利用风云3D微波成像仪数据估算北极海冰密集度的精度评价

卷积神经网络（convolutional neural network, CNN）已用于星载全球导航卫星系统反射测量（global navigation satellite system-reflectometry,GNSS-R）海冰检测,其具有数据预处理简单、最大限度保留反射面信息等优势,但已有GNSS-R CNN海冰检测方法研究的数据集时间跨度较小,代表性有限,且未考虑训练集内海水、海冰时延多普勒图（delay-Doppler map, DDM）的比例对方法泛化能力的影响。针对该问题,首先提出一种筛除畸形DDM方法,有效筛除错误数据;然后,设计合适的CNN结构及参数,通过小样本对比实验发现CNN模型在训练集内海水、海冰DDM的比例为1∶1时具有高准确率和最佳泛化能力,并优化数据集选取策略;最后使用2018年全年大样本数据集评估改进的方法在大数据量和大时间跨度时的有效性和可靠性。研究表明,改进的方法通过加强数据质量控制、优化数据集选取策略,提升了CNN海冰检测方法的泛化能力及可靠性,使其更适用于实际应用场景,为海冰消融等研究提供参考。

     

基于面向对象分类技术的沈阳市土地利用动态变化研究

基于RS和GIS技术,采用面向对象分类技术,根据沈阳市的实际情况,建立土地利用类型解译标志,利用多尺度分割方法进行影像分割,然后利用决策树法和最近邻的分类方法,建立分类规则,提取区域土地利用信息,得到该区域的两期土地利用/土地覆被数据,并对研究区的土地利用动态变化及引起这种变化的驱动力进行分析.研究中所采用的面向对象的分类方法在地表景观信息提取中充分利用了地物的光谱信息、纹理特征等特征,最大程度上克服由于不同地物光谱信息相似、相同地物光谱信息不同而造成的混分现象.     

利用热红外遥感提取层状硅酸盐蚀变矿物信息研究——以甘肃北山地区为例

矿物亚类的光谱曲线特征具有较大相似性,对层状硅酸盐矿物使用传统的可见光-近红外遥感中的区分提取难度较大.笔者以甘肃北山柳园工作区为例,利用发射率光谱特征,进行了层状硅酸盐蚀变矿物提取实验.通过与ASU光谱库标准光谱曲线进行对比,分析了来自于图像端元的光谱曲线特征,区分出了层状硅酸盐矿物如蛇纹石、绿泥石等.野外实地验证结果表明,该方法在信息提取方面精确度较高,遥感应用效果更加定量化、精确化,对于遥感地质填图工作具有很大的意义.     

南海大气温室效应纬向地带性的遥感观测

本文选取位于入射太阳辐射能量峰值所在的绿光通道(MODIS卫星4通道), 以及位于可太阳耀光探测长波辐射区间的中红外通道(MODIS卫星21通道)为观测窗口对, 遥感测量2000~2010年间南海研究区和东海对照区内, 不同纬度带的大气典型短波与长波通道的太阳耀光辐射比参数(引入晴空辐射平衡的描述性指标CSRR, 即Calibrated Sunglint Radiation Ratio)时间序列。 据此大气双程透射率比及太阳分谱辐照度比的相关函数CSRR, 了解南海大气温室效应纬向地带性的演变特征。经验模态分解方法分析结果表明, 南海的大气温室效应包含3个相对重要的分量:1)由低纬往中纬逐渐增大的, 受具有明显纬向地带性的水汽大储库与纬向地带性较弱的CO2小储库联合影响的长期变化趋势; 2)受 CO2、CH4、O3和气溶胶共同调控的准十年尺度分量; 3)从低纬往中纬逐渐由双峰转变为单峰分布的年尺度分量。由此可见, 关于地球-大气系统辐射平衡物理学参数地带性分布规律的观测, 有助于理解从辐射强迫到温度变化的气候响应机制, 对如何筛选简洁合理的第四纪气候评估模型具有参考价值。     

深部地质结构对浅层地质与成矿作用的制约——以中国东部大陆及海区为例

根据十余年来参加中国岩石圈三维结构研究和国际合作编图资料,将深部地质结构与浅层地质、成矿特征进行统一的综合分析研究,对中国东部及邻近海域地质构造取得一些新认识,提出一些新观点:(1)在中国大陆及邻近海域400 km深度内,划分出5层地质结构,其中第3、4层之间的变化制约了浅层地质与成矿作用;(2)中国大陆及海区受周边动力挤压,其中西部挤压力大于东部,导致西部软流圈物质经4条路径向东流动,使东部汇聚巨大巨厚的软流圈,形成独特的软流圈巨量热能(力)-动力主体动力区,构成了亚洲大陆第4个主体动力区;(3)太平洋板块俯冲力制约了北纬42°40'以北的完达山及俄罗斯远东地区,菲律宾海板块俯冲力制约了台湾和中国东南沿海地区,二者的动力之和构成了阻挡软流圈物质向东部洋区流动的"远程力效应";(4)软流圈巨量热能(力)-动力作用的主体动力区打造了中国东部及海区7项地质、地貌特征和三大类矿产资源效应。其中岩浆活动与化石燃料矿产(石油、天然气、煤)之间不是"水火不相容",而是岩浆活动为提升油-气成熟度和煤化作用及变质作用提供了重要的温度条件;(5)软流圈巨量热能(力)-动力作用打造了中国东部及海区一些独有的地质作用:①形成了新生代南海小洋盆,并向巴拉望岛俯冲。②产生了新生代陆缘裂谷带,形成了琼州海峡、台湾海峡,并向台湾岛轻度俯冲。③大面积的巨厚软流圈是一座"巨型岩浆山",成为东部及海区"地幔柱"的统一"根基"。地幔柱实际上是巨大"岩浆山"中的"岩浆山峰",今后会发现更多"地幔柱"(即"岩浆山峰")。④中国东部地震除吉林省珲春地区的深源地震(540 km)外,朝鲜半岛及其以西的中国东部和海区均为浅源与中深源地震(震源深度小于100 km),其主体动力都来自本区巨量热能(力)-动力源,太平洋板块-菲律宾海板块的联合俯冲力只起了"远程力效应"的深部侧向挤压辅助作用。⑤巨量热能(力)-动力作用形成了一系列盆-山耦合带,组成了中国东部及海区中-新生代"盆-山耦合群","盆"里有油气资源,"山"里有内生矿产。     

2000~2010年长江三角洲土地利用/覆盖空间格局动态变化研究

土地利用/覆盖变化与空间格局间的相互作用机制是全球环境变化的研究热点。以2000年、2005年及2010年遥感影像为基础数据源,通过面向对象的分类方法,对长江三角洲的土地覆盖进行分类。利用分类结果,通过数学模型和景观指数探讨了土地利用变化对长江三角洲景观格局的影响。结果表明：1)2000~2010年长江三角洲土地利用变化明显,人工表面“涨势”明显,耕地与湿地则呈现下降趋势;2)10年间长江三角洲土地利用多样化指数增加,土地利用多样性程度逐年提高;3)2000~2010年长江三角洲景观破碎化程度增加,优势度减小,景观形状复杂性与异质性不断加大。这些研究可以为土地利用结构的调整、生态环境的恢复重建提供依据,促进长江三角洲的可持续发展。     

一种全自动提取居民地的方法

对遥感影像中居民地提取的各种方法作了一般性的阐述,并在吸收这些算法优势的同时,提出了一种全自动实现遥感影像中居民地目标的提取方法：先求取非最大值抑制后的梯度图,而后进行高斯模糊处理,以提高影像上居民地区域纹理特征一致性;通过增强大津法和形态学的方法全方位腐蚀与膨胀,完成面状地物居民地的提取;最后进行图象矢量化处理。论述方法的同时,展示和分析了实验结果。     

近30年来深圳河网变化及其生态效应分析

在地形图、河道普查数据、遥感影像等多源数据支持下, 分析了深圳近30 年河网的时空变化规律及其与城市化水平的关系, 在此基础上通过分析植被盖度、生产有机物质的价值、生态系统服务价值、生态资产等指标的变化规律探讨了深圳观澜河流域河网变化的生态效应。 结果表明: (1) 近30 年深圳市河网结构趋于简单化、主干化, 河流支流发展受到较大限制; 河网总长度减少355.4 km, 总条数减少378 条, 河网密度从0.84 km/km² 降低到0.65 km/km²; 以区/ 街道办驻地为圆心, 半径为1-2 km 的圆环区成为河网萎缩、河网消失的主要 区域; 依据流域城市化水平和河流主干是否直接入海等2 个指标可将深圳市9 大流域/ 水系 分为4 种不同的河网变化类型; (2) 当城市化水平低于30%时, 城镇用地扩展与河网萎缩, 尤其是河网支流的萎缩存在显著相关; 当城市化水平大于30%时, 城镇用地扩展对河网的影响较小; (3) 2000-2005 年观澜河流域生态系统功能显著降低, 以生产有机物质价值降低幅度最 大(41%), 植被盖度次之(24%), 单位面积生态资产从2.79 元/m² 降低到2.34 元/m², 总生态 资产减少3136 万元; (4) 河网变化和城市化成为影响生态系统功能的主要因素, 其中河网变化因素和城市化因素对植被盖度降低的贡献率分别为23.1%和35.8%, 对生产有机物质价值减少的贡献率分别为25.1%和32.7%, 对生态系统服务价值减少的贡献率分别为7.7%和 56.2%, 对生态资产减少的贡献率分别为10.6%和52.2%。     

近20年来福州市土地利用时空变化的遥感分析

以1986、1996和2006年三期Landsat TM影像为基本数据源,采用最大似然法分类,并以同期高分辨率的SPOT5影像进行分类后处理,最后分类后变化检测法监测了福州市1986~2006年的土地利用变化及其转移模式。结果表明,福州市近20年间土地利用发生了较大的变化,城乡建筑用地处于快速增长阶段,而耕地数量却在不断下降。经济发展、人口增长、政府决策等因素是福州市土地利用发生变化的主要驱动力。     

基于卫星地面站天线状态预测的任务再规划

集成运行控制系统(Integrated Operation and Control System,IOCS)是极轨气象卫星地面应用系统的重要系统之一,其主要作用之一是规划多卫星地面站接收任务,确保全球资料的完整获取。当卫星地面站某个天线出现异常或不可用时,若仍按原有的任务规划进行数据接收,将直接造成全球资料的不完整,因此需要研究卫星地面站天线状态的预测和相应的任务再规划技术,从而及时发现和处理卫星地面站的天线异常、降低连续多轨数据接收失败风险,最终达到提高极轨气象卫星数据接收成功率的目的。文章设计了基于统计分析的卫星地面站天线状态预测方法,并研究了对后续系统运行改变最小、易实现和结果可复核的任务再规划方法。