基于卫星高光谱遥感影像的浅海水深反演方法

遥感水深反演具有非接触测量和省时省力等优点,能够为航海、岛礁工程与珊瑚礁生态调查等活动提供重要参考。随着高光谱遥感卫星数量的增长,基于高光谱遥感影像的水深反演具有良好的发展与应用潜力。HOPE（Hyperspectral Optimization Process Exemplar）算法是比较常用的高光谱水深反演算法。鉴于HOPE算法在低遥感反射率海域会出现水深被高估的问题,本文基于Hyperion高光谱遥感影像提出一种改进的水深反演算法。该算法针对危险或难以到达海域往往具有水体光学性质较为均一的特点,利用深水区遥感反射率的观测值来估计整个研究区域内的水体光学性质参数并将其固定,以便减少未知参数数量,解决水深被高估的问题,最终达到提高水深反演整体精度的目的。塞班岛和中业岛的实验结果表明,改进算法能够有效克服常规HOPE算法在低遥感反射率水域高估水深的问题。改进算法能够将平均遥感反射率小于0.0075sr^-1（塞班岛）和0.001 sr^-1（中业岛）范围内的水域的水深反演平均绝对误差从常规HOPE算法的2.94 m和6.44 m分别降低至2.56 m和4.99 m,从而能够相应地将整体的均方根误差从3.18 m和5.39 m分别降低至2.30 m和3.32 m,而将整体的平均相对误差从32.4%和27.1%分别降低至30.6%和23.9%。因此,改进算法在提高卫星高光谱遥感影像水深反演效果方面具有可行性和有效性。     

Assessing protected area’s carbon stocks and ecological structure at regional-scale using GEDI lidar

Protected areas (PAs) serve as a critical strategy for protecting natural resources, conserving biodiversity, and mitigating climate change. While there is a critical need to guide area-based conservation efforts, a systematic assessment of PA effectiveness for storing carbon stocks has not been possible due to the lack of globally consistent forest biomass data. In this study, we present a new methodology utilizing forest structural information and aboveground biomass density (AGBD) obtained from the Global Ecosystem Dynamics Investigation (GEDI) mission. We compare PAs with similar, unprotected forests obtained through statistical matching to assess differences in carbon storage and forest structure. We also assess matching outcomes for a robust and minimally biased way to quantify PA efficacy. We find that all analyzed PAs in Tanzania possess higher biomass densities than their unprotected counterfactuals (24.4% higher on average). This is also true for other forest structure metrics, including tree height, canopy cover, and plant area index (PAI). We also find that community-governed PAs are the most effective category of PAs at preserving forest structure and AGBD – often outperforming those managed by international or national entities. In addition, PAs designated under more than one entity perform better than the PAs with a single designation, especially those with multiple international designations. Finally, our findings suggest that smaller PAs may be more effective for conservation, depending on levels of connectivity. Taken together, these findings support the designation of PAs as an effective means for forest management with considerable potential to protect forest ecosystems and achieve long-term climate goals.     

基于遥感影像的土地动态变化监测

土地利用/覆盖变化是目前研究全球及区域环境的一个重要领域,在城镇化加速的今天,城镇的土地利用格局也发生了飞速的变化。本文通过其一研究区内的Landsat TM遥感影像进行处理,获取了2007~2016年10个时相土地利用/覆盖信息,通过不同的预测模型对监测到的数据进行处理及比较,根据相应的最优预测方法预测了2017~2019年南昌市各土地类型的数据,由此研究并探讨了南昌市土地利用/覆盖的时空格局变化。     

基于遥感和统计数据的成都市碳氧平衡分析

以四川省成都市为研究区,利用2014年Landsat-8 OLI遥感影像,提取该区土地利用/覆被数据,并结合经济、交通、生产耗能等基础统计数据,构建碳-氧平衡分析模型,对2014年碳氧收支量进行了研究,并对碳-氧平衡状况进行分析评价。结果表明,成都市2014年碳平衡系数为-0.049,氧平衡系数为-0.503。由于成都市东中西部社会活动功能差异和土地覆被类型分布不均,导致成都市19个行政区的碳氧平衡差异明显。最后,基于研究结果,对降低碳释放、社会经济活动和生态空间格局方面提出相应建议,可为成都市生态文明建设提供科学依据。     

浅谈如何提高测绘工程专业学生对遥感原理与方法课程学习的兴趣

结合笔者在中南大学为期9年的遥感原理与方法课程教学实践,分析了中南大学测绘工程专业学生在该课程教学方面的学习态度和课程认识方面的现状,提出在教学过程初期加强学生对遥感历史文化及名人传记的学习,在课程教学期间自己查询专业应用前景及专业最新动态新闻,在上课期间主动向老师提问3种方法,以考核方式计入学生平时成绩,以期增强学生对该课程的学习兴趣和主动学习能力及独立思考能力,为后续遥感专业相关课程的学习奠定一定的基础。在近几年的教学实践过程中,发现该方法有效地提高了学生对该专业课的学习兴趣,学习效果超越往届学生,实践结果充分证明了该方法的有效性。     

天绘卫星影像室内判绘技术探讨

遥感影像判绘是摄影测量的基础技能,影像判读能力决定了地图成果的质量,本文结合多年的外业经验,从资料搜集利用、地物分层判读技巧等方面,对影像判读过程中遇到的困难和问题进行分析,结合判绘经验和技巧,提出解决的方法,以提升影像判绘能力。     

基于遥感的地理国情普查数据采集研究

辽宁省全国第一次地理国情普查的基础是地表覆盖和地理国情要素的采集工作,同时也是开展统计分析的前提。本文以辽宁省朝阳市基于遥感影像的地理国情数据采集工作为例,对地理国情普查中地表覆盖数据和地理国情要素的内容及指标进行数据采集研究。采集的基础指标包括范围、位置、属性、面积等,利用清华山维EPS2010软件进行数据采集、数据建库、数据检查和时点更新等工作。详细阐述了在辽宁省朝阳市地理国情普查中的工作流程,总结出一套稳定、高效、可靠、因地制宜的数据采集方法,为开展常态化地理国(省)情监测奠定基础。     

公路走廊带景观破碎度的空间分异研究

近年来,我国公路对自然生态环境的影响随着通车里程的增加而日益显著。在公路选线的过程中,全面分析拟建公路走廊带内景观破碎度的空间分异特征,可有效减少公路修建对生态环境的不利影响。本文利用遥感分类技术和GIS(地理信息系统)空间分析方法,以湖南长湘公路走廊带某段土地斑块和景观分类为基础,借助斑块密度指数、最大斑块指数和相似邻近比指数,在斑块类型水平和景观水平两个层面全面分析公路走廊带内自然林地景观、农业景观和城乡建设景观破碎度的空间分异特征。结果表明:长湘公路走廊带内景观破碎度高的地区主要分布在大型斑块边缘、平原地区以及公路沿线;自然林地景观和农业景观的破碎度较低,城乡建设景观的破碎度较高;城乡建设景观的破碎度与公路相关性最强,表现出顺应公路走向的条带状蔓延特征。该研究成果可为公路选线方案的制订和完善提供环境影响方面的参考。     

基于盘锦地理国情普查成果滩涂监测数据的提取研究

根据测绘地理信息行业"十三五"规划,如何利用国情普查数据进行地理国情监测监测,成为未来几年测绘技术的一个重要课题。本文的实施以地理国情普查数据利用高分辨率航空影像确定和采集滩涂地表空间数据为范围,对为滩涂变化监测提供基础数据源进行了研究。     

GNSS-R土壤水分遥感的适宜性分析

利用GNSS-R(Global Navigation Satellite System-Reflectometry)技术探测土壤水分是近年来一个新兴的研究方向。目前GNSS-R遥感观测中反射信号的接收与处理方式包括单天线与多天线两种模式,面向实际应用需求,GNSS-R遥感正在实现从最初的地基观测向空基、星载观测的转变。在推进GNSS-R土壤水分遥感技术业务化应用的过程中,必须首先进行适宜性分析,确定该技术探测的地理位置、空间分辨率与探测深度,然而目前对此尚未有系统、全面、定量的论述。本文针对适宜性分析中的3个关键因子分别进行理论分析与公式推导,明确相关概念的定义,并实现定量化描述,最终通过实际应用分析进一步诠释其应用价值。对于单天线模式地基观测,以美国板块边界观测计划PBO(Plate Boundary Observatory)土壤水分产品为例,分析镜面反射点的相对位置、第一级Fresnel反射椭圆簇的面积与时间序列土壤水分所代表的探测深度;对于多天线模式,以郑州上街区农田空基观测试验为例,得到基于航迹的栅格土壤水分空间分布并探讨其探测深度。本文能够为未来两种观测模式下地基、空基和星载GNSS-R遥感观测、北斗反射信号遥感,以及GNSS-R在农业、水文、生态等领域的实际应用提供理论指导。