- 赵莹莹;潘兆杰;付航;张爱竹;姚延娟;孙根云;
针对高光谱影像中地物的尺度复杂多样，并且存在“同物异谱、同谱异物”现象，给影像的解译和分类带来了困难，以及高光谱影像维度过高容易造成分类中的维数灾难等难题，提出了一种结合超像素的改进二维奇异谱分析(two-dimensional singular spectrum analysis combining with superpixels, S2DSSA),与局部Fisher判别分析(local Fisher discriminant analysis, LFDA)相融合，共同提取影像的光谱-空间特征，并使用支持向量机(support vector machine, SVM)来进行分类，记为S2DSSA-LFDA-SVM的方法。超像素2DSSA将2DSSA作用于每个构造的超像素规则区域，能够自适应地提取地物的空间特征。在其基础上，LFDA进一步挖掘光谱维度的流形结构，实现光谱特征提取和降维。实验结果证明，在两个经典高光谱数据集上，所提出方法的总体精度相比于原始数据分别提升了31.7%和12.9%,相比于其他先进的光谱-空间分类算法有2%～6%不同程度的提升。
2022年04期 v.37;No.182 1-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 1801K] [下载次数：120 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：72 ] - 覃嘉佳;张继红;张勇;王维东;
草地广泛分布于干旱区和半干旱区，对季节性气候变化的响应十分敏感，但目前针对草地物候对季节性气候变化响应的研究仍较为薄弱。文章以内蒙古为例，基于不同草地类型的NDVI数据，辅以动态阈值、趋势分析和偏相关方法研究了2001—2020年草地物候时空动态、变化趋势及其随海拔梯度、气温和降水变化特征。结果表明内蒙古地区：1)随纬度、海拔升高，草地生长季始期(start of growing season, SOS)逐渐推迟，生长季末期(end of growing season, EOS)缓慢推迟，生长季长度(length of growing season, LOS)呈不规律性变化趋势。2)SOS集中在4月上旬到5月下旬，71.3%呈显著提前趋势，速率为0～2.0 d/a。EOS集中在9月下旬到10月中旬，69.98%呈推迟趋势。LOS持续在110～230 d, 50.31%呈变长趋势。3)在海拔500～2 500 m的区域，随海拔上升，SOS推迟、EOS提前、LOS延长。4)SOS与夏、秋、冬的气温为显著负相关关系，与春、秋、冬降水为显著负相关关系，与春季气温和夏季降水呈显著的正相关关系。EOS与春、夏、秋降水以不显著负相关性为主，与冬季降水以不显著正相关为主，与四季气温以负相关关系为主。LOS与春、夏、冬气温以负相关为主，秋季气温与LOS的正负相关参半。以上研究结果对内蒙古草地生长监测和应对气候异常提出保护策略、制定行之有效的防灾减灾措施、构建稳定的生态屏障具有指导意义。
2022年04期 v.37;No.182 10-15页 [查看摘要][在线阅读][下载 1494K] [下载次数：244 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：35 ] - 王克晓;周蕊;李波;黄祥;王茜;
建立油菜角果成熟程度定量化评估指标有利于促进油菜生产精准化管理。以不同成熟程度油菜角果为实验材料，采用ASD HH2地物光谱仪测定了不同成熟等级的油菜角果光谱反射率，通过角果光谱指数特征进行聚类，并基于连续统去除分析了不同成熟等级样本的光谱吸收特征，分别选择550 nm的绿峰和675 nm的红谷波位建立光谱反射背景基线，利用630 nm处的光谱反射突变点，提出了一种新的用于评估油菜角果成熟度的高光谱指数(rape siliques maturity index, RSMI)。结果表明，该指数与植被叶绿素及含水量等相关的光谱指数具有较高的相关性，能够对油菜角果的成熟程度进行合理的表达，可为油菜生长后期精准管理提供参考依据。
2022年04期 v.37;No.182 16-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 1388K] [下载次数：131 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：30 ] - 王勋;蒋钦伟;姜正容;黄波林;顾东明;
针对三峡库区消落带岸坡变化人工巡查效率低、准确度差、成本高和风险大等问题，提出了一种基于无人机贴近摄影测量技术与点云对比技术的消落带岸坡变化检测方法。采用无人机贴近摄影测量获取消落带岸坡精细三维模型并生成密集点云数据。通过两期点云的对比计算，融合最近邻点搜索和多尺度模型到模型点云对比算法，根据局部变形点对的空间相对位置关系计算变化量，定量分析消落带岸坡的变化情况。实验表明，该方法对点云法向量的估计结果具有一定的鲁棒性，实验中能够识别出体积最小5 cm×5 cm×5 cm的变形物，比例误差在10%以内，具有一定的实用价值。
2022年04期 v.37;No.182 21-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 2173K] [下载次数：133 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：52 ] - 程玉芳;李景山;
针对多源遥感图像间往往具有较大的辐射差异和几何畸变等问题，提出了一种基于相位一致性模型和方向相位一致性特征的匹配方法。首先，利用相位一致性模型提取边缘图像进行分块相位相关，记录脉冲峰位置从而得到图像间的空间几何约束；然后，利用方向相位一致性描述模板区域特征，该特征具有良好的抗辐射畸变能力；最后，根据几何约束条件预测同名点位置，进行特征匹配。实验结果表明，该方法能够克服异源图像间较大的几何误差和非线性辐射差异，实现图像间的自动匹配。
2022年04期 v.37;No.182 29-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 1916K] [下载次数：135 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：34 ] - 钱园园;刘进锋;朱东辉;
遥感图像由于数据集小，有标签数据少，因此其分类精度往往不高。为了提高遥感图像的分类精度，结合生成对抗网络与VGGNet-16设计了一个针对遥感图像的半监督分类方法，并分别在NWPU-RESISC45数据集与UC-Merced数据集上进行了验证。实验结果表明，该方法不仅能生成大量质量较好的遥感图像，增广了遥感图像数据集，解决了原始数据集样本不足的问题，同时能充分利用这些数据达到提高分类精度的效果，缓解有监督分类需要用到大量有标签数据的问题。
2022年04期 v.37;No.182 36-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 1585K] [下载次数：368 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：46 ] - 王梓霏;柯长青;
冰川监测对于气候变化研究及区域可持续发展有重要意义，利用遥感影像提取冰川边界是冰川监测的关键。利用Sentinel-1A结合地形数据，通过基于VGG16、MobileNetV2的UNet和DeepLabV3+卷积神经网络对喀喇昆仑地区的冰川进行识别，并比较VH极化和VV极化下的识别精度。结果表明，VH极化的识别精度整体高于VV极化。基于MobileNetV2网络的识别精度不如VGG16高，但实现了精度相当的同时提高了运行效率。基于相同的主干网络，DeepLabV3+较UNet网络识别精度高，即基于VGG16的DeepLabV3+网络精度最高，在VH极化下其识别总体精度可达95.18%,交并比IoU可达84.33%,均交并比mIoU达到88.91%。卷积神经网络对纯净冰川、表碛冰川及冰川湖都有较好的识别效果，且识别出部分前进冰川，为大区域山地冰川的快速且半自动化识别提供了技术基础。
2022年04期 v.37;No.182 43-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 2367K] [下载次数：248 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：40 ] - 钱金卓;马骏;李峰;辛蕾;
空间面阵CMOS遥感相机由于曝光时间有限，对于自然界的动态范围不能很好捕获。为了解决这个问题，提出了一种面向CMOS遥感相机的多曝光图像融合方法。该方法主要由多曝光数据生成、图像融合两部分组成。首先，利用面阵CMOS遥感相机快速获取同一场景下连续拍摄的多帧原始低照度图像，对这些图像进行配准以选取公共感兴趣区域(region of interest, ROI);然后，模仿数字时间延迟积分技术对ROI进行多曝光数据生成；最后，使用具有多尺度细节增强的多曝光图像融合算法对曝光数据进行处理，即可生成一幅自适应曝光的高动态范围遥感图像。实验表明，该方法可以生成一幅细节丰富的遥感图像，且客观评价指标优于比较算法，为遥感卫星平台获取图像信息提供了一种新的解决方法。
2022年04期 v.37;No.182 51-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 1811K] [下载次数：105 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：31 ] - 张龙;王志勇;叶凯乐;常栋;
快速准确地提取海岸线对研究海岸带和海岸带演变具有重要的意义。针对目前利用SAR影像提取海岸线的精度和自动化程度不能达到一个平衡这一问题，提出了一种结合多特征选择和随机森林分类算法的海岸线提取方法。并以高分三号(GF-3)全极化影像为研究数据，以黄河三角洲地区为研究区，成功提取了黄河三角洲地区的海岸线。该方法结果与OTSU阈值分割方法所提取的海岸线做了对比。结果显示，在40 m分析精度下，该方法海岸线提取结果质量均在90%以上，其提取结果光滑连续且精度可靠，优于直接阈值法提取的结果。
2022年04期 v.37;No.182 58-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 2041K] [下载次数：310 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：37 ] - 宋艳若;庄启智;陈辉;朱大明;程亮;
遥感变化检测技术为动态监测城市水体变化和演化趋势提供了有效手段。针对传统遥感时序变化检测未能充分考虑像元间空间邻近特征等问题，提出一种顾及影像时空谱特征的城市水体时序变化检测方法。首先，依据影像光谱特性构建时间序列，对比傅里叶变换、小波变换、中值滤波、Savitzky-Golay滤波的重建效果，并评价优选；然后，依据变化像元时间维的特性，采用动态时间规整算法，衡量重建时间序列与样本时间序列相似度，确定疑似变化子序列；最后，结合空间邻域规则和归一化差值建筑用地指数进行空间相关性分析控制误报率，获取最终检测结果。利用Sentinel-2影像，在钱塘江研究区内开展实验，结果表明，该方法总体精度达到99%,虚检率降低了20%～50%,为城市水体变化检测提供了一种可行思路。
2022年04期 v.37;No.182 66-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 2263K] [下载次数：136 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：53 ] - 刘玉婷;邬明权;牛铮;黄文江;
针对基于精细尺度的长时序及区域地基气溶胶光学厚度趋势的分析较少，且在原因分析过程中较少考虑环保政策及措施的问题，利用北京地区近14年AERONET站点数据对北京气溶胶光学厚度(aerosol optical depth, AOD)的类型和变化趋势进行研究，并分析了数据的完整性以及相关环保政策及措施对气溶胶的影响。结果表明：北京AOD月均值季节变化明显，最大值一般出现在夏季的6、7月份，最小值在秋冬季节；沙尘型气溶胶(desert dust aerosol, DD)、城市污染型气溶胶(urban industry aerosol, UI)、烟煤型气溶胶(bituminous coal aerosol, BC)分别为春、夏、冬季的主导型气溶胶，混合型气溶胶(mixed type aerosol, MT)在四季的占比相差不大；奥运会前后的环保工作、《大气污染防治行动计划》的颁布及削减散煤等环保政策和措施使北京气溶胶厚度明显下降，北京空气质量得到改善。
2022年04期 v.37;No.182 73-79页 [查看摘要][在线阅读][下载 2096K] [下载次数：186 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：54 ] - 张世超;王常颖;李劲华;张志梅;
由于茶树在光谱特征上与其他农作物种植区具有相似性，导致茶种植区的遥感识别具有比较大的难度。为了在保证提取精度能达到基本实际需求的前提下，有效提高高分辨率遥感图像茶区提取速度，提出了一种基于SPRRD-ShuffleNetV2的遥感图像茶种植区快速提取方法。首先，以去除了最后1×1卷积层、全局池化层和全连接层的ShuffleNetV2网络作为编码器，并增加解码器以实现像素级分类；然后，在几乎不增加参数量、不影响推理速度的前提下，在编码器部分增加增强条纹池化模块和混合池化模块，用于捕获全局和局部依赖关系，在解码器部分增加残差优化块，用于优化输出特征。使用高分二号图像作为实验数据源。结果表明，该方法能够满足基本提取精度需求，并有效提高了提取速度。
2022年04期 v.37;No.182 80-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 1916K] [下载次数：107 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：36 ] - 胡煦航;程小龙;朱滨;傅静雅;
针对残差模型在信息传递过程中容易造成信息损耗与塌陷域、模型参数量大等问题，为提高残差模型的抗遮挡能力、分割完整性与减少模型参数量，提出了一种基于改进深度残差UNet(ResUnet)的高分辨率遥感影像道路信息提取方法。在原有ResUnet模型中，首先，用密集块替换原有的残差块，以提高信息传递能力；然后，在密集块之间加入转置层和空间通道压缩与激活模块，对空间和通道进行重新校准，强调重要特征抑制无用特征；最后，利用空洞空间卷积池化金字塔模块作为桥接部分，连接编码器与解码器，扩大感受野，提取多尺度特征。在马萨诸塞州道路数据集上进行实验。结果表明，所提出方法的精确度、召回率、F1分数以及Dice系数分别达到了88.62%、84.19%、86.35%、83.22%,比原有ResUnet模型分别提高了0.63%、3.60%、2.10%、1.62%,表明了改进ResUnet网络具有良好的性能。
2022年04期 v.37;No.182 87-93页 [查看摘要][在线阅读][下载 2085K] [下载次数：280 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：68 ] - 王瑞瑞;刘冰;程玉书;齐香玲;耿丽艳;
针对高光谱影像空谱信息利用问题，设计了一种融合空间信息的稀疏表达分类方法，以提高高光谱影像的分类精度。首先，在特征提取阶段引入空间信息，采用形态学滤波的方法提取高光谱影像的形态学属性剖面特征；然后，采用训练样本构成的字典对提取到的空间特征进行稀疏编码，在编码过程中进一步引入空间邻域信息来提高稀疏编码效果；最后，根据测试样本的稀疏编码向量计算其相对于每个类别的重构误差，并将该样本划分到重构误差最小的类别中完成分类。为了验证该方法的有效性，在Pavia大学和Indian pines 2组高光谱数据集上进行分类实验。实验结果表明，该方法充分利用了高光谱影像的空间邻域信息，能够有效提高高光谱影像的分类精度。
2022年04期 v.37;No.182 94-98页 [查看摘要][在线阅读][下载 2028K] [下载次数：74 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：93 ] - 张静茹;邱云飞;方立;沈慧芳;周树东;
针对传统房屋测量投入周期长、测绘成本高的问题，提出了一套从数据获取到产品输出的农村房屋信息调查自动化解决方法。首先，利用无人机装载多视角相机以获取倾斜摄影测量影像数据，并从中生成三维点云、数字地表模型、正射影像图；然后，采用颜色与尺度信息融合的方式去除非建筑物点，利用多规则区域增长算法提取建筑物点云；最后，利用房屋外墙投影线、高程急剧变化边界线、屋顶不同平面相交线融合修正得到精确的房屋轮廓，并进行房屋空间信息计算与三维重建，实现了高效率、低成本、高精度的农房信息提取。在武汉新洲区施庙村的试点研究结果表明，自动化调查方法房屋面积在限差以内的房屋可达80%以上，平均精确率达到99.24%。
2022年04期 v.37;No.182 99-105页 [查看摘要][在线阅读][下载 2546K] [下载次数：73 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：61 ] - 朱菲;苏涛;王建;夏俊;廖晋一;
针对城市热岛效应引发的一系列生态安全、居民健康等问题，选择传统“火炉城市”南京市为研究区，利用Landsat影像反演地表温度(land surface temperature, LST),进而获得研究区热岛空间分布，分析热岛重心转移情况，最后以空间叠加、回归统计分析方法分析建筑、植被、水体对于LST的影响程度。结果表明：2000—2020年南京市热岛、强热岛斑块随着建成区的扩张而扩张，面积占比由6.48%上升到40.81%,而绿岛、强绿岛区则由37.38%下降到13.39%,地表温度呈现明显城乡梯度差；热岛、强热岛斑块重心转移方向与城镇重心转移方向一致，都呈“先南后西”方向偏移，绿岛、强绿岛转移方向则相反；下垫面覆盖对地表温度的影响分别是建筑>植被>水体。该研究成果可为南京市城市规划以及热岛效应缓解提供一定依据。
2022年04期 v.37;No.182 106-113页 [查看摘要][在线阅读][下载 2273K] [下载次数：331 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：44 ] - 袁策;田根;熊祖强;
针对海表状态在线数据的实时获取这一海洋学亟待解决的问题，提出利用数字图像处理技术和统计学方法从资源三号光学影像中提取海浪谱的能量谱、峰度和偏度等分析海表状态。根据海浪能量谱的主方向和能量谱曲线上极值转折点数，研究海表状态的复杂度；由海浪谱的峰度和偏度的极值及它们的曲线形状，判断海表状态分布；再结合光学影像中海浪的空间特征和实验区域的海水深度，确定海况类型及成因，实现海表状态和成因的分析。实验结果显示，单、交叉、多海况的海表状态与欧洲中期预报数据中统计的有效波高、波龄等参数适应的海表状态一致，是有效的。该方法为实时监测海表状态、航运安全和海上救援等提供了基础数据和新思路。
2022年04期 v.37;No.182 114-120页 [查看摘要][在线阅读][下载 2592K] [下载次数：55 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：30 ] - 董哲;王凌;朱西存;冯文斌;张美霞;
山区因地势起伏大、水体分布零散导致遥感提取水体信息精度不高。另外，对于高分二号(GF-2)影像，受限于只有4个波段，无法构建已有水体提取精度较高的指数。鉴于此，以泰山为研究区，采用GF-2影像，提出差异水体光谱模型结合面向对象法的水体信息提取方法，并与阴影水体指数决策树、改进的阴影水体指数决策树以及支持向量机3种方法进行对比。结果表明，该方法能够有效去除山体阴影的影响，较好地保持了水体信息，对细微水体也有良好的提取能力，在实验和验证影像中总体精度分别达到98.02%和97.33%,Kappa值分别达到0.953 3和0.933 4,均高于其他3种方法。该方法在准确提取水体的同时，有效减少“椒盐现象”的发生，可为类似山区水体提取提供一定的参考。
2022年04期 v.37;No.182 121-127页 [查看摘要][在线阅读][下载 2379K] [下载次数：218 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：37 ] - 韩美玥;冯晓刚;李凤霞;周在辉;李萌;
在工业革命及快速城镇化的双重胁迫作用导致大气污染物颗粒浓度显著增加的同时，城市人居热生态环境持续恶化，城市热岛效应加剧。研究表明：不断变化的大气污染物颗粒浓度引发的气溶胶物化性质的改变可以进一步影响太阳辐射，从而引发热岛效应的时空变化；同时，城市热岛效应反作用于气溶胶又会影响气溶胶物化性质及其时空分异，二者既相互依赖又相互影响。因此，综述国内外气溶胶与城市热岛等研究的起源、概念内涵、数据源与研究方法，着重从城市热岛与气溶胶相互影响视角进行研究现状的总结与归纳，并就当前研究过程中存在的问题以及未来的研究趋势进行了剖析，以期为今后更好地展开灰霾治理与城市热岛效应改善提供基础参考。
2022年04期 v.37;No.182 128-134页 [查看摘要][在线阅读][下载 1774K] [下载次数：296 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：41 ] 下载本期数据