一种基于面阵摆扫式航空影像的特征匹配方法

特征匹配是面阵摆扫式航空影像处理的关键步骤,针对传统特征匹配方法在面阵摆扫式航空影像匹配时存在匹配点数量少,分布不匀均的问题,本文提出一种基于自适应亮度空间的特征匹配方法。首先根据影像POS（Postion Oriental System）信息求解待匹配影像间变换关系进行影像校正,在校正后的影像上构建自适应亮度空间,使用ORB算子和BEBLID算法在亮度空间上获取特征点和二进制特征描述符,然后基于汉明距离获取初始匹配点,使用RANSAC算法剔除粗差,最后将匹配点变换到原始影像上得到最终匹配结果。本文选取6组具有视角差异及亮度变化的面阵摆扫式航空影像进行实验,将本文算法与SIFT、SURF、ORB、ORB+BEBLID、ASIFT等匹配方法进行比较,结果表明：本文算法通过建立影像间变换关系,构建自适应亮度空间,使得算法提取的特征点数量增加1.5倍,获取匹配点数量是其他算法的3倍以上,且匹配点分布更加均匀,匹配效率高于其他算法,验证了本文算法在具有亮度变化及视角差异的面阵摆扫式航空影像上匹配的有效性。     

嫦娥二号卫星微波探测仪数据定标和处理结果

介绍了嫦娥二号(CE-2)与嫦娥一号(CE-1)搭载的微波探测仪(microwave radiometer, MRM)的不同之处, 给出其亮度温度的算法和地面定标系数, 并得到CE-2 MRM获得的全月亮度温度分布图.分析了亮温的数据规律, 并以此为基础归一化后比较了二者之间的数据差异.最后比较了不同取值的非线性系数对CE-2 MRM亮温定标结果产生的影响.结果表明: 目前CE-2 MRM数据在3GHz、19.35GHz和37GHz频率符合地基观测结果的范围, 同CE-1 MRM结果相比在月球低纬度地区(≤50°)差异在11K以内, 差异的主要原因是CE-2定标方法的改进以及定标方程中非线性项的引入, 而7.8GHz通道的数据异常表明该通道存在系统误差.      

Analysis of cost functions for retrieving sea surface salinity

Two kinds of Bayesian-based cost functions (i.e., the unconstrained cost function and parameter-constrained cost function) are investigated for retrieving the sea surface salinity (SSS). In low SSS regions, we have analyzed the sensitivity of the two cost functions to geophysical parameters. The results show that the unconstrained cost function is valid for retrieving several parameters (including SSS, wind speed and significant wave height), and the constrained cost function, which largely depends on the accuracy of reference values, may lead to large retrieval biases. Furthermore, as a retrieval parameter, the sea surface temperature (SST) can re-sult in the divergence of other geophysical parameters in an unconstrained cost function due to the strong sensitivity of brightness temperature to SST. By using the unconstrained cost function and the simulated brightness temperature TB with white noises, the retrieval biases of SSS are discussed with the following two procedures. Procedure a): the simulated TB values are first averaged, and then SSS is retrieved. Procedure b): the SSS is directly retrieved from the simulated TB , and then the retrieved SSS values are aver-aged. The results indicate that, for low SSS and SST distributions, the SSS retrieval by procedure a) has less biases compared with that by procedure b), while the two procedures give almost the same retrieval results for high SSS and SST sea regions.     

Cross-Calibration and Long-Term Monitoring of the Microwave Radiometers of ERS,TOPEX, GFO,Jason, and Envisat

The radiometers on board the satellites ERS-1, TOPEX/Poseidon, ERS-2, GFO, Jason-1, and Envisat measure brightness temperatures at two or three different frequencies to determine the total columnal water vapor content and wet tropospheric path delay, a major correction to the altimeter range measurements. In order to asses the long-term stability of the path delay, the radiometers are calibrated against vicarious cold and hot references, against each other, and against several atmospheric models. Four of these radiometers exhibit significant drifts in at least one of the channels, resulting in yet unmodeled errors in path delay of up to 1 mm/year, thus limiting the accuracy at which global sea level rise can be inferred from the altimeter range measurements.     

从卫星红外亮温与大地热流的关系看地震前的热红外异常

一些强地震前地表可产生热异常是人们比较一致的认识,但能否用卫星遥感技术观测到地下热异常则存在很大的分歧.本文试图通过分析热红外亮温与大地热流值的关系,探讨利用卫星遥感技术观测地震热异常的可能性及其存在的一些问题.研究结果表明:（1）在绝大多数情况下,亮温随大地热流值的升高而升高,升高的速率平均为0.057℃/mW·m^-2.如果地震引起的大地热流异常为100 mW·m^-2,则有可能产生卫星红外平均亮温约5.7℃的异常.（2）不同地区亮温随大地热流值变化速率不同,即使地震前出现了卫星热红外亮温异常,但不同地区表现也是不同的.（3）在一些地区一些季节,亮温与大地热流值关系不明显,可能是亮温数据受气象因素干扰所致.这说明地震前的热红外亮温异常是复杂的,甚至有时是难于观测到的.     

地基热红外云高观测与云雷达及激光云高仪的相互对比

2008年5月至12月中美（美国能源部大气辐射测量（ARM）计划）联合利用ARM移动观测设施（AMF）在安徽省寿县进行了大气辐射综合观测试验,地基云参数观测仪器主要有:（1）云雷达（ARM W-band (95 GHz) Cloud Radar）,观测结果为反射率廓线,时间分辨率为2 s;（2）云高仪（Vaisala Ceilometer）,观测结果为云底高度和后向散射廓线,时间分辨率为15 s.两者均为天顶方向观测.扫描式全天空红外成像仪（SIRIS-1型）于11月27日～12月30日在寿县参加了观测,观测方式为全天空扫描,时间间隔为15分钟.三种云观测仪器共并行观测16天.利用全天空红外成像仪测得的天空红外亮温和同步观测的地面气象数据进行了等效云底高的反演.以全天空红外成像仪天顶方向观测时间前后15次云雷达反射率廓线的平均廓线,云高仪12次观测中有云时次云底高的平均值分别作为同步观测结果,利用平均反射率廓线进行了各层云的云底、云顶、回波峰值高度和回波积分值的提取和计算.三种观测仪器以10 km云底高为限,共同步观测1661次,其中云雷达、红外成像仪和云高仪分别观测到云:428,287,225次.本文分3种情况:（1）全部有云观测情况,（2）单层云,（3）双层及三层云,分别进行了三个仪器观测云高的对比.对比结果:情况（1）,云雷达与云高仪、云雷达与红外成像仪的相关系数分别为0.6和0.82;情况（2）,三者共同观测75次,云雷达与红外成像仪相关系数为0.85,与云高仪相关系数为0.53,标准差分别为0.88 和1.61 km;情况（3）,红外成像仪云底高绝大多数在云雷达观测的最上、最下层云之间,有时接近上层云,有时接近下层云.对比结果显示,地基热红外对于观测中低云高具有稳定、可靠、经济和便捷等优势,但观测结果较云雷达系统偏高.文中同时提出了初步的校正方法.     

湖冰厚度遥感反演进展与展望

湖冰是对气候变化十分敏感的冰冻圈水文变量,起到调节区域气候和湖泊生态系统的作用,并作为一种自然资源服务于冰上生产生活。湖冰覆盖和湖冰厚度是研究湖冰过程的关键变量,目前大多数湖冰研究集中在湖冰覆盖领域,湖冰厚度领域由于缺乏实测资料和专门的遥感观测平台还存在诸多空白,大量缺资料地区湖冰厚度仍处于未知状态,亟待方法和数据上的突破与创新。本文综述了近20年国内外湖冰厚度遥感反演领域的进展,介绍了各类反演方法的原理机理及主要优缺点,其中被动微波遥感方法具有良好的时间分辨率但空间分辨率较粗,难以覆盖中小型湖泊;基于SAR影像的主动微波方法空间分辨率较高但物理机制复杂,可靠性有待进一步验证;基于测高雷达的主动微波方法观测时段较长,物理机制明确,易于拓展到无实测资料湖泊,但空间覆盖相对有限;热红外遥感方法时空分辨率较好,但容易受云和湖冰表面积雪的影响,反演精度和可靠性有待提升。在此基础上,本文分析湖冰厚度遥感反演领域面临的主要挑战和发展方向包括：（1）厘清湖冰表面积雪相关的物理过程;（2）实现大范围实测冰厚和遥感资料的集成;（3）实现多源遥感冰厚反演方法的交叉融合。     

降水云含有水膜冰球时的微波辐亮温

利用Eddington近似解析算法和一含有冰水相态混合层的降水云模型,改变滴谱,并／或使云中冰球带上水膜,可以改变云内一些高度上的辐射通量,而对降水云在云顶和地面两处的射出辐亮温的影响,则与雨强和微波频率以及水膜冰球谱和水膜厚度有关。云中相态混合层内水成物相态和滴谱对6．6、10．7和18GHz辐射传输和射出辐亮温有较大的影响,对更高的频率（37．0、85．6和183GHz）影响较小。     

用双矩阵法和积分方程模型估算地表的亮度温度

提出了一种估计覆盖植被的地表亮度温度模型。模型中的植被看作是不同大小和朝向的离散散射体如叶、茎、杆构成。植被层内的体散射以及植被与地表之间的多次散射采用了双矩阵法(M atrix Doub ling)计算,地表辐射采用了积分方程模型(Integral Equation M ethod)。较高频率上的模拟结果显示植被的辐射是主要的,植被对地表辐射的衰减作用较明显。模拟的亮度温度跟SGP99机载C波段以及AMSR-E的X和Ku波段实测数据相比接近一致。