遥感图像数字处理新方法-模拟反射率图像

随着遥感技术的飞速发展及图像分辨率的提高,对改善图像质量的处理技术要求越来越高,现有的处理手段已不能满足新的需求,其中遥感数据信息的完整利用尤为突出。TM数据有七个波段,一般只利用其中三个波段的信息,其它波段的信息没有被利用。基于TM数据的模拟反射率图则囊括TM数据七个波段的信息,信息利用完整,图像质量得到了很大提高。这里严格推导了基于TM数据构建模拟反射率图的原理和构建流程,并根据实验结果,总结了基于TM数据的模拟反射率图的特点主要有:①阴影区的分辨率得到了提高;②整体图像质量提高,图像处理由传统的不定量(拉伸)处理变为定量(特定处理工艺)处理;③信息利用完整;④对水体有一定程度的透视作用。     

浅述植被双向反射模型

探讨了植被双向反射函数的基本概念和物理意义,并对现有的几种植被双向反射模型,几何光学模型,混浊介质模型,混合模型及计算机模拟模型的理论作简要的论述,并比较各类模型的特点。     

无人机平台的沙漠场地BRDF特征观测方法及建模

目标双向反射分布函数BRDF（Bidirectional Reflectance Distribution Function）不仅是陆面遥感的关键地球物理参数,也是星载光学遥感仪器基于地面目标的场地辐射校正重要参量,是影响定标精度的关键要素。传统野外地物多角度测量使用的观测设备,一般其结构较为复杂,重量体积较大,而且运输和组装过程繁琐,观测目标时容易受地形和交通限制,难以进行高效快速精确的野外测量。近年来,无人机由于其设备操作简便、运输和观测方式灵活等方面的优点,可作为新的观测平台应用于当前遥感试验中。本文设计了一种基于无人机平台的地表BRDF测量装置、观测方案和数据处理流程。利用多旋翼低空无人机和云台的组合,搭载野外地物光谱仪和跟拍相机,通过对地面目标多角度观测和高精度定位及角度控制,实现针对固定目标的多方位角和天顶角观测。本文采用上述设计方案和观测流程,在敦煌辐射校正场开展多次稳定均匀沙漠目标的多角度光谱观测试验,并利用实验观测数据,基于Ross-Li核驱动模型推算了场地BRDF模型参数,并与MODIS的陆表BRDF产品（MCD43C1）及反射率产品（MOD/MYD09）进行对比验证。通过开展野外实验,核验了这种新的BRDF观测手段的可靠性,获取的敦煌地表BRDF参数与MODIS遥感产品有良好的一致性,各波段的相对偏差在5%以内。本研究表明,基于多旋翼无人机的BRDF观测系统,提供了一种全新的地物目标方向反射特性观测方法,可用于自动化高频次场地特性观测以及卫星同步定标等野外实验活动。在保证观测精度的同时,极大地减轻人力物力的投入,值得广泛推广应用。     

Advanced vegetation indices for sensing paddy growth via hyperspectral measurements

In this study, field-based spectroradiometer measurements were carried out in 72 plots with eight rice varieties along with three nitrogen applications. The critical wavelengths for the studied rice varieties at which the effects of nitrogen applications on spectral reflectance response were found significant, are ρ₅₅₀, ρ₅₆₀, ρ₆₅₅, ρ₇₅₀, ρ₇₅₅, ρ₇₈₀, ρ₈₁₀, ρ₈₄₀, ρ₉₀₀, ρ₉₂₀, ρ₁₀₀₀, ρ₁₀₁₀, ρ₁₀₂₀. Using the critical wavelengths, three derived vegetation indices were compared with established indices (VI and GRI) sensitive to nitrogen. VI₁ and VI₂ were efficiently able to discriminate the level of nitrogen treatments for most of the rice genotypes whereas VI and GRI were unable to find significant difference in nitrogen treatments for rice genotypes except two. Furthermore, nitrogen difference plots exhibited that the paddy crop growth has started earlier with N₃ (150 kg/ha) than N₂ (100 kg/ha) application. Quantitative analysis of rice genotypes revealed that VI₂ can be applied functionally for the assessment of nitrogen stress in rice agriculture system.     

松潘阿坝地区烃源岩有机质热演化特征

对松潘阿坝的烃源岩热演化特征进行了全面研究,选用了适合高演化区的成熟度指标:包裹体测温、沥青反射率及干酪根H/C等地化指标。研究认为:1)该区烃源岩在热演化程度普遍达到了成熟—高成熟阶段;2)沥青反射率及包裹体均一温度均具有多期性,表明该区烃源岩经历了二次或多次生烃。3)平面上,烃源岩的热演化程度明显受动力变质、断裂带及岩浆活动的控制,总体表现为四周高、中间低的特征。存在一个唐克为中心的演化程度相对较低的地区,该区可作为勘探初期首选的靶区。4)纵向上,沥青反射率随深度变化的趋势变得不很明显。5）由于松潘阿坝地区在三叠系之上缺少了像四川盆地连续过渡的侏罗系、白垩系沉积,出现了较大的热演化断层,下部烃源岩生烃早于四川盆地,从而使得烃源岩及三叠系保存条件变差。     

土壤理化参数的反射光谱分析

土壤可见光和近红外波段(400~2 500 nm)反射光谱信息包含了大量土壤物理化学参数,土壤反射光谱测量简单、快速,无需破坏样品,而且还可以通过高光谱遥感方法制图。文中使用江苏国土生态地球化学调查中获取的大量土壤样品,研究了土壤阳离子交换量(CEC)、有机质含量、pH值、铁氧化物类型、铁铝硅等常量元素含量等重要土壤生态地球化学参数的光谱反应。结果显示,土壤CEC是进行光谱预测非常成功的参数,1 400、1 900和2 200 nm附近一阶导数光谱(FD)值或短波方向反射率值均可以很好地反映土壤CEC的大小;土壤有机质含量、铁氧化物类型、铁铝硅含量均可以在反射率光谱或其一阶导数(FD)值找到相关波段;土壤导数光谱存在的A、B、C和D峰使反射光谱方法不仅能够定量铁氧化物总量,还能鉴别铁氧化物矿物类型(针铁矿和赤铁矿)及其相对含量;江都土壤光谱的656 nm附近FD值与pH有很大相关性,但是江苏样品显示pH值光谱经验预测具有区域依赖性,可能与土壤类型有关,说明pH与光谱参数之间的关系并非一般的线性关系,而有更复杂的机制。     

Modeling the land surface reflectance for optical remote sensing data in rugged terrain

A model for topographic correction and land surface reflectance estimation for optical remote sensing data in rugged terrian is presented.Considering a directional-directional reflectance that is used for direct solar irradiance correction and a hemispheric-directional reflectance that is used for atmospheric diffuse irradiance and terrain background reflected irradiance correction respectively,the directional reflectance-based model for topographic effects removing and land surface reflectance calculation is developed by deducing the directional reflectance with topographic effects and using a radiative transfer model.A canopy reflectance simulated by GOMS model and Landsat/TM raw data covering Jiangxi rugged area were taken to validate the performance of the model presented in the paper.The validation results show that the model presented here has a remarkable ability to correct topography and estimate land surface reflectance and also provides a technique method for sequently quantitative remote sensing application in terrain area.     

基于ASTER数据遥感影像的决策树分类

以黑龙江省北安市为研究区域,尝试利用ASTER视反射率值进行便利、准确的土地利用分类研究。对ASTER数据进行波段相关分析,确定最佳组合波段;然后重点分析转换为视反射率值的影像特征和光谱特征,从中提取各种典型地物的光谱曲线; 并依据提取的光谱曲线建立基于地物反射率值大小关系或阈值的决策树模型,对研究区不同地物类型进行分类,并对结果进行精度评价。应用效果表明,该方法简单有效,但对于混合光谱容易错分。     

悬浮泥沙浓度遥感反演模式研究

利用野外采集的悬沙样品配置不同粒径和浓度等级的悬沙水样,进行实验室光谱测量,分析悬沙水样的光谱特征及其反射率与粒径之间的关系。根据实验结果选取泥沙浓度和粒径的敏感波段,建立了敏感波段模型和主成分模型。结果表明,主成分分析法能大量获取多通道悬沙水体光谱反射率信息,模型的反演能力优于敏感波段模型。     

地物的二向性反射和方向谱特征

本文简要介绍了地物二向性反射的概念及其与地物三维空间结构之间的关系。本文建议在建立高分辨率地物波谱数据库的同时,开展不同类型地物BRDF模型的研究。否则耗资巨大的数据库仍不能有效地应用于结构千变万化的环境遥感。