基于S5P/TROPOMI的中国东部气溶胶单次散射反照率反演初探

气溶胶单次散射反照率SSA（Single Scattering Albedo）的卫星定量遥感对气候评估和大气污染治理均具有重要意义。搭载于S5P（Sentinel-5 Precursor）上的对流层监测仪（TROPOMI）具有目前同类卫星传感器中最优的空间分辨率。本文基于S5P/TROPOMI数据开展了中国东部地区的SSA反演研究。首先利用中国东部地区AERONET（Aerosol Robotic Network）站点数据对OPAC（Optical Properties of Aerosols and Clouds）气溶胶模型进行约束改进,构建了更为合适的气溶胶类型,并使用地基激光雷达（Lidar）预设相应气溶胶类型的垂直结构。然后使用辐射传输模型SCIATRAN构建查找表LUT（Look-Up Table）,将TROPOMI UVAI（Ultraviolet Absorbing Index）和MODIS AOD（Aerosol Optical Depth）数据联合输入反演气溶胶SSA数据。反演结果与地基站点数据对比,相关系数R²为0.61,均方根误差为0.05;和OMI SSA产品相比,总体趋势一致且具有空间连续性更好。基于TROPOMI的高分辨率SSA算法和数据将有助于中小尺度下气溶胶时空分布、光学特性等研究。     

断裂活动及孕震过程遥感热异常分析的研究进展

断裂活动及孕震过程遥感热异常分析是对地观测及遥感应用的重要主题。本文从遥感数据应用、异常分析方法、异常认知理解3个方面系统回顾了近30年来该主题的研究概况与主要进展。具体包括:(1)关于遥感数据应用的红外亮温、微波亮温与长波辐射、对地观测同化数据及多源数据综合的4个方面;(2)关于地震遥感异常分析的目视解译定性分析、图像处理定量分析以及多参数时空关联分析的3个发展阶段;(3)关于地震遥感异常认知理解的地球放气、应力致热、地壳岩石电池转换、氡衰变潜热释放与多圈层耦合效应等理论学说。展望未来,提出了面向典型断裂活动区的遥感监测分析与异常识别、基于地球系统地震响应的遥感异常理解分析、空天地立体观测数据的时空关联分析等3个方面的攻关重点。     

特定目标影像数据库系统设计与实现

遥感影像数据库系统应用时,往往需要实时获取各种目标影像背景或专题信息,该过程即是在影像数据的基础上集成各种专题信息进行综合分析的过程。特定目标影像数据库系统是建立在各种遥感影像及其背景与专题信息基础上的分类、存储、管理和分析应用系统。文中描述了特定目标影像数据库设计和应用系统的各功能模块。     

基于GF-5高光谱数据的蚀变矿物填图及地质应用——以甘肃省瓜州县花牛山地区为例

[研究目的]"图谱合一"的GF-5 AHSI国产卫星高光谱数据可以根据光谱精细特征进行蚀变矿物的直接识别,一次过境成像即可获取宽幅大面积高光谱数据,能够为陆域自然资源调查提供重要的数据支撑,本文开展了GF-5高光谱数据蚀变矿物提取、分析与验证研究,以期推动国产卫星高光谱数据在地质领域的深化应用.[研究方法]建立了GF-...     

基于吸收深度系数的SASI机载成像光谱仪光谱定标方法研究

提出一种基于吸收深度系数的光谱定标方法 ,采用去连续统和光谱拟合方法计算机载成像光谱和地面光谱的吸收深度系数,构建光谱定标优化算法的目标函数,通过迭代的方法获取机载成像光谱仪传感器像元的中心波长偏移量。针对SASI机载成像光谱仪的具体特点,在甘肃地面定标场开展了光谱定标试验,结果显示:基于吸收深度系数光谱定标的结果与地面实测光谱吻合程度高;优化定标后的反射率数据精度明显提高,可以有效评估SASI谱段范围内的地物吸收特征的准确性,并可对机载成像光谱仪的"smile"效应进行修正。     

高光谱标志性蚀变矿物组合在找矿预测中的应用研究——以东昆仑东—西大滩一带金矿床为例

青海东昆仑是中国重要的、极富潜力的多金属成矿带,发育有完整的造山型金矿成矿系列。笔者通过东昆仑成矿带东—西大滩研究区成矿地质条件分析,认为该区存在较好的造山型金矿成矿系列空间缺位。航空高光谱遥感异常提取表明,区内发育有菱铁矿、角闪石、绿泥石、绿帘石、白云石、方解石和长-中-短波云母等7类蚀变矿物,不同类型的蚀变矿物组合较好反映出区内构造带的展布。结合区内典型矿床地面ASD光谱测量,对不同地质单元、矿化带的光谱特征分析总结。提出该区金矿床标志性蚀变矿物组合为菱铁矿+中波绢云母+白云石,地表找矿标志为黄钾铁矾+褐铁矿化发育的脆-韧性剪切带。结合矿化蚀变带的矿物成分X衍射分析,认为金矿化受近东西向脆-韧性断层控制。进而,通过标志性蚀变矿物组合找矿预测技术对区内高光谱异常进行筛选及查证。指出在西大滩、五十八大沟一带具有剪切带型金矿床良好找矿潜力,并构建该区基于高光谱信息的金矿床找矿模型。     

蚀变矿物光谱解混深度学习方法研究

高光谱遥感是当前遥感技术领域的热点,其“图谱合一”的技术优势使得定量化遥感技术成为实用化技术。目前卫星、航空和无人机的高光谱技术应用热潮兴起,在地质调查、矿产勘查和环境监测中逐步得到深化应用。地质领域中,利用反射光谱,可以识别40余种矿物,对于追索矿化热液蚀变中心和预测铀成矿有利区、分析热液运移的时空演化等具有重要意义。由于复杂地质场景中矿物的紧致、非线性混合,为精确识别其光谱特征和丰度信息带来了挑战。将深度学习技术引入到高光谱地质分析中,能够从高光谱数据中获得更为关键的信息,具有广阔的应用前景。但在实际的地质应用中,很难获得大量高光谱标签数据来训练深度神经网络。文章提出一种针对有限样本铀矿蚀变矿物光谱数据的深度学习方法,采用稀疏降噪自编码神经网络模型提取矿物端元光谱,结合Hapke物理模型进行光谱数据增强,最后利用稀疏全连接的深度神经网络进行矿物含量的提取。实验室和航空高光谱遥感数据实验结果表明,与传统的方法相比,该方法的矿物定量分析精度更高,填图效果更好,为高光谱矿物填图、地质调查和铀矿地质勘查等应用提供了新的技术支持。     

青海省都兰县阿斯哈金矿区HySpex高光谱矿物填图及其找矿意义

地面成像高光谱遥感具有图谱合一的优势,能够根据光谱特征进行地物的直接识别,是遥感领域的前沿方向。本文针对青海省都兰县阿斯哈金矿区蚀变带,建立了HySpex地面成像高光谱数据的标准处理流程,采用基于统计学模型的平场域法进行了光谱重建,基于专家知识选取了端元光谱,利用MTMF方法开展了矿物填图,在此基础上制作了阿斯哈金矿区蚀变带比例尺1∶100的真彩色图像和褐铁矿、绢云母等5种地物的高光谱地物分布图。总结出阿斯哈金矿区标志性蚀变矿物为褐铁矿和绢云母,并对提取出的地物进行了野外实地ASD光谱测量验证,符合程度好。阿斯哈金矿区HySpex地面成像高光谱数据应用实践表明该数据在地质领域具有较好的应用效果和广泛的前景。     

多源遥感数据管理系统研究

针对多源遥感数据管理问题进行探索研究,主要运用镶嵌数据集模型和影像与解译数据集成显示方法.基于ArcGIS和IMINT特征知识库平台,使用C#和其他编程工具进行开发,设计并实现了多源遥感数据管理系统的功能模块,可以高效、简便地管理多源遥感数据.     

秸秆焚烧期间徐州市空气污染物时空分布特征分析

为研究秸秆焚烧对徐州市空气污染物时空分布的影响规律,针对2013年6月与10月两时段徐州市及周边地区的秸秆焚烧事件,利用卫星遥感火点数据、地基气溶胶监测数据及空气质量监测数据,进行时空统计分析;并结合后向轨迹模型,分析秸秆焚烧期间徐州市空气质量状况及污染物来源。研究揭示:1)徐州市空气质量指数的日波动性与秸秆焚烧事件显著相关,即秸秆焚烧事件对空气质量影响显著;2)PM10/SO2比值能反映秸秆焚烧对城市空气质量影响过程及强度,在徐州地区仍然适用;3)在特定的风力风向等气象条件下,周边地区的秸秆焚烧事件会对徐州市的空气质量产生影响;4)无论是否存在秸秆焚烧现象,徐州市区南部的空气质量状况都明显好于北部。