干旱生态系统净初级生产力估算及变化探测

针对中国西部干旱区特有的气候-植被特征,利用卫星遥感混合像元分解技术对干旱区植被进行了光合作用植被和非光合作用植被区分和组分解析,尝试通过对干旱覆被植被灌层结构进行解析而解决因植被区系差异和环境背景干扰的问题,并参考国际上遥感-生态模型GLO-PEM和CASA,借助遥感生态反演的物理分析,初步构建起基于遥感与生态过程的干旱区适用的光能利用率模型NPP-PEM,并以中国西部干旱区喀什地区叶尔羌-喀什噶尔河流域山地-绿洲-荒漠生态系统为案例,利用AVHRR/NOAA气象卫星遥感数据和气候资料估算了1992年和1998年中国西部喀什地区叶尔羌-喀什噶尔河流域山地-绿洲-荒漠生态系统1 km分辨率年净第一性生产力,并进行了变化探测分析。模拟检验结果精度较好,生态系统碳吸收的空间异质性特征明显。结果表明,考虑了干旱植被生理特征和灌层结构的光能利用模型,模拟结果较为合理,也为引入其他生态模型应用到干旱区生态系统研究提供了借鉴,从而为干旱区陆地生态系统碳循环研究开辟了途径。     

明安图射电频谱日像仪图像的强度定标方法

明安图射电频谱日像仪(Mingantu Spectral Radioheliograph, MUSER)能够在0.4--15GHz超宽频带内实现高时间、高空间、高频率分辨率的太阳射电成像. 而射电亮温度是描述太阳物理过程的一个重要的参数, 在研究不同射电辐射机制、太阳磁场以及太阳爆发过程中非热粒子加速等问题上有着非常重要的作用, 因此必须对MUSER观测的图像进行亮温度定标. 将介绍一种适用于射电日像仪图像强度定标的方法. 太阳射电图像中包含着太阳圆盘的结构信息, 利用射电日像仪短基线的可视度函数拟合第一类贝塞尔函数, 可以得到图像中宁静太阳圆盘的射电半径和强度, 再利用瑞利-金斯定律和每天的太阳射电流量可以计算得到每天图像的定标因子$G_c$, 从而实现对MUSER图像强度的定标. 将该方法应用到MUSER的实际观测数据中, 包括宁静太阳和有太阳射电爆发等不同的情况, $G_c$的误差基本不超过10%, 得到的宁静太阳亮温度与其他宁静太阳的结果具有较高的相关性, 表明了此方法的可行性和有效性.     

鄱阳湖乐安河流域水质监测优化布点

采用鄱阳湖乐安河流域13个监测断面1995-2002年8年的污染指标的监测平均值作为原始数据,应用物元分析法对各监测断面进行优化．在确定最佳和最次理想点的基础上,建立标准物元矩阵和节域物元矩阵,并结合综合关联函数,选出优化点位．同时应用相关分析中的距离分析和K-均值聚类法确定各监测点所属类别．综合这三种优化结果,最终确定乐安河流域可以由传统的13个监测点位优化为9个监测点位．     

白洋淀上游河流水文变化评价研究

现有河道整体水文改变度三级评价及客观赋权法存在水文改变度与河流生态健康联系不足、容易忽略部分指标变化、不能全面体现综合评价对河流生态管理的作用等问题,本文以白洋淀上游唐河流域为例,利用Mann-Kendall突变检验法对中唐梅站1959-2016年日径流的水文变异情况进行了分析,基于改进RVA法,在充分考虑5组33个I...     

免像控无人机在地形图测量中的应用

通过eBeePlus免像控无人机航空摄影测量系统应用于1∶500地形图测绘工程实例,探究其在实践中的制图精度及适用性。使用emotion3、Pix4dMapper等软件进行外业航飞、内业影像处理,对比分析RTK和PPK两种解算方式下的制图精度,两者均满足规范要求,PPK解算方式更适宜在实践中使用;结合Eps软件制作数字线划地图,对于影像中无法提取的房屋边线、植被覆盖区域地物,采取全野外调绘、实测进行补充,阐述了无人机航测与传统数字化测图相结合的作业方式。     

不同影像处理系统的空三数据处理比较研究

系统介绍了像素工厂和海拉瓦数字摄影测量系统的空中三角测量特点,并通过实验比较了二者的性能。实验比较发现,基于两个系统的空中三角测量精度基本相同;执行效率方面,当测区数据量较大时,像素工厂更具有整体优势;而在小区域数据处理上,SOCET GXP更具灵活性。当测区影像超过150景时,建议在像素工厂中进行空中三角测量。     

基于混合像元分解技术的植被信息抑制研究与应用

植被覆盖直接影响地质信息提取的精度,是遥感地质中的难点。利用混合像元分解方法可从像元中剥离出植被成分,进而获得相对纯粹的地质信息,因此具有抑制植被信息的作用。利用混合像元分解方法分解图像的植被像元组分,利用归一化植被指数变化情况描述植被抑制效果,并结合主成分分析法对实验区域进行地层界线划分。结果表明,该方法可有效划分地层界线。     

组合宽角低空航测相机关键技术研究

近年来,摄影测量技术发展迅猛,特别是低空航空摄影平台的出现,很好地弥补了传统卫星遥感、常规航空摄影测量在时效性、灵活性方面的不足。借助低空摄影的光学优势能够获取传统航空摄影和卫星遥感无法比拟的高分辨率影像,可以实现航空摄影测量大比例尺成图的目标。符合低空航空摄影的成像系统,发展较为滞后。现有很多低空航摄影测量平台普遍搭载单个普通数码相机进行航空摄影,存在航空摄影数据采集效率低、有效数据量小、数据处理难度高以及成图精度不高等问题;再有,传统的航空摄影测量相机及国内外成熟的组合宽幅航空相机系统又缺乏进行低空航空摄影测量应用的客观基础。研究适合于低空航空摄影的成像系统对于低空航测应用发展非常关键,是解决低空航测现存问题的一个有效途径。低空航测成像系统目前最主要的问题是数据的获取效率和精度,根本原因在于相机像幅以及视场角大小的问题。解决这一问题的根本途径是研究适合于低空航空摄影的宽幅面、宽视场角相机系统。对于数字相机而言,像幅受材料以及制造工艺限制,视场角受光学镜头的光学性能限制,很难有所突破。但是数字相机影像的可拼接性提供了另外一种可能途径,即多传感器组合成像,利用多个小像幅相机构造拼接成一个近似单中心投影的宽幅面航空相机,从而提高影像像幅和视场角,达到宽幅面大视场成像的目的。本文主要研究工作如下:(1)研究了低空航空摄影的光学理论基础。系统分析了低空航空摄影光学条件,结合光度学理论详细论述了低空航空摄影光度学优势,以及单镜头成像系统低空宽视场成像的劣势,阐述了利用组合成像技术来实现低空宽角成像的必要性和可行性。系统总结了当前摄影成像相机系统的发展现状,归纳了现有组合成像系统的特点和优势,分析了利用组合成像技术来提高影像像幅和视场角数学原理。在对比分析现有组合相机几何构造、成像单元数量、拼接模型的基础上,确定了利用五个数码相机采用组合成像技术来构造组合宽角低空航测相机的研究目标。(2)研究了基于地面三维检校场的低空组合宽角相机的静态误差高精度检校方法。理论推导了低空组合宽角相机的几何成像数学模型,定义了相机之间以及虚拟影像空间坐标系统,建立了各个独立光学结构(子相机)之间,及其与虚拟影像之间的严格几何数学模型。理论分析了组合宽角相机几何成像数学模型误差,将其归纳为地面静态误差和飞行动态误差两个部分。并研究了利用地面三维检校场来实现其静态误差的几何标定。静态误差几何标定主要包括单相机几何畸变误差的高精度标定和组合相机联合空间关系标定两个内容,详细论述了其算法原理和实现过程,最后通过实验结果分析了其精度和可靠性。(3)研究了基于影像全部像元参加的低空组合宽角相机飞行动态误差自检校模型求解与全局优化方法。自检校的目的是对相机飞行过程中由于系统和环境变化等因素导致的动态误差进行补偿。首先,理论推导了本文采用的自检校联合平差数学模型,该模型顾及了飞行过程中可能导致的相机系统间的空间位置和姿态的微小变化,将这种微小变化的检测转换为重叠区影像的视差值。其次,论述了利用重叠区匹配同名点求解自检校模型参数的基本原理和方法,并结合本文组合宽角相机特点,设计了一种影像快速匹配策略,进而实现自检校模型求解;在此基础上,通过对影像匹配性能的分析,以及基于特征点匹配来求解自检校联合平差模型存在的局部最优问题,提出了一种影像重叠区全部像元参加的几何匹配方法来实现对自检校模型求解的全局优化算法,对算法思想和原理以及求解过程进行了详细论述。最后通过对比实验分析了自检校模型求解的精度,验证了算法的有效性。(4)研究了宽角相机与稳定平台的集成。分析了稳定成像对于低空航空摄影成像质量和数据处理精度的影响,指出稳定成像对于组合宽角低空航测相机的重要意义。首先,理论分析了低空飞行平台的不稳定对于低空航空影像光学和几何性能的影响,以及飞行平台不稳定导致的影像质量下降、数据处理难度增大、处理精度降低等问题;其次,介绍了一种适用于无人飞艇等飞行器的三轴稳定平台结构及其控制原理,并通过对比试验来分析稳定成像对于低空航测精度的影响,指出了低空稳定成像对于低空组合宽角相机系统数据获取和处理的重要意义。(5)通过具体的航空摄影工程实例阐述了利用低空组合宽角相机进行航空摄影作业的数据处理实际流程,并分析了不同类型地形数据自检校拼接的精度分布,展示了其相关数据产品成果情况,结合影像空三处理结果分析了其精度。实验结果反映了组合宽角低空航测相机的作业能力。     

西南印度洋中脊表层沉积物非碳酸盐组分的粒度特征及其地质意义

The carbonate-free fraction of 20 surface sediments collected from the ultraslow-spreading Southwest Indian Ridge(SWIR) was studied by grain size analysis and mineralogical analysis with X-ray powder diffraction(XRD),stereo microscopy and scanning electron microscopy(SEM). The characteristics of the carbonate-free fraction of the sediments were obtained, and related influential factors were discussed. The results show that the mean grain size of this fraction is in 1.96Φ–8.19Φ, with poorly sorting and unimodal, bimodal or irregular bimodal distribution patterns. Four grain size end members of the fraction are derived with the End Member Model method. The finest end member EM1 shows a significant contribution of terrigenous materials of the aeolian input and sediment carried by the bottom current. End member EM2 with medium size mainly reflects sediment of a siliceous bioclast origin. EM3 and EM4 are interpreted as representing the coarser volcanic materials related to bedrock weathering or volcanic activities. Multi-provenance is the dominant factor controlling the grain size pattern of the carbonate-free fraction of the sediments in that area. In addition, sediment transport processes such as the bottom current and wind are the minor factors that influence the grain size distribution of the carbonate-free fraction sediments.