应急专题符号库的设计与实现

应急专题符号是表述突发事件和应急信息、提供应急服务的专题性地图符号。针对一些软件自带符号库无法满足应急专题地图生产要求的问题,进行了应急专题符号库的设计与实现。根据应急专题地图的图面内容将应急专题符号划分为地理底图符号、应急要素符号和图幅整饰符号,分别进行相应设计,同时利用MapStore软件的符号定义模块实现了符号库,并在实际生产中进行了应用。实践结果表明,设计与实现的应急专题符号库合理、实用,能够提升应急专题地图的制图效率。     

采矿巷道三维可视化系统的设计与实现

介绍了采矿巷道三维可视化系统的研究内容、设计过程和软件开发的技术路线,将位置服务与三维可视化技术进行融合创新,详细阐述了系统的基本功能和实现方法,提出了基于SuperMap平台开发采矿巷道三维可视化系统的各项功能模块和具体的操作方法,达到了理想的使用效果。     

顾及空间信息与全卷积神经网络的高分辨率遥感影像分类方法

针对高空间分辨率遥感影像分类中存在的特征选择困难和空间信息缺乏等问题,提出一种顾及空间信息与全卷积神经网络(fullyconvolutionalnetwork,FCN)的高分辨率遥感影像分类方法。该方法综合利用遥感影像的光谱信息与高程信息,首先,使用改进的全卷积神经网络逐层学习得到从底层到高层的特征映射;然后,利用Softmax分类器获得分类概率图;最后,将分类概率图和待分类影像同时输入条件随机场以强化空间信息约束,得到最终的分类结果。实验表明,该方法能有效提升高分辨率遥感影像的分类精度,减少分类噪声,在主观视觉效果和客观定量指标上均优于全卷积神经网络方法以及K近邻和支持向量机等传统分类方法,同时证明了数字表面模型用于高分辨率遥感影像分类的优势。     

最小化最大边权的正射影像镶嵌线自动搜索

提出一种最小化最大边权的正射影像镶嵌线自动搜索方法。首先,利用半全局约束立体匹配计算左右影像的视差图,将视差图和差值影像叠加生成差异影像并视其为带权无向图;然后,基于Bottleneck模型采用最小化最大边权算法搜索最佳镶嵌线,并利用分块策略进一步优化以提高运行效率。实验表明,算法能有效避开影像上几何差异或色度差异大的区域,得到满足应用需求的镶嵌结果。     

陆表卫星遥感GLASS产品集的研发新进展

GLASS（GlobalLAndSurfaceSatellite）产品集是在中国国家高新技术研究和发展项目“十一五”和“十二五”863计划及“十三五”国家重点研发计划的支持下,经十余年努力研发而生成的多种陆表特征参数的高级卫星数据产品。与国际上同类产品相比较,它们具有一系列的独特特性,正得到国内外1000多家单位研究人员的使用,总下载量超过1.7PB。本文概述了GLASS产品集算法的发展,产品特征,精度验证,以及这些产品的一些初步应用示例。同时还介绍了30m分辨率的Hi-GLASS产品集,以及将来继续完善和发展GLASS产品的一些考虑。     

高分遥感共性产品算法测评与真实性检验技术体系及应用实例

随着中国高分辨率对地观测系统的发展,已经形成了高分标准产品、共性产品和专题产品多层应用服务体系,其中高分共性产品是衔接高分标准产品和专题产品间的桥梁。然而高分共性产品由算法发展而来,不可避免存在着误差,为后续遥感应用带来较大的不确定性。因此,论文提出了高分共性产品算法需测评,高分共性产品需真实性检验的高分共性产品生产过程中的两端质量保障方法体系。论文阐明了算法测评与真实性检验的内涵,以及算法测评和真实性检验方法体系,介绍了高分专项开展的高分共性产品真实性检验与算法测评系统平台,并以地表反照率高分共性产品算法测评为例,展示了算法测评的可行性。论文研究成果可为中国高分共性产品真实性检验和算法测评工作的开展提供重要支持。     

广西壮族自治区短轮伐期人工林时空分布信息提取

短轮伐期人工林SRPs（Short-RotationPlantations）作为主要的经济型林类,对于生态环境保护以及社会经济发展都有着重要的影响,但精细的SRPs时空分布信息十分缺乏。本研究以中国SRPs种植最为广泛的广西壮族自治区（以下简称广西）为研究区域,基于GoogleEarthEngine云平台以及1986年—2019年的Landsat影像数据,应用LandTrendr时间序列分割算法对SRPs的时空分布信息进行了提取。结果分析表明：（1）广西SRPs种植面积近30年呈逐年稳定快速增加的态势,1990年种植面积仅1.93×10⁵ha,到2019年达到了4.04×10⁶ha,年均增长速度达到1.33×10⁵ha;（2）从空间分布来看,广西东部、南部SRPs分布较为集中,其主要分布在海拔500m以下的低海拔地区以及地表坡度在20°左右的坡地,且河池市是广西SRPs种植分布面积最大的地级市;（3）SRPs种植面积变化趋势与林业产值存在很强的相关性（r=0.83,p<0.001）,表明SRPs是影响林业经济的重要因素。本文提出的基于长时序的SRPs时空变化信息的提取方法,可以为林业管理提供决策支持,并为森林碳循环的研究提供基础数据。     

微波遥感产品对南极普里兹湾海冰密集度准确性的评估

基于两种船测数据集,本文采用点对点和Beitsch共定位比较法,对被动微波遥感观测海冰密集度产品在南极普里兹湾区域适用性展开了一系列评估。首先,根据2012年—2021年中国第29、31、37次南极科考走航船测数据,依据SIC大小的不同,对8种遥感SIC产品进行了分类定量比较,结果表明NSIDC/NT2算法产品在各情况比较中均体现出最高相关性与最佳稳定性,在共定位比较结果中相关系数可达0.926,均方根差12%,平均偏差仅2%。其次,为弥补基于AMSR-2传感器系列产品历史数据缺乏难以分析长期变化的缺陷,本文同时应用1992年—2000年ASPeCt船测数据集,以相同的对比方式对4种遥感数据产品的季节循环和长期变化信号进行了评估。结果表明,该时间段反演准确度较2012年—2021年的个例比较结果有所降低,且反映出较大的季节差异,4种产品的偏差均出现从融冰期到结冰期的增长。该时间段内,基于SSM/I传感器的CDR与Bootstrap算法整体反演较好,相关系数均达到0.8以上,均方根差16%,偏差约为8%,但是在低SIC区域的反演仍然存在较大的偏差。本研究表明,目前微波遥感SIC产品在较小范围海区的精确度存在一定的不足,且随着SIC类型、季节、算法差异出现较大的波动。因此提高分辨率,尽量使用多源数据,结合冰况进行分类分析,对改善遥感SIC产品的准确性十分必要。     

多源遥感影像深度识别模型对抗攻击鲁棒性评估

基于深度神经网络的多源遥感影像目标识别系统已逐步在空天遥感情报侦察、无人作战自主环境认知、多模复合末制导等多个军事场景中广泛应用。然而,由于深度学习理论上的不完备性、深度神经网络结构设计工程上的强复用性、以及多源成像识别系统在复杂电磁环境中易受到各类干扰等多因素的影响,使得现有识别系统在对抗攻击鲁棒性方面评估不足,存在极大安全隐患。本文首先从深度学习理论不完备性和识别系统攻击样式两个方面分析了潜在安全风险,并重点介绍了深度识别模型对抗样本攻击基本原理和典型方法。其次,针对光学遥感影像和SAR遥感影像两类典型数据形式,从鲁棒正确识别率和对抗攻击可解释性两个方面开展多源遥感影像深度识别模型对抗攻击鲁棒性评估,覆盖了9类常见深度识别网络架构和7类典型对抗样本攻击方法,验证了现有深度识别模型对抗攻击鲁棒性普遍不足的问题,分析了对抗样本与正常样本的多隐层特征激活差异,为下一步设计对抗样本检测算法和提升模型对抗鲁棒性提供参考。     

联合哨兵卫星系列雷达与光学影像的洞庭湖水域面积变化高时空分辨率监测

洞庭湖是中国第二大淡水湖,干湿季节水体波动幅度大、频率高。卫星高频观测洞庭湖水体变化对及时、准确地监测其水文动态变化具有重要意义。本研究利用Sentinel-1和Sentinel-2影像（10m）,在兼具高时频与空间分辨率条件下重建和分析2017年—2020年洞庭湖水域面积的精细时序信息。此外,本研究拟创建一种基于湖区部分清晰影像来重建全湖水域面积的方法。该方法利用湖区某个区块面积与Sentinel-1全幅影像提取的湖泊面积构建的统计拟合关系建立经验模型,从而得到更密集的洞庭湖水域面积时间序列。拟合结果显示,每个区块的面积与总面积呈显著正相关,平均R²值为0.94。将2017年—2020年获取的119景Sentinel-1影像和38景Sentinel-2影像用于提取洞庭湖区块水体淹没范围,以重建整个湖区面积。结合Sentinel-1和Sentinel-2影像,平均每个月可获取的观测影像为6景,某些月内监测次数可达10次,时间间隔为3—6d。此外,本研究重建的水域面积时间序列可以精确地刻画显著的季节波动和年际变化,水域面积在7月达到峰值,11—2月达到谷值。研究发现一个月内最大面积与最小面积的平均比率为1.36;地表水域最剧烈的波动发生在11月,比率为1.52。整合Sentinel-1/2影像确定,2017年—2020年洞庭湖的平均水域面积约为1147.13km²。与基于Sentinel-1/2影像构建的洞庭湖水域面积时间序列相比,结合Landsat8影像的水体面积时间序列能够在某些月将水体观测的时间分辨率提高,但是对于水域面积的月均值和年均值影响较小。综上,本研究联合高时空分辨率的哨兵系列雷达与光学影像发展高时频水域面积序列的精细提取方法,可为提升洞庭湖及长江中下游高动态湖泊水域遥感监测和水资源精细管理提供科技支撑。