关于遥感影像处理分析的理论与方法之若干问题

遥感技术的发展还处于一个初级的阶段,有关遥感影像处理和分析的理论和方法十分匮乏,还没有建立起适合遥感影像特点的理论和方法体系。基于此,提出了建立以像斑分析为基础的遥感影像分析的理论和方法体系,并就多光谱/高光谱影像纹理分析的概念、方法、以像斑为基础的空间关系分析、分析过程中引入先验知识的方法及数据套合技术研究展开了讨论。     

多时相遥感图像相对辐射校正

相对辐射校正是多时相遥感图像处理和分析的前提.本文分析了几种常规的相对辐射校正方法的优缺点,然后在此基础上提出了一种基于小波变换的遥感图像相对辐射校正方法.该方法对源图像小波变换域的低频成分实施辐射变换,并保持高频成分不变,重构的图像具有保持高频信息的特性,因而能够较好地保留源图像中由于地物变化引起的辐射差异.     

利用夜间热红外数据求取玉米冠层孔隙率

孔隙率是光线透过冠层未被拦截到达地表的概率,是描述冠层结构和生物量空间分布的关键变量。已有研究证明,在夜间热红外图像上,玉米地各亮温组分比较稳定,并且温度均值有明显差异,易于区分。本研究的目的是利用2005年8月23日在怀来测得的夜间热红外数据求取中等密度的玉米冠层(LA I=3.64)在不同角度下的孔隙率。结果表明,在沿垄行方向,孔隙率随着天顶角变化缓慢;而在其他方向(45°和90°)变化较快,且变化趋势相似。将测得结构参数代入余涛的热红外方向辐射性模型,模拟出不同方向下的孔隙率。将测量值与模拟值进行对比,二者有一定的相似性,模型能较好地抓住玉米冠层孔隙率的主要特征。针对二者间的差异,初步分析是由测量中观测目标不完全一致、角度控制不精确、测量高度过低以及投影函数和丛生参数的选择等原因引起的。     

多时相MODIS影像水田信息提取研究

水稻种植及其分布信息是土地覆被变化、作物估产、甲烷排放、粮食安全和水资源管理分析的重要数据源。基于遥感的水田利用监测中,通常采用时序NDVI植被指数法和影像分类法分别进行AVHRR和TM影像的水田信息获取。针对8天合成MODIS陆地表面反射比数据的特点和水稻生长特征,选取水稻种植前的休耕期、秧苗移植期、秧苗生长期和成熟期等多时相MODIS地表反射率影像数据,通过归一化植被指数、增强植被指数及利用对土壤湿度和植被水分含量较敏感的短波红外波段计算得到的陆表水指数进行水田信息获取。将提取结果与基于ETM＋影像的国土资源调查水田数据,通过网格化计算处理并进行对比分析,结果表明,利用MODIS影像的8天合成地表反射率数据,进行区域甚至全国的水田利用监测是可行的。     

Daily to seasonal cross‐shore behaviour of quasi‐persistent intertidal beach morphology

In this study, an intertidal bar and trough system on the beach of Noordwijk, The Netherlands was monitored over a 15‐month period in order to examine the daily to seasonal sequential cross‐shore behaviour and to establish which conditions force or interrupt this cyclic bar behaviour. The beach morphology (bars and troughs) was classified from low‐tide Argus video images based on surface composition. From the classified images, time series of the landward boundary of the bar and of the trough were extracted. The time series of the alongshore‐averaged boundary positions described sawtooth motion with a period between 1 and 4 months, comprising gradual landward migration followed by abrupt seaward shifts. The abrupt seaward shift appeared to be a morphological reset induced by storm events, which lasted at least 30 h with a large average root‐mean‐square wave height (≥2 m) and offshore surge level (≥0·5 m), and a small trough (<20 m wide) in the pre‐storm beach morphology. The time series of the boundary positions exhibited very little longer (seasonal) scale variability, but somewhat larger smaller (daily) scale variability. The bar boundary was found to be more dynamic than the trough boundary. Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd.     

多分辨率特征融合的光学遥感图像目标检测

高分辨率遥感图像目标检测是计算机视觉的一个重要研究领域,在民用与军事领域具有重要的应用价值。目前,基于深度学习的自然图像目标检测有了突破性进展。但是,由于遥感图像具有目标尺度差异大且类间相似度高的特点,使得处理自然图像的目标检测算法直接应用于遥感图像时仍面临着一些挑战。针对上述挑战,本文提出一种多分辨率特征融合的遥感图像目标检测方法。首先,通过特征金字塔提取多尺度特征图并在其后嵌入多分辨率特征提取网络,促使网络学习目标在不同分辨率下的特征,缩小不同特征层之间的语义差距。其次,为实现多分辨特征的有效融合,本文采用自适应特征融合模块挖掘更具判别性的多分辨特征表达。最后,将自适应特征融合模块的输出特征的相邻层进行深度融合。在公开的遥感图像目标检测数据集DIOR和DOTA上评估了本文方法的有效性,相比采用特征金字塔结构的Faster R-CNN,本文方法的准确率(mAP)分别提高2.5%和2.2%。     

国产高分影像在矿业城市生态安全性评价中的应用——以黑龙江省七台河市为例

为了实现矿业城市生态安全性评价,利用BJ2、GF1、ZY3等国产高分辨率卫星影像数据,采用遥感技术手段,基于GIS平台,构建景观安全评价体系。通过获取2017年度研究区内各土地资源类型分布现状数据,进行景观指数（破碎度、分离度、优势度、干扰度、脆弱度、生态风险度）计算,逐网格剖析后采用普通Kriging插值法（半变异函数）对研究区域的景观生态安全度进行定量分析与评价。结果表明：研究区内大部分地区景观生态安全处于中、中高和高水平,面积为538 951.58 hm²,占研究区面积的86.75%,呈现由矿产资源集中开采区向其外部、平原区向低山丘陵区安全等级逐渐升高,生态环境逐渐转好的趋势;低、中低安全区总面积为82 342.18 hm²,占研究区面积的13.25%,景观生态安全仍存在较大问题,需引起地方政府关注。     

西藏隆子县那嘎迪金多金属矿地质特征及找矿潜力

那嘎迪金多金属矿是近年来通过区域地质调查新发现的金多金属矿床,其矿化带受断裂构造控制。文章在简要介绍区域成矿地质背景后,通过分析矿区及矿体的地质特征、1∶5万水系沉积物地球化学特征、1∶1万土壤地球化学特征、1∶1万物探视电阻率联合剖面和激电中梯剖面特征,结合遥感地质特征,综合分析认为那嘎迪金多金属矿区尚具有进一步找到金多金属矿体的潜力。     

基于改进主动轮廓模型的无人机影像矿区地裂缝提取

矿区地裂缝精准识别对防灾、减灾和生态环境修复具有重要意义。针对高分辨率无人机影像较难自动精确提取地裂缝的问题,本文提出了一种基于改进主动轮廓模型的无人机影像矿区地裂缝提取方法。首先,采用Otsu算法计算背景和地裂缝初值作为先验知识;其次,构建背景和地裂缝初值的提取能量函数,并引入到传统CV主动轮廓模型,增强地裂缝提取的针对性;最后,通过轮廓的不断演化实现地裂缝的提取。以内蒙古扎赉诺尔矿区为研究区、无人机影像为数据源,采用改进主动轮廓模型方法进行地裂缝提取,并与传统的Canny边缘检测算法、支持向量机（SVM）、最大似然（MLM）和传统CV主动轮廓模型方法进行对比分析。结果表明：在地物类型较为单一的小范围区域,传统的Canny边缘检测算法和传统CV主动轮廓模型提取效果较差,改进主动轮廓模型、SVM和MLM共3种方法均可以取得较好的效果,其中,改进主动轮廓模型方法精度最高;在地物类型相对复杂的大范围区域,传统的Canny边缘检测算法、SVM、MLM和传统CV主动轮廓模型方法存在较多的漏提和误提,Kappa系数均低于0.7,而本文改进主动轮廓方法依然可以取得较好的效果,Kappa系数达到0.9左右。因此,本文提出的方法通过引入先验知识可有效提高地裂缝提取的精度和稳定性。