- 郑渊茂;何原荣;王晓荣;高元衡;
夜光遥感作为遥感应用研究的一个重要分支,近年来在自然科学和社会经济领域受到越来越广泛的关注。相比于普通遥感卫星影像,夜光遥感可更直接地反映人类活动的差异,广泛地应用于社会经济领域。目前基于夜光遥感的应用研究成果不断积累,但对成果的系统性总结与归纳研究存在覆盖面不全、时效性不强等不足。针对此问题,文章首先介绍了夜光遥感的观测平台与传感器基本参数;其次,对人口空间化、GDP及电力消耗量等社会经济参数估算,城市建成区提取、城市化体系发展等城市化过程监测,以及重大事件评估等方面归纳总结了夜光遥感数据的应用现状和特点;最后,从新型数据、多源数据结合、知识深度挖掘及学科渗透融合4个方面提出了夜光遥感数据的未来发展趋势与前景展望。
2020年03期 v.35;No.169 1-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 232K] [下载次数：2208 ] |[引用频次：25 ] |[阅读次数：55 ] - 朱玲;李明;秦凯;潘澄雨;
由于高光谱传感器低空间分辨率特征,岩石高光谱一般是矿物组分的综合反映。矿物高光谱解混对矿产勘查、矿物含量定量反演和野外地质填图等提供了可行的鉴定方法。首先介绍了2种主要的光谱混合模型;其次基于矿物混合机理特征,从模型驱动法和数据驱动法2个方面,对近年高光谱数据的端元提取和丰度求解算法进行归纳,分析各解混算法的原理和优缺点;然后从实验室实测数据、模拟数据和高光谱影像数据3个方面,对目前已开展的混合矿物高光谱解混实验进行概括,总结各算法的解混效果和适用性;最后针对各解混算法的特点和研究现状指出未来矿物高光谱解混的研究方向。
2020年03期 v.35;No.169 15-23页 [查看摘要][在线阅读][下载 180K] [下载次数：462 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：2 ] - 张建龙;杨亚东;
针对SAR图像变化检测领域中存在的地物结构特征混杂多变和单一尺度检测易造成误检的问题,提出了一种基于多尺度子空间融合谱聚类的SAR图像变化检测方法。首先,输入配准后的2个时相SAR图像,生成对数比和均值比2种差异图;其次,引入形态学模型MP(morphological profile),完成对差异图像的多尺度扩展,形成高维多尺度子空间,提取SAR图像中不同尺寸地物的几何结构信息;最后,利用随机采样谱聚类的子空间融合算法,实现子空间特征的优化融合,生成最终的检测结果。实验结果表明,多尺度子空间融合能够有效抑制变化中的虚警率,与其他变化检测方法相比,具有更高的检测准确率。
2020年03期 v.35;No.169 24-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 329K] [下载次数：163 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：4 ] - 崔建勇;刘晓东;岳增友;李连伟;
叶绿素α(chlorophyll-α)是一个关键的水色要素,掌握叶绿素α的含量及变化情况对保护水体及维护生态环境质量具有重要意义。针对国内外相关科研机构生产的海洋叶绿素α融合产品存在精度低、覆盖率低、时间跨度短等问题,收集整理了1998—2017年的MODIS-Aqua、MODIS-Terra、MERIS、SeaWIFS、VIIRS共5个传感器的叶绿素α浓度数据,构建了小波变换与Kalman滤波技术相结合的多源遥感数据融合算法,完成了全球叶绿素α数据的融合,开展了融合产品的均值、方差和信息量的分析,并进行了融合产品与实测数据、欧空局(European Space Agency,ESA)的GSM(Garver-Siegel-Maritorena)产品的对比分析。结果显示,本文的融合产品与实测数据相关性达到60%;与实测值和欧空局的GSM产品对比分析中,融合产品的数据可利用率为60%,而欧空局的GSM产品的数据可利用率为30%左右,融合产品与实测值的相关性为0.792 2,而GSM与实测值的相关性为0.349 4,均低于本文的融合产品。
2020年03期 v.35;No.169 31-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 300K] [下载次数：699 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：2 ] - 卜丽静;吴文玉;张正鹏;
针对遥感图像空间分辨率不足的问题,探讨了RAISR(rapid and accurate image super resolution)算法在单帧遥感图像超分辨率重建中的可行性。RAISR算法以处理自然图像为主,分为学习阶段和图像重建阶段。学习阶段是利用训练库图像生成滤波器,是算法的核心部分;图像重建阶段是利用滤波器重建图像。首先,在学习阶段,根据图像块的位置、角度、强度、相干性等特征对滤波器进行分类,并采用哈希列表存储;然后,针对遥感图像特点,优化了RAISR算法的滤波器尺寸,并采用USM(unsharp mask)方法增强边缘纹理特征,以达到最佳的重建效果;最后,用多组遥感图像进行了重建实验。结果表明:RAISR算法的重建质量与训练集图像的分辨率、数量、类别、所含地物类型有关;本文优化的RAISR算法重建后的遥感图像细节、边缘等信息都得到了改善。
2020年03期 v.35;No.169 37-43页 [查看摘要][在线阅读][下载 606K] [下载次数：184 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：1 ] - 肖雨彤;张继贤;黄国满;顾海燕;卢丽君;
针对传统PolSAR影像建筑区域提取方法对影像特征利用不充分、自动化程度不高的问题,研究一种基于全卷积网络(fully convolutional networks,FCN)和条件随机场(conditional random field,CRF)相结合的建筑区域提取方法。该方法充分利用FCN网络对影像进行逐像素分类并能自动提取影像高层特征的优势,首先通过制作样本集对FCN网络进行训练;然后利用训练好的模型进行初步的建筑区域提取;最后利用可以联系上下文信息的条件随机场CRF对结果进行优化处理。实验结果表明,该方法可以充分利用影像的语义信息,有效地减少孤立点,提高对细节、轮廓的提取精度,获得较高精度的建筑区域提取结果。
2020年03期 v.35;No.169 44-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 956K] [下载次数：239 ] |[引用频次：8 ] |[阅读次数：3 ] - 阎宏波;樊宪磊;瞿瑛;
针对风云三号C星(FY-3C)搭载的中分辨率光谱成像仪(medium resolution spectral imager,MERSI)数据存在异常条带的问题,提出了一种结合波段相关性的异常条带检测方法。算法结合了FY-3C MERSI数据波段相关性和异常条带分布规律,通过构建波段差矩阵,快速准确地得到影像数据中存在的异常条带。定量实验分析结果表明,由于阈值选取和确定分割界线起止顺序等原因,基于数学形态法的检测结果会出现异常行条带定位不准确、存在大量误检和漏检的现象(行检测率64.5%,误检率45.2%,漏检率35.5%);而本文算法可以准确定位异常条带的行列号,能够有效地检测出FY-3C MERSI数据的异常行列条带(行检测率98.1%,误检率0.0%,漏检率1.9%),更适用于对大数据量的FY-3C MERSI影像数据异常行列条带进行批量检测处理。
2020年03期 v.35;No.169 50-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 806K] [下载次数：86 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 崔文杰;李忠;李家国;朱利;张永红;
针对国内外热红外数据空间分辨率低、反演温度精度低的问题,提出了基于高分辨率GF-5卫星热红外通道修订的单通道海表温度(sea surface temperature,SST)反演算法。以大气传输模型软件(moderate resolution atmospheric transmittance and radiance code4.0,MODTRAN 4.0)与全球大气廓线数据(thermodynamic initial guess retrieval,TIGR)为基础,采用Jiménez-Muoz&Sobrino's单通道算法和QIN单通道算法对GF-5卫星热红外数据进行SST的模拟反演研究。通过对比不同条件下的反演误差,结果表明,B11通道的反演精度高、效果最好,B12、B10通道次之,B09通道反演精度最低;传感器垂直向下观测即观测天顶角为0°时的SST反演精度最高。由于单通道算法反演误差较大,因此进行了二次修订,修订后效果有明显改善,误差在1K以内。
2020年03期 v.35;No.169 57-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 429K] [下载次数：122 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：5 ] - 简小妹;周伟;袁涛;
针对大气低空间分辨卫星遥感数据不能准确反映长时间序列矿区小尺度区域的大气环境问题,利用MODIS MAIAC高分辨率数据,分析2003—2018年乌海矿区气溶胶光学厚度(aerosol optical depth,AOD)时空变化特征,采用Theil-Sen median趋势分析、Mann-Kendall检验方法、Pearson相关系数法,分析像元尺度AOD空间变化趋势和AOD与6个影响因子的相关性。结果表明,乌海矿区年际和季度AOD空间分布有明显的差异;乌海矿区年际AOD均值整体呈下降趋势,季度AOD变化秋季最高,春季和冬季较高,夏季最低;大尺度AOD与人为因子呈正相关关系,与自然因子无显著相关性;像元尺度AOD与人为因子和气温因子呈正相关性分布,在中部煤矿开采区及工业园区,与风速和降水因子呈强负相关性分布,在南部,与植被指数的相关性呈分散分布。
2020年03期 v.35;No.169 63-70页 [查看摘要][在线阅读][下载 552K] [下载次数：216 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：26 ] - 王兴;周侗;王文懋;
建筑密度是城市规划、土地管理和居住区环境评估的重要指标。相比传统夜光遥感,珞珈一号具有更高的空间分辨率,在城市建筑密度估算方面更有优势。基于珞珈一号数据源,以合肥市主城区为实验区,以1km×1km范围为统计单元,将样区夜光影像灰度值进行灯光强度分类,同时结合人工数字化建筑物基地进行拟合分析。引入均值迁移、形态学等方法,排除道路灯光对估算结果的干扰;通过建立建筑密度估算模型,最终得到合肥市主城区的建筑密度空间分布结果,并对结果进行交叉验证。结果表明,在建筑密度估算方面,珞珈一号夜光遥感影像具有较高的估算建筑密度能力,未来在其他社会经济数据空间分析方面也具有巨大潜力。
2020年03期 v.35;No.169 71-77页 [查看摘要][在线阅读][下载 1103K] [下载次数：703 ] |[引用频次：9 ] |[阅读次数：2 ] - 陈玄;高伟;段光耀;赵晨;王祯;
利用干涉点目标分析技术对37景TerraSAR-X数据进行处理,从而准确地估计沿线区域的地表形变。此外,引入同期二等水准测量数据验证了计算结果可靠且精度较高;采用最大信息系数分析高铁的形变及其与影响因素之间的关系,将变形结果与收集的地下水、降水、可压缩层厚度等资料结合,定量描述其与沉降点之间的关系。结果表明,在观测期间,沿着高铁跨丰台区、东城区段年均沉降率小于10mm/a,至朝阳区前段沉降率增大,至中段达40～60mm/a,通州区年均沉降速率稳定;地面沉降与地下水位的变化有很好的响应,地下水开采量的增加和地下水位下降导致该地区的沉降量增加;地面沉降与地质构造有着一定的关系。确定沉降监测的重点区域,为铁路的安全运行提供决策支持。
2020年03期 v.35;No.169 78-84页 [查看摘要][在线阅读][下载 572K] [下载次数：345 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：3 ] - 丁宇;汪小钦;王峰;
相比目前常用的传感器,资源一号04星(CBERS04)WFI传感器具有较优的时间分辨率、空间分辨率和幅宽优势,对区域气溶胶遥感估算具有较大的应用潜力。针对WFI数据,结合暗像元法和深蓝算法,构建动态查找表参与辐射传输计算,有效地反演出复杂地表上空的气溶胶光学厚度(aerosol optical depth,AOD)。结果表明,所提出的构建动态查找表并集成暗像元法和深蓝算法的方法,能较好地反映实际气溶胶分布情况;基于WFI反演的AOD空间分布与MODIS气溶胶产品基本一致,但具有更广的空间分布,更能反映区域AOD的分布细节;与AERONET站点AOD值间具有显著相关性(r>0.94),且67%的反演结果位于误差区间以内,但低值AOD容易出现高估现象。
2020年03期 v.35;No.169 85-91页 [查看摘要][在线阅读][下载 622K] [下载次数：255 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：3 ] - 梁哲;宁晓刚;张翰超;王浩;
针对传统的新增建设用地提取主要依赖于人工目视解译,任务繁重,人力耗费过大,而现有的全卷积神经网络提取方法存在特征表达能力不够,易引起过拟合的问题,提出了一种改进U-net网络的高分辨率遥感影像新增建设用地提取方法。基于高分二号影像并结合历史土地利用变更调查成果构建新增建设用地样本数据集;同时,采用新型的激活函数、批标准化以及退化学习率的方法进行网络设计,以防止过拟合。在下采样的过程中加入空洞卷积的算法扩大感受野以感受更多的地物信息,提取更详细的地物特征。结果表明,本研究方法提取新增建设用地的F1值达到了0.88,明显优于FCN与U-net的结果,在新增建设用地的高精度自动提取和业务化应用上具有较高潜力。
2020年03期 v.35;No.169 92-98页 [查看摘要][在线阅读][下载 826K] [下载次数：257 ] |[引用频次：9 ] |[阅读次数：4 ] - 黄莉婷;焦伟利;龙腾飞;康传利;
针对绝对辐射校正处理过程复杂不易实现,现有的相对辐射校正方法域值确定困难、样本点质量不稳定的问题,提出采用辐射归一化方法提高影像辐射质量。以GF-1卫星PMS和WFV数据为研究源,经过简单大气校正后进行相对辐射归一化;在正则化迭代加权多元变化检测(IR-MAD)方法的基础上,通过控制未变化集的线性关系、逐步筛选不变特征点,获得不同传感器影像(Landsat-8OLI和Sentinel-2A MSI)对应波段的反射率归一化方程。结果表明,该方法能够有效减少影像间的辐射差异,与其他方法相比具有较高的精度,为遥感信息定量化获取较高精度的地表反射率提供可参考的方法。
2020年03期 v.35;No.169 99-109页 [查看摘要][在线阅读][下载 1265K] [下载次数：179 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：3 ] - 薛明;韦波;杨禄;李景文;姜建武;
针对BP神经网络在遥感影像分类中存在易陷入局部极值、受初始权阈值影响大和网络训练时间长等问题,提出一种遗传算法(GA)结合粒子群算法(PSO)优化BP神经网络(GA-PSO-BP)的遥感影像分类方法。通过PSO对问题的解空间进行迭代寻优,将粒子群粒子个体转化为GA染色体,利用GA的复制、交叉和变异对种群所有染色体进行寻优。GA-PSO迭代寻优得到的初始权阈值直接赋给BP神经网络,解决其易陷入局部极值的问题,同时提升其训练速率。利用Landsat-8中分辨率和高分二号高分辨率遥感影像进行地物分类。结果表明,相对于最大似然法、支持向量机、传统BP、GA优化BP和PSO优化BP,GA-PSO-BP的分类精度得到有效提高,能与AlexNet卷积神经网络分类精度接近,且简单易操作。
2020年03期 v.35;No.169 110-116页 [查看摘要][在线阅读][下载 1035K] [下载次数：446 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：3 ] - 王国华;裴亮;杜全叶;李旋;
针对现阶段水体提取的数据源多是国外测绘卫星数据且需要多波段、丰富光谱信息的问题,通过研究资源三号卫星影像中水体的光谱特征以及阴影的光谱特征,提出一种在资源三号卫星影像中水体提取的方法。运用单波段阈值法、归一化差分水体指数法、支持向量机法、基于阈值的谱间关系法4种方法对提取水体的效果进行比较分析。实验结果表明,本文提出的基于阈值的谱间关系法提取水体的效果比另外3种方法有明显提升,能有效剔除阴影的影响,并且能较好地提取影像中的细小水体。
2020年03期 v.35;No.169 117-121页 [查看摘要][在线阅读][下载 374K] [下载次数：427 ] |[引用频次：14 ] |[阅读次数：3 ] - 邱洁;张亚丽;李明诗;
南京幕府山地区由于长期的采矿等侵扰活动,森林植被曾遭到严重破坏。通过分析1987—2017年长时间序列的Landsat图像所导出的归一化燃烧指数(normalized burn ratio,NBR)和综合森林指数(integrated forest z-score,IFZ),重构幕府山地区森林植被干扰和恢复特征,并采用Mann-Kendall方法分析了植被恢复趋势,然后重点讨论该地区的森林植被恢复速度。结果表明,幕府山地区森林植被变化与其历史背景相符,IFZ指数刻画的森林恢复特征更适合幕府山地区植被恢复的监测,NBR指数则更加适用于由于城市扩张而引起的森林植被干扰的监测,这2个指数可以在类似地区的植被干扰恢复评价中推广使用。
2020年03期 v.35;No.169 122-129页 [查看摘要][在线阅读][下载 711K] [下载次数：265 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：3 ] - 董良;张宏鸣;王岩泽;詹淇茹;樊晓;
在基于DEM的水文分析中,如河网水系提取、区域侵蚀评价等需要将栅格赋予水流方向。平地流向成为较为棘手的问题之一,前人的研究多以修正DEM值来确定平地水流方向,在合理性和效率方面还有待进一步提高。文章提出了一种计算平地流向的算法,以平地的初始汇流累积量为参考,按照最短路径和就近原则算法提取流向。通过与J&D方法和Barnes方法进行对比,本文方法能够有效地提取平地流向并避免平地平行流问题,适合于流向及汇水面积提取,且效率较高。该方法是平地河网提取方法的有益尝试,也是对数字地形分析技术的补充。
2020年03期 v.35;No.169 130-137页 [查看摘要][在线阅读][下载 1332K] [下载次数：249 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：2 ] - 谷晴晴;李浩;丁影;宋美杰;胡龄心;
相机检校是无人机测绘的关键技术之一,检校结果的好坏直接影响了最终测绘成果的质量。针对相机检校很难在方便实用性和精度上兼得的问题,对3种典型的相机检校方法展开研究,从检校计算稳定性、量测应用精度和检校控制场布设难易3个方面进行适用性评价。研究结果表明,光束法检校对控制场和拍摄条件较敏感;PTR方法与光束法的量测应用精度相当,且检校计算稳定性较高;而张正友标定方法与前二者相比量测应用精度略低,稳定性受像片数量和姿态的影响较大,但也可以满足中低精度的量测应用需求。
2020年03期 v.35;No.169 138-142页 [查看摘要][在线阅读][下载 151K] [下载次数：256 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：3 ] - 张浩然;赵江洪;张晓光;
针对传统的高分影像建筑物提取方法存在分割精度低和分割边界模糊等问题,提出基于U-net神经网络的高分辨率光学遥感影像建筑物提取方法。方法包含U-net神经网络和全连接CRFs网络,依据图像特征进行语义分割并优化分割结果;在实现U-net神经网络和全连接CRFs模型的基础上,根据U-net的特点以及本文数据特性调试出不同数据量的增强扭曲数据集进行测试,以达到最高鲁棒的分割效果;调试全连接CRFs模型,使得后处理结果更加贴近影像中的真实情况。实验结果表明,与利用传统分割方法的分割效果相比,该方法分割精度及地物边缘分割完整度都得到了显著提升,对高分辨率遥感影像中建筑物的实验分割精度达到了87.64%。
2020年03期 v.35;No.169 143-150页 [查看摘要][在线阅读][下载 712K] [下载次数：1184 ] |[引用频次：36 ] |[阅读次数：3 ] 下载本期数据