高光谱遥感地质灾害信息提取系统设计与实现

凭借图谱合一优势,高光谱遥感技术应用日益广泛,基于高光谱遥感技术的地质灾害信息提取系统研发也显得十分迫切。论文在借鉴现有地质灾害遥感监测系统基础上,结合高光谱遥感的关键技术与数据处理方法特点,设计并实现了高光谱遥感地质灾害信息提取系统。该系统选用主流操作系统Windows7与Microsoft Visual C++2010集成开发环境,充分利用GDAL、Open CV等开源组件库,基于插件式开发框架进行设计与实现。系统拥有数据读取、光谱操作、图像处理、灾害识别、分析统计、制图输出等主要模块,模块之间采用插件式松散耦合方式设计,即相互独立又有流程导向,是个一体化自动化的灾害信息提取系统。系统在减灾应用示范中得到验证,可提高地质灾害解译效率与准确性,节约工程调查成本,为减灾防灾决策提供科学数据与技术支持。     

GNSS浮标海面高测量中海浪的影响分析

以骑浪式浮标为对象,研究了海浪对于GNSS浮标测量海面高的影响。以单向规则波的形态简化模拟了海浪以及GNSS浮标随海浪的运动过程。在某固定海况条件下,比较了浮标天线参考点高不同时海面高测量误差;在浮标天线参考点高固定的条件下,比较了不同海况时海面高测量误差;给出了GNSS浮标在卫星高度计定标应用中的建议。结果表明:浮标测量海面高误差与天线参考点高成正比,海浪周期越长、波高越小时,测量误差越小;天线参考点高为5 cm,海浪振幅为1 m、周期为7 s、传播速度为5 m/s时,测量海面高平均比实际海面高低0.4 mm;相同浮标在小于3~4级的海况条件下,由海浪引起的海面高测量偏差约在1 mm以内,对于卫星高度计定标工作而言,该误差影响可以忽略。     

土壤重金属铬含量高光谱灰色关联度估测

快速、准确地测定土壤重金属含量,对防治土壤重金属污染、改善土壤环境和保障食品安全有着重要意义。以山东省烟台市采集的70个土壤样本为基础,首先分析土壤重金属铬含量的分组光谱特性;然后利用6种变换方法对土壤光谱反射率进行变换,根据极大相关性原则选取反演因子;最后利用灰色关联度模型初步估测铬含量,并对估测结果进行修正,采用决定系数和平均相对误差评价模型的有效性。结果表明,土壤光谱反射率随铬含量的升高而降低,二者呈负相关性;利用灰色关联度模式识别方法对重金属铬含量进行估测后的决定系数为R~2=0.656,平均相对误差为16.590%,而利用灰色关联度修正模型对估测值进行修正后,决定系数为R~2=0.912,平均相对误差为6.632%。研究表明,利用灰色关联度修正模型定量估侧土壤重金属铬含量有效。     

Jason-2近海海面高的最优高斯低通滤波半径选择

使用测高卫星Jason-2传感器地球物理数据记录（sensor geophysical data record,SGDR）的近海海面高观测数据,基于最大似然估计4参数法,对波形数据进行重跟踪。考虑到星下点沿轨方向前后相邻海面高观测值中高频改正信号具有相关性的特征,提出了确定海面高的最优高斯低通滤波半径选择的技术方法,即对星下点沿轨方向观测值进行差分计算,形成差分数据序列,根据序列的相关系数性来确定滤波半径。对于SGDR数据,若对其进行低通滤波,建议滤波半径选为2 km,既可抑制沿轨海面高数据的高频误差,又可保证该数据没有被过度平滑。研究成果可为充分利用卫星测高数据建立高精度近海海面高模型提供参考,进而促进高精度陆海无缝垂直基准的技术体系建设。     

基于局域自适应信息理论测度学习的高光谱目标探测方法

传统基于信号检测的目标探测方法需要依赖特定的统计假设,只有在符合条件的情况下才能取得较好的目标探测结果。为了克服这一缺陷,提出了一种基于局域自适应的信息理论测度学习方法。首先将信息理论测度学习方法作为目标主函数,然后加以局域自适应决策法则进行约束,自适应地减小相似样本对距离,增大不相似样本对距离,使得在考虑阈值的同时兼顾测度学习前后距离的改变情况来进行目标探测决策,从而更好地实现目标探测。实验证明,该方法与其他经典目标探测方法或测度学习方法相比,可以更好地实现目标与背景分离,能够更有效地对高光谱影像数据进行目标探测。     

基于独立成分分析的高光谱图像降维及分割

高光谱图像的高维数给图像的进一步处理带来了困难,为了解决这一问题,本文提出了一种基于独立成分分析的高光谱图像降维分割方法。首先,利用波段子空间划分和标准差对高光谱图像预处理,选择部分波段的高光谱图像作为实验对象;然后利用基于负熵的快速不动点算法对实验数据解混,再根据平均绝对权重系数对波段排序并选取;最后使用模糊C均值聚类算法对降维后的图像进行分割。实验结果表明,该方法能够有效实现高光谱图像降维,并获得较好的分割结果。     

甘肃省明舒井地区高光谱蚀变异常及找矿分析

正明舒井地区位于甘肃省北西侧,敦煌市北侧、瓜州县北西侧。前人在该区及周边区域开展了区调、矿调及相关多金属矿的勘查工作(王瑞军等,2014,2017),在遥感地质方面,仅开展了多光谱遥感的应用工作,而针对高光谱遥感的研究工作还未开展。明舒井地区基岩出露好、地形起伏小、切割弱,地表蚀变发育,矿床、矿点分布较多,具备开展高光谱遥感技术的地质和自然地理条件,有利于发挥高光谱的技术优势。     

黔北坳陷高演化海相烃源岩中金刚烷类化合物及其意义

饱和烃气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)分析结果显示,黔北坳陷东皇剖面、玉京山剖面下志留统龙马溪组(S1l)烃源岩和黔南坳陷羊跳寨剖面下寒武统牛蹄塘组(?1n)烃源岩中存在C0–4单金刚烷系列、C0–3双金刚烷系列、C0–2三金刚烷系列、C0–1四金刚烷系列和C0–1五金刚烷系列的复杂组合,而在中等成熟的地质样品(镜质组反射率Ro=0.9％～1.4％)中一般仅出现烷基单金刚烷系列或烷基单金刚烷系列与烷基双金刚烷系列的简单组合,表明不同金刚烷类化合物的组合特征是衡量其经历热演化作用强度的定性指标.但黔北坳陷B1井?1n烃源岩和六井剖面上震旦统陡山沱组(Z2ds)烃源岩中缺失此类化合物,这可能与这些老地层经历的热演化作用强度(类镜质组反射率介于4.0％～5.5％之间)超出了金刚烷类化合物的热稳定性极限,并使它们遭到了分解破坏有关.研究区高演化海相烃源岩中金刚烷类化合物的浓度和相关异构体比值均明显高于中等成熟湖相烃源岩,结合类镜质组反射率的实测值判断,表明它们是衡量地质样品中有机质成熟度的有效指标.玉京山剖面S1l烃源岩中高金刚烷类化合物浓度和较低的相关异构体比值,表明此时金刚烷类化合物正大量生成;羊跳寨剖面?1n烃源岩中低的金刚烷类化合物浓度和高的相关异构体比值,说明此时金刚烷类化合物已遭到分解破坏;东皇剖面S1l烃源岩在金刚烷类化合物浓度和相关异构体比值上均介于两者之间,表明此时金刚烷类化合物开始发生明显分解破坏.因此,金刚烷类化合物的组合特征、浓度和相关异构体比值均是反映高演化地区烃源岩有机质成熟度的有效指标.     

磁矢量三维反演技术在深部铀矿勘查中的应用前景探讨

磁矢量三维反演是近年发展起来的磁反演技术,能三维显示地下不同磁性体的空间展布,国外在磁性矿产勘查方面应用效果明显,开展该方法在铀矿勘查中的应用研究,可为寻找隐伏铀矿提供方法技术参考。文章简要介绍了磁矢量三维反演的基本理论,在此基础上选择龙首山铀成矿带中段新水井-芨岭地区的航磁数据分析其在碱交代型铀矿勘查中的应用效果,并利用二连盆地锡林浩特地区的航磁数据探索其在古河道型铀矿中的应用效果,探讨了将该技术应用于深部铀矿勘查的前景。结果表明:在碱交代型铀矿勘查中,磁反演结果可以较好地定位深部岩性界面这一有利找铀环境的空间位置;在古河道型铀矿勘查中,磁反演可以分辨出局部隆坳格局,缩小寻找深部古河道发育有利地段的范围。磁矢量三维反演可为寻找深部有利铀成矿环境提供地球物理参考,值得推广应用。