基于高光谱遥感数据提取森林结构参数的研究

以位于三峡库区的龙门河森林自然保护区为研究区,综合利用线性光谱混合模型和几何光学模型,基于高光谱遥感数据提取森林结构参数是本文研究的重点。在研究区地面调查数据的基础上,通过高光谱数据和混合光谱分解法,获得反演几何光学模型所需的四分量参数,根据背景光照分量与森林植被冠层各参数间的关系,反演得到森林冠层郁闭度及平均冠幅的定量分布图,并利用37个野外实测样本进行结果验证。     

A review on reflective remote sensing and data assimilation techniques for enhanced agroecosystem modeling

During the last 50 years, the management of agroecosystems has been undergoing major changes to meet the growing demand for food, timber, fibre and fuel. As a result of this intensified use, the ecological status of many agroecosystems has been severely deteriorated. Modeling the behavior of agroecosystems is, therefore, of great help since it allows the definition of management strategies that maximize (crop) production while minimizing the environmental impacts. Remote sensing can support such modeling by offering information on the spatial and temporal variation of important canopy state variables which would be very difficult to obtain otherwise.In this paper, we present an overview of different methods that can be used to derive biophysical and biochemical canopy state variables from optical remote sensing data in the VNIR-SWIR regions. The overview is based on an extensive literature review where both statistical–empirical and physically based methods are discussed. Subsequently, the prevailing techniques of assimilating remote sensing data into agroecosystem models are outlined. The increasing complexity of data assimilation methods and of models describing agroecosystem functioning has significantly increased computational demands. For this reason, we include a short section on the potential of parallel processing to deal with the complex and computationally intensive algorithms described in the preceding sections.The studied literature reveals that many valuable techniques have been developed both for the retrieval of canopy state variables from reflective remote sensing data as for assimilating the retrieved variables in agroecosystem models. However, for agroecosystem modeling and remote sensing data assimilation to be commonly employed on a global operational basis, emphasis will have to be put on bridging the mismatch between data availability and accuracy on one hand, and model and user requirements on the other. This could be achieved by integrating imagery with different spatial, temporal, spectral, and angular resolutions, and the fusion of optical data with data of different origin, such as LIDAR and radar/microwave.     

中尺度大气波动的波谱和谱函数——数学模型和计算方法

作者得到了准二维Boussinesq方程组，并用其研究了中尺度大气波动的波谱和谱函数。在一定条件下对该方程组线性化并取标准模后，可将其初边值问题转化为矩阵的广义特征值问题来进行数值求解，这样就可知原问题波谱和谱函数的性质。当无基本流且取地转参数、层结参数为常数时，可求得其波谱和谱函数的解析解。此时该模式中仅包含有一对重力惯性内波模态，且各模态均是简谐波；模态越高，垂直波数越大则波动传播得越慢，所有的模态均为离散谱，并存在聚点。对此作者用数值解作了验算，结果表明，该数值求解方案合理可行，对不太高的模态其精度也令人满意。在无基本流然而考虑层结的垂直变化后，则一般无法求取解析解，为此进行了数值求解。这时该模式仍仅包含有一对重力惯性内波的离散谱模态，不过由于层结参数的变化，各模态结构与简谐波出现了偏差。     

利用多角度POLDER偏振资料实现陆地上空大气气溶胶光学厚度和地表反照率的同时反演 I. 理论与模拟

陆地上空标量辐射对地表反射率和大气气溶胶散射都具有很强的敏感性,而偏振反射只对大气气溶胶敏感,对地表不敏感。根据这个原理并结合POLDER(POLarization and Directionality of Earth Reflectance)资料的特点,作者提出综合利用标量辐射和偏振反射信息来实现陆地上空大气气溶胶和地表反照率的同时反演。首先,利用多角度偏振辐射观测提取大气气溶胶光学参数,再利用标量辐射测量对偏振反演结果作进一步筛选和订正,同时获得地表反射率。数值模拟试验结果证明,仅利用偏振信息只能获取大气气溶胶信息,而且其结果误差较大,特别是对于散射作用较强的短波长通道如670 nm误差更大,但经过标量辐射订正后的结果得到明显改善,气溶胶光学厚度和地表反射率与真实值之间相关系数都达到0.99以上。为提高查找表的计算效率,提出并建立了反演方案所需要的半参数化数值表,利用内插方法寻求气溶胶光学厚度和地表反射率的数值解的反演方法。     

改进的光谱角制图沿照度方向分类法及其应用——以ETM数据为例

选取多光谱遥感数据（ETM）对新疆北山西段中坡山笔架山一带进行了遥感蚀变信息提取方法研究。根据光谱角制图信息增强方法的优缺点,通过对光谱照度的研究,提出了结合光谱角分类方法进行沿光谱照度方向距离分类的信息提取方法。实验表明,该方法应用于ETM数据,增强了目标信息,同时剔除掉因照度所产生的大量非目标信息,为优化信息提供了一种有效的方法。在地形比较平坦的研究区取得了很好的应用效果。     

一种多/高光谱遥感图像端元提取的凸锥分析算法

凸锥分析方法常用于多光谱和高光谱遥感图像的端元提取。遥感图像中的每个像元都可以看作一个多维向量,整幅影像看作由离散的非负向量构成的凸锥,通过寻找凸锥的角点来自动获取图像的端元。本文提出了一种自动选择最佳凸锥角点的方法,应用到传统的凸锥分析方法中,提高了凸锥分析方法的效率。利用模拟数据和真实数据实验验证了算法的可行性。     

大型沉水植物狐尾藻不同盖度的光谱特征

地物特征与其光谱特征的关系是解译遥感影像的关键。本研究利用ASD便携式地物光谱仪对上海崇明国际湿地公园人工湖中的沉水植物狐尾藻的反射光谱进行了初步研究。结果表明,随狐尾藻盖度的增加,其光谱反射率、一阶和二阶导数红边斜率的峰值也相应增加,不同盖度狐尾藻的光谱反射率的差异主要表现在500—650nm和700—900nm波段范围。分别对狐尾藻盖度与这些波段的光谱反射率及根据一阶和二阶导数获得的光谱指数进行回归分析,得到了较好的线性关系。应用回归分析得到的线性方程,可以根据测定的光谱反射率定量反演水体中的狐尾藻盖度。研究结果可为监测大型沉水植物的高光谱遥感影像解译和分类提供技术支撑,为大尺度遥感监测沉水植物的分布和动态变化提供科学依据。     

湖北省降水量的周期分析

结合降水量对农业生产的影响特点将全年降水量分成５个阶段,根据聚类分析的结果将不同的时段的降水量进行分区,由此对全省的降水量做自相关分析和功率谱分析,从而发现了降水量的变化周期。     

广东省逐年初台登陆时间的变化特点

通过对广东省初始登陆时间资料的分析,发现其具周期变化的特点。根据循环阶段（周期）的划分,比较满意地解释了近３年广东省初始登陆时间明显偏迟的原因。     

高温超高压模拟实验研究--Ⅱ.高温高压下烷烃产物的演化特征

对不成熟泥炭样品进行了高压（0.1～2 GPa) 、高温( 200 ℃～400 ℃）模拟实验,并对实验后样品的烷烃产物进行了分析。结果显示,同一压力条件下,温度升高,烷烃参数表现出更成熟的特征;温度较低时（200 ℃）,压力升高,烷烃参数表现出不成熟,温度较高时（400 ℃）,除个别特殊点之外,压力增大,烷烃参数愈来愈不成熟,说明温压条件都是影响有机质成熟的重要因素,压力的存在会抑制有机质的成熟作用。用模拟实验手段来探讨压力的作用和影响,具有重要的理论及实际意义。