面积每年减小8.28×104km2,下降趋势最快的季节为夏季,下降速度是1979年—2006年的两倍多,而且海冰密集度也在降低。2003年、2004年的冰情相对较重,2007年海冰面积最小。长期冰在2002年—2010年间减少了近30%,减少的区域主要在波弗特海、楚科奇海、东西伯利亚海、拉普贴夫海、喀拉海以及由这些边缘海向北极方向延伸的北冰洋的广大区域,长期冰减少的地方大部分为季节性海冰增加的地方。海冰面积与年平均气温之间有显著的负相关关系,随着全球气候变暖的加剧,这种减小趋势将会持续。     

渤海冬季海冰反照率变化

渤海海冰对于大尺度气候变化比较敏感,基于CLARA-A1-SAL数据分析了1992~2008年冬季（12、1、2月）渤海海冰区域反照率的时空变化,同时分析了海冰密集度、海冰外延线面积和海水表面温度的变化与海冰反照率的相互关系。渤海海冰区域反照率随时间波动变化且变化趋势不明显,趋势线斜率仅为0.0388%。年际变化在9.93%~14.5%之间,平均值为11.79%。海冰反照率在1999,2000和2005等重冰年的值明显高于其他年份,在1994,1998,2001和2006等轻冰年的值较低。从单个月份反照率来看,12月海冰反照率的增加趋势（趋势线斜率0.0988%）明显高于1月和2月,1月的海冰反照率平均值（12.9%）高于另外两个月份。海冰反照率和海冰密集度呈明显的正相关关系;和海表面温度呈负相关关系（显著性水平90%）。     

中国第四次北极科学考察期间北极点附近海冰和融池的航空遥感观测

An aerial photography has been used to provide validation data on sea ice near the North Pole where most polar orbiting satellites cannot cover. This kind of data can also be used as a supplement for missing data and for reducing the uncertainty of data interpolation. The aerial photos are analyzed near the North Pole collected during the Chinese national arctic research expedition in the summer of 2010(CHINARE2010). The result shows that the average fraction of open water increases from the ice camp at approximately 87°N to the North Pole, resulting in the decrease in the sea ice. The average sea ice concentration is only 62.0% for the two flights(16 and 19 August 2010). The average albedo(0.42) estimated from the area ratios among snow-covered ice,melt pond and water is slightly lower than the 0.49 of HOTRAX 2005. The data on 19 August 2010 shows that the albedo decreases from the ice camp at approximately 87°N to the North Pole, primarily due to the decrease in the fraction of snow-covered ice and the increase in fractions of melt-pond and open-water. The ice concentration from the aerial photos and AMSR-E(The Advanced Microwave Scanning Radiometer-Earth Observing System) images at 87.0°–87.5°N exhibits similar spatial patterns, although the AMSR-E concentration is approximately 18.0%(on average) higher than aerial photos. This can be attributed to the 6.25 km resolution of AMSR-E, which cannot separate melt ponds/submerged ice from ice and cannot detect the small leads between floes. Thus, the aerial photos would play an important role in providing high-resolution independent estimates of the ice concentration and the fraction of melt pond cover to validate and/or supplement space-borne remote sensing products near the North Pole.     

基于混合像元分解的天山典型地区冰雪变化监测

针对中低分辨率遥感图像中存在大量混合像元,而传统的图像分类方法存在只能将某个像元归到某一类中,不能正确反映混合像元实际情况的问题.以新疆天山典型冰川覆盖区为例,根据TM/ETM+遥感图像的光谱特征,结合天山地区地表覆盖特点,在线性混合像元分解方法基础上,设计一种符合冰川地区特点的“冰雪-植被-裸露山体-阴影”端元组分模型.通过选择合适的端元并将其反射率值代入改进后的且满足约束条件的线性混合像元分解模型,得到各端元组分丰度图,进而精确提取出冰雪信息并计算其面积.1989年TM和2000年ETM+遥感图像冰雪信息提取结果表明,运用线性混合像元分解模型能很好地监测实验区的冰雪覆盖变化情况.     

南极帝企鹅种群栖息地动态变化遥感分析

帝企鹅是南极生态的指示器,其种群栖息地分布变化对研究南极气候具有重要意义,但传统的人工实地调查难以获取全面、准确的种群栖息地信息。本文依据帝企鹅种群排泄物在卫星影像上的蓝、红波段和近红外与短波红外波段的反射率差异,提出2种可以有效判别种群排泄物的光谱指数（NDII、EI）,据此精确识别帝企鹅种群排泄物并确定其种群栖息地位置。根据2009年195景时相合适、质量较好的Landsat 7 ETM+卫星影像,获取了南极共计38个帝企鹅种群栖息地,其中新发现7处（Bowman Island , Dibble Glacier , Auster, Point Geologie , Cape Crozier , Brownson Islands和Rupert Coast）,消失2处（Amundsen Bay 和Ledda Bay）,另外25处（除Thuston Glacier, Luitpold, Sanae, Gould, Ragnhild和Beaufort Island外）位置未发生明显变化,实现了全南极帝企鹅种群栖息地的识别与定位。种群栖息地提取的正确率为94%,提取结果受限于影像质量和种群规模,且随着种群规模的提高,该方法的提取效果也越好。帝企鹅种群栖息地的分布与气候要素息息相关,种群栖息地往往倾向于气温较低和海冰密集度较高的区域,气候变化对每个种群栖息地的影响不同,因此气候与种群栖息地变化的具体关系需要长时间、区域性的观测进行研究。随着气温持续上升和海冰密集度的变化,南纬70°以北的种群栖息地面临较大的威胁,帝企鹅种群呈现向极点逐渐收缩的趋势。     

南极冰盖表面冰流速研究综述

冰川表面流速作为南极冰盖物质平衡估算的一项重要内容,对于研究全球变暖背景下的海平面上升具有重要意义。随着技术的进步,南极的冰流速监测方法已经从传统的花杆测量、光学仪器边角测量,发展到先进的GPS测量和遥感观测。南极冰盖冰流速总体特征是:海岸带冰流速快于内陆冰流速,冰架冰流速快于陆地冰流速,西南极冰流速快于东南极冰流速。未来加强对数据稀疏地区的冰流速监测,扩大冰流速研究的时间尺度,开发冰流速研究的新方法以及构建冰流速波动与气候变化相互关系模型等,成为南极冰流速研究的新热点。