一种基于图论重构MODIS EVI时间序列数据集的新方法

MODIS的增强型植被指数（EVI）时间序列数据早已广泛应用于植被观测、生态环境和全球气象变化等研究领域,但即使EVI时间序列数据已经经过严格的预处理,其中仍然存在着一些噪声。因此,本文开发了一种简单有效的方法来重构EVI时间序列数据,减少EVI时间序列数据中的噪声,尤其是一些由大气云层和冰雪覆盖产生的噪声。新方法的理论来源于图论,利用拉普拉斯矩阵的关系对EVI中选定的邻域窗口的像元权重进行赋值,得到中心像元的拟合。新方法已应用于2016—2018年的MODIS MOD13A1产品,并与S-G滤波法、谐波函数法、双逻辑斯蒂拟合法和非对称高斯函数法进行了比较。结果表明,在荒漠、草原和林地中,新方法留一验证测试的绝对差值最小,相较于其他方法效果较优;在拟合不同植被类型的EVI时间序列数据时,图论邻点方法呈现出更好的细节拟合曲线;其在5类植被类型中的RMSE值分别为200.59、46.58、63.48、165.47和40.95,在5种方法中均为最小值,在获取高保真和高质量的EVI时间序列数据方面优势更明显有效。本文的方法研究可以给植被遥感时序数据的去噪和生态环境的研究提供有益借鉴。     

改进DINEOF算法在中国渤海叶绿素a遥感缺失数据重构中的应用研究

叶绿素a(chl-a)是重要的海洋环境水色参数,但是受云雾覆盖的影响,卫星遥感chl-a产品中普遍存在数据缺失的现象,大大降低了数据的应用效果.经验正交函数插值方法(DINEOF)是目前在长时间序列缺失数据重构方面应用最广泛的数据插值重构方法,本研究针对DINEOF方法在空间小尺度上过度平滑的缺陷,设计了 一种面向渤海...     

基于FY3/MERSI数据的辽宁省植被指数重建及时空变化分析

为建立中国风云三系列气象卫星长时间序列归一化植被指数数据集,选用滤波和函数拟合方法,针对林地、湿地、水稻、玉米、大豆、城市和水体7类地物开展数据重建效果定量分析,确定最佳数据重建方法,并在辽宁省开展时空变化分析。结果表明：非对称高斯函数拟合法（Asymmetric Gaussians,AG）、Savitzky-Golay滤波法（SG）、双Logistic函数拟合法（Double Logistic,DL）和时间序列谐波分析法（Harmonic Analysis of Time Series,HANTS）四种方法均表现出相对较好的去噪能力。SG方法对噪声比较敏感,HANTS方法在低值区受噪声影响大。AG和DL方法平滑效果较好,DL方法的峰值更接近于原始峰值。在高植被覆盖区和季节性作物区,SG方法相关系数最高（>0.93）、均方根误差最低（< 0.1）;在城市和水体低植被指数区,HANTS方法相关系数最高,为0.87,但四种方法的均方根误差均在0.06左右,差别不大。综合考虑曲线和定量分析结果,选取SG方法进行辽宁省植被指数数据集数据重建。辽宁省植被指数数值高低的空间分布与下垫面植被类型相符合,东部山区林地植被指数最高,达到0.75以上。2009-2020年,辽宁省NDVI年均值存在波动,不同地物植被指数变化存在差别,水体和城市植被指数变化相对较小,旱田作物（玉米、大豆）的植被指数受干旱年的影响植被指数变化稍大。辽宁省主要粮食作物植被指数年内均呈单峰分布,与一年一熟型吻合,均在8月上旬达到最大值。     

扬州经济开发区三维演示系统研制

提出建立城市三维演示系统的一套技术流程,并针对其中的主要环节提出了可行的优化解决方案。该流程从房产数据、国土数据和规划数据等基本数据出发,利用数据分层存储的特性抽取有关建筑物、道路、水系及地形的空间数据和属性数据,并与实际采集的纹理数据结合起来,生成高分辨率城市三维演示数据。以此为基础建立城市三维演示模型。并利用VisualC 6．0和Open GL开发了三维演示模块。实现城市三维数据的逼真演示。在该流程的支持下,建立了扬州经济开发区三维演示系统,验证了技术的可行性和有效性。     

一种机载LiDAR点云电力线三维重建方法

针对直升机激光雷达电力巡线中电力线三维重建方法研究的不足,文章提出一种长距离架空输电线路直升机激光雷达点云数据的电力线三维重建方法,它包括电力线激光雷达点云聚类、悬挂点检测和电力线三维建模等3个部分:首先运用3D连通成分分析分离出某一电力线的点;然后在XOY平面上对某一电力线的点进行线性拟合和格网索引,通过二阶导数分析分离出某一档某一根电力线的点;最后对单根电力线进行三维建模,且三维模型使用比例因子作为抛物线参数。实验表明,该方法在重建过程中对输电线走廊内线路数目、电力线的根数、电力线类型、电力线的空间配置结构、线路长度、线路曲率等因素不敏感,且具有效率高、重建精度高的优势。     

一种深度图像障碍物检测新方法

针对传统障碍物检测技术存在的不足,该文将Kinect深度摄像机作为障碍物检测系统的传感器,在Kinect实时三维重建和Meanshift图像分割的理论基础上,提出了一种基于Kinect深度图像的障碍物检测方法,并针对深度图像随机噪声点多的特点,提出了一种改进的高斯滤波算法.分别在不同环境中进行了障碍物检测实验,实验结果表明该文提出的检测算法能准确检测出复杂场景中的障碍物区域,并对光照具有很强的鲁棒性.     

分层均匀介质折射率廓线的重建

依据电磁逆散射理论，由频域的反射系数或时域的反射脉冲重建分层均匀介质折射率廓线。采用非线性重整化技术对利卡提方程进行化简，并由此导出反射脉冲与折射率廓线分布函数之间的关系。数值模拟结果表明，用非线性重整化技术重建折射率廓线具有物理图象清晰、精度高、抗噪声干扰及简便快捷的优点。     

基于树木年轮的贺兰山东麓河流径流量的重建

以采自贺兰山的5个采样点的树轮宽度资料为基础,建立区域标准化年表和差值年表,发现区域差值年表中包含的年径流总量信息多于标准化年表,并最终用区域差值年表序列重建了贺兰山东麓过去259 a的年径流量。相关分析发现降水和温度变化对于树木年轮生长及贺兰山东麓河流年径流总量的形成均有重要影响,是本文从树木年轮重建年径流量的气候水文学基础。校准方程的相关系数为0.638,可解释校准期内年径流总量变化总方差的40.8%,交叉检验的误差缩减值达0.328。分析259 a重建年径流量的变化特征发现:(1)重建流量经历了12个枯水期(1751—1759年,1765—1771年,1788—1802年,1809—1820年,1835—1840年,1847—1855年,1860—1866年,1877—1884年,1899—1908年,1924—1932年,1962—1967年,1980—1994年)和位于其间及1995—2004年的14个丰水期,以平水年份出现最多,但259 a来年径流量的变化较为剧烈。(2)年径流总量出现了持续≥10 a的4次持续枯水期和4次持续丰水期;持续枯水期中以1788—1802年的枯水期强度最大(平均距平百分率-14.9%),而强度第二的持续枯水期(平均距平百分率-10.4%),持续时间也长达15 a(1980—1994年);持续丰水期中以1867—1876年的丰水期强度最大(平均距平百分率+17.9%)。     

以树轮宽度重建秦岭中段分水岭地区1-7月平均气温

根据秦岭中段分水岭地区秦岭落叶松树轮宽度指标,建立了该地区1814-2003年的树轮标准化年表。分析表明,该地标准化年表与当年1-7月平均气温显著相关。在此基础上设计转换方程,利用多元回归技术重建了秦岭中段分水岭地区的1-7月平均气温,重建序列的方差解释量为41.2% (F=15.062, p＜0.0001),重建序列显示在过去190 a中气温较低的时段主要有1814-1850年和1876-1889年;偏暖期主要有1851-1875年和1890-1933年;而1934-1990年这一时期气温变化幅度较小,气温相对比较稳定;1990年之后升温明显。     

利用树木年轮资料重建新疆东天山300多年来干旱日数的变化

采用东天山6个相邻地点的云杉年轮序列求得该区域平均树木年轮年表（1665～1988年）。通过响应面函数的计算，发现树木生长对温度和降水有明显的非线性响应，表明用该年表序列重建单个温度要素存在一定片面性，利用森林干旱模式计算的树木生长期干旱数，含有温度、降水、土壤性质等诸因子，且与年轮生长明显相关。进而利用树木年轮资料重建了该地区过去300年来干旱日数，与实际旱涝情况吻合较好。