南方丘陵地区路域植被光谱处理与分析

以长沙—湘潭高速公路路域植被为研究对象,进行植被实地调查和野外光谱测定,分析主要植被类型光谱曲线,健康植被与非健康植被光谱差异,对植被光谱数据进行一阶微分和微分增量处理对比研究。研究表明:光谱反射率一阶微分和微分增量处理对消除土壤背景对地物光谱影响均有效,但微分增量处理更能突出植被信息。研究对遥感植被光谱分析具有一定参考价值。     

改进的残差3D-CNN的高光谱遥感影像分类

针对高光谱遥感影像分类中空间特征和光谱特征利用率低问题,该文综合三维卷积神经网络、谷歌神经网络和残差神经网络的优势,提出融合改进Inception模块的残差三维卷积神经网络高光谱遥感影像分类方法。改进后的Inception模块包括4条不同的卷积层分支,用以提取蕴涵在高光谱遥感影像中多尺度的特征;利用了3D卷积核代替2D卷积核能直接同时提取高光谱遥感影像中更丰富的空-谱特征;通过残差结构连接分支提取特征缓解了梯度消失的问题,提取更深层次的特征。实验表明,该文算法不仅提高了条状和线状地物区域的边缘分类准确率,对小目标的分类能力也得到了增强。     

结合注意力与双分支的高光谱树种分类研究

针对浅层机器学习方法在高光谱树种分类中存在的特征提取困难、泛化能力不足等问题,该文提出了一种基于注意力机制的双分支空谱联合网络,该网络由光谱分支和空间分支组成,在各分支中加入注意力机制对特征进行细化,以提取出更关键特征实现高精度树种分类。实验结果表明,该文提出的网络在3个数据集中均获得了89%以上的分类精度。利用高光谱影像和双分支注意力网络可以实现树种的高精度分类,在森林资源调查和监测中具有较大的潜力。     

资源三号卫星多光谱图像特征分析和质量评价

针对资源三号卫星(ZY-3)多光谱图像数据展开图像辐射特征和质量评价研究,通过与SPOT5 HRG(high resolution geometric)多光谱数据对比分析,利用值域、均值和标准差等影像灰度统计信息分析ZY-3与SPOT5图像质量在不同地理区域的差异;通过计算相关系数分析波段之间的相关性,选取不同区域内的典型地物直方图进行对比,以反映多光谱影像的辐射特征;通过计算均质性、对比度、信息熵和角二阶矩评价ZY-3和SPOT5影像的纹理特征,并从影像地理要素视觉特征方面比较2种卫星图像的质量,作为用户选取和使用ZY-3图像的参考。实验结果表明:ZY-3多光谱图像的质量较好,在波段相关性方面,ZY-3在除植被外的水体和建筑物等要素信息提取能力上优于SPOT5;在纹理特征方面,ZY-3也比SPOT5有更好的显示效果,可用做中、小比例尺国土资源等领域应用的基础图像。     

基于机载多光谱遥感数据的溢油信息提取方法

为研究应用紫外-可见光-近红外-热红外遥感数据识别海上溢油的方法,利用机载多光谱溢油监测设备获取了舟山海域多光谱遥感数据,并利用野外地物光谱仪获取了水体和油膜的反射光谱。通过提取并分析机载多光谱遥感图像上多目标的影像特征和光谱响应特征,利用决策树分类法对海上油膜相对厚度的分布进行分类和制图。研究表明,基于机载多光谱遥感数据的溢油信息提取方法总体分类精度达93.7%,能够准确区分薄油膜和厚油膜,可有效提取海洋溢油污染信息,完全能够满足海洋溢油污染遥感监测需求。     

水浇地与旱地春小麦冠层高光谱反射特征比较

用野外实测的水浇地与不同坡向旱地春小麦各发育期的冠层光谱数据,对比分析各发育期春小麦冠层光谱反射特征;依据TM图像的波段设置将实测光谱划分为4个波段,对比分析水浇地与旱地春小麦光谱在各波段的差异,并选择出识别水浇地与旱地春小麦的最佳波段。研究结果表明:不同地类水浇地与旱地春小麦冠层光谱反射率在可见光波段呈现的总特点是阳坡地双面坡地阴坡地水浇地,在近红外波段则相反;不同发育期的水浇地与旱地春小麦在可见光波段均呈现起身期乳熟期拔节期抽穗期扬花期的特点,在近红外波段则呈现扬花期抽穗期拔节期起身期乳熟期的特点;因各地类春小麦叶绿素含量的相对值和覆盖度不同,在可见光波段的光谱曲线也存在差异——水浇地与旱地春小麦在起身期和乳熟期的光谱曲线各成1条线,而在其他3个发育期则形成2条曲线(水浇地和阴坡地的光谱曲线基本重合,阳坡地和双面坡地的光谱曲线完全重合)。760~900 nm谱段是识别水浇地与旱地春小麦的最佳波段。     

混沌离散粒子群优化的高光谱影像端元提取算法

针对离散粒子群优化算法在进行端元搜索时易陷入局部最优值等缺陷,提出了混沌机制扰动下的离散粒子群优化的端元提取算法(CDPSO-EE)。研究了混沌理论特有的随机性、遍历性以及对初始值敏感性等特点,将混沌理论引入到DPSO端元提取算法的初始化阶段,优化了初始种群质量;将混沌变量附加到粒子自身历史最优位置获得扰动新位置,对比混沌扰动前后粒子所在位置的适应度函数值,选择最优位置为粒子新的位置,让粒子有能力跳出局部最优值。结果表明CDPSO-EE在高光谱影像端元提取方面具有更好的端元提取质量。     

土壤有机质含量区间值高光谱估测

考虑影响因素的复杂性,提出土壤有机质含量区间值高光谱估测的思想。根据在陕西省横山县采集的84个土壤样本数据,采用14种光谱反射率变换方法及因子互乘变换筛选反演因子,采用模糊识别方法进行土壤有机质含量估测。结果表明,原始光谱反射率(R)及其平方(R2)、平方根(R1/2)、倒数(1/R)、自然对数(ln R)的一阶微分、二阶微分及其互乘变换与有机质含量的相关性明显增强,模型优化系数可调节类别判别的准确度,12个检验样本的准确度为91.67%。这表明提出的土壤有机质含量区间值高光谱估测模型是有效的。     

高阶模糊区域的交叉拓扑关系形式化研究

目的 基于区间Ⅱ－型模糊区域模型,讨论了区间Ⅱ－型模糊区域的结构,通过对传统的n-交模型进行扩展,提出了区间Ⅱ－型模糊区域拓扑关系的n-交矩阵和各原子的计算方法,并提出了拓扑关系的形式化分析方法。通过计算区间Ⅱ－型模糊拓扑关系矩阵与8种基本拓扑关系矩阵的相似度并排序,确定其首要拓扑关系,结合拓扑关系距离确定其可能存在的次要拓扑关系。     

面向产出的“高光谱遥感”线上线下混合式课程教学改革

“高光谱遥感”以其获取地物详细光谱数据的能力,为遥感信息定量应用开辟了新前景,是遥感专业高年级本科生巩固遥感原理与方法、开拓光学定量遥感应用新视野的重要课程。本文在“新工科”建设需求下,总结高光谱遥感课程教学经验,探索线上线下混合式课程改革方案,思考课程建设新举措。根据教学反馈结果,本文提出的教学改革思路不仅能激发学生的课程学习兴趣,还能提高学生的专业知识综合应用能力,为遥感科学与技术专业学生的深造学习和工程应用打下良好基础。