多源卫星遥感数据陆表水体产品生成方法研究EI北大核心CSCD

陆表水体是水资源管理、水生态治理及洪水应急监测不可缺少的基础信息,多源卫星遥感为研制陆表水体产品奠定了坚实的数据基础。论文首先对目前陆表水体制图产品和方法进行总结,构建全球地表水体产品验证样本集,分析评估全球中高分辨率陆表水体产品制图精度,基于Google Earth Engine(GEE)遥感大数据平台开展2000年和2018年中国区域陆表水体频率产品研制,提出了针对多源国产中高分辨率陆表水体智能提取方法,分析了21世纪以来中国区域陆表水体时空变化特征。     

基于对象上下文信息的无人机影像建筑物提取

针对全卷积网络进行遥感影像语义分割时存在的空间信息和上下文信息缺失问题,本文提出一种基于对象上下文信息的无人机遥感影像建筑物提取方法。该方法首先采用高分辨率网络(HRNet)作为主干网络提取空间信息完整的多尺度高分辨率特征;然后依据主干网络提取的特征在真实标签的监督下划分对象区域,并计算每个像素与对象区域之间的关系得到像素与对象区域的上下文信息;最后将主干网络提取的高分辨率特征与对象上下文信息组合实现特征增强,依据增强后的特征实现无人机遥感影像中建筑物的提取。两个数据集的实验结果均表明,本文方法有效提高建筑物提取精度。     

基于碳酸化溶液结构研究的盐湖卤水镁锂分离

针对盐湖卤水中镁锂性质相似难以分离的问题,基于CO₂溶入卤水后生成的CO32-浓度稳定、CO32-和Mg2+在亚稳状态下易于发生沉淀反应的假设,采用碳酸化反应方法进行镁锂分离研究。通过红外光谱研究了三种不同盐体系的溶液结构,结果表明在氨水调碱后的MgCl2-NH₃·H2O-CO₂体系中,1?520 cm-1和1?012 cm-1处产生CO32-的伸缩振动峰,CO32-与Mg2+发生沉淀反应后促使Mg2+以固相形式析出;LiCl-NH₃·H2O-CO₂体系中,在1?012cm-1处产生的信号较弱的CO32-振动峰,由于CO32-与Li+发生的反应不强烈,因此Li+主要还以溶解态形式存在;在MgCl2-LiCl-NH₃·H2O-CO₂反应体系中,Mg2+影响了1?520 cm-1处的CO32-伸缩振动峰,说明二者易于发生结晶反应,从而促使Mg2+和Li+分别以固液形式富集在两相中,实现了镁锂分离。镁锂溶剂化结构的不同致使碳酸化反应中的发生反应振动的峰值不同,分离实验表明与传统的碳酸盐沉淀法相比,氨水和CO₂分离工艺更易于得到高纯度的镁盐产品。     

基于剖分网格的空间数据高效拼接与快速提取方法

现有海量空间数据拼接与提取的效率低,造成应急保障时效性较差。针对这一问题,提出了一种基于剖分网格的空间数据高效拼接与快速提取方法。核心思路是:以GeoSOT全球剖分网格为基础,依托空间数据剖分组织方法,实现大到整个数据集小到数据内部块的统一逻辑拼接与多尺度提取。实验证明:采用剖分组织模型,空间数据提取尺度更灵活、提取效率更高,能够大幅度提升空间数据应急保障的时效性。     

基于MODIS和HJ-1数据的宿鸭湖水库面积遥感监测研究

水体与植被、城市和土壤等地物在不同波段的光谱反射率的差异是利用遥感手段提取水体信息的基本原理。以宿鸭湖水库为例,在水体光谱特征分析的基础上,采用归一化植被指数（NDVI）方法提取2010年的MODIS和HJ-1遥感影像上的水体信息。首先将MODIS数据的第1和第2波段,以及HJ-1数据的第3和第4波段经过波段运算得到NDVI图像。将两种遥感图像中NDVI值为负的像元判识为水体,NDVI值为正的判识为水库周围的农田,经过计算像元数量得到水体面积信息。水体判识阈值在全年变化范围在-0．08和0．08之间。HJ-1数据具有较高的空间分辨率,水体判识的结果比MODIS数据更加精确。利用HJ—I数据水体监测结果对MODIS数据结果进行校正,使得到的监测结果同时具有较高的时间分辨率和空间分辨率。研究结果表明：利用HJ-1数据校正后的MODIS数据所测得的水域面积与实际观测得到的水库蓄水量之间的复相关系数为0．8603,显著提高了水体监测的精度,从而为大范围的水资源与水环境动态监测提供了迅速、可靠的依据。     

基于拓扑特征的面向对象的道路要素提取

主要针对光谱特征不是很明显的高分辨率影像,探讨一种基于道路拓扑特征,即道路是连续的、中间没有间断的要素,对道路进行提取。利用面向对象分类的方法,首先把影像分割为对象块,人工给定一条道路的始末端,利用道路连续的拓扑特征,构建循环算法,依次查找道路中间要素,并进行连接,最终把整条道路提取出来。利用资源三号卫星数据进行了试验,结果表明,本方法能较有效地提取高分辨率影像上的道路。最后,应用该方法分别对太原市2010年和2013年同一区域影像进行道路提取,对提取的道路作后期人工编辑,并对两期数据作变化监测,统计变化区域和道路发展变化状况。     

基于多特征的人工海岸线提取方法

在中高分辨率的遥感影像中,海岸地物呈现出更多的细节,尤其是受人类影响程度较大的人工海岸。文中针对较为复杂的人工海岸遥感影像,进行基于多特征的海岸线提取方法研究。实验选用SPOT影像作为实验影像,分析实验区海岸带SPOT影像的光谱特征、形状特征和空间关系特征,使用多种特征来提取海岸线,实验结果表明,方法能对海岸带地物进行正确分类并实现海岸线的自动提取。     

纹理特征与视觉注意相结合的建筑区提取

提出一种有效提取高分辨率遥感影像建筑区的算法。通过模拟人类视觉系统感知环境的过程,引入视觉注意机制,提出基于自信息最大化视觉注意机制的建筑区显著指数。根据建筑区在高分辨率遥感影像中的特点,基于时/频域的纹理分析,提出一种针对建筑区的纹理特征描述方法,实现了建筑区的高效提取。通过对8组高分辨率遥感影像进行试验,验证了本文算法的有效性。     

海岸线提取技术研究进展

探讨了海岸线定义不明确的问题。在总结实地测量痕迹线法和遥感影像提取法在测量海岸线的实现过程和关键技术的基础上,分析指出了这两种方法都存在效率低下、工作周期长、安全隐患大等缺点。介绍了国外利用航空LiDAR数据提取海岸线的主要方法及其实现过程,美国在垂直基准转换系统VDatum的支撑下,LiDAR技术提取海岸线法获得了较广泛的应用,而国内在技术方法研究与海域垂直基准建设方面则处于起步阶段。最后针对海岸线测量存在的问题提出了几点建议。     

基于体元分析的三维建筑物模型结构化分割方法

针对现有三维模型分割方法在建筑物基本结构特征识别方面存在的不足,提出一种基于体元分析的三维建筑物模型结构化分割方法。该方法首先通过体元化和内部距离参数计算在模型内部构建分层距离场,然后采用局部极值判别方法从各层距离场中提取出对建筑物结构、形状分布具有代表意义的中心体元,并基于中心体元和内、外部体元聚类找到建筑物在空间组成上相互独立的结构单元,最后依据体元分析结果对原始建筑物模型进行表面分割。试验结果表明,该方法能够对不同风格的建筑物模型进行有效分割,具有极强的稳健性。