国家自然科学基金(41271433)
- 作品数：14 被引量：212H指数：9
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- 相关机构：中国科学院中国科学院大学中国科学院遥感与数字地球研究所更多>>
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- 相关领域：自动化与计算机技术天文地球环境科学与工程农业科学更多>>
- 山地遥感主要研究进展、发展机遇与挑战被引量：21
- 2016年
- 山地遥感是研究在山地这一特定环境中的遥感基本原理、方法及其应用的科学技术。从山地遥感研究的基本内涵出发,总结面临的若干前沿科学问题,指出当前主要研究内容:(1)电磁波与山地地表相互作用机理及建模理论;(2)山地遥感数据时—空—谱归一化处理方法;(3)山地地表信息遥感建模、反演与同化方法;(4)山地遥感尺度效应与算法/产品验证;(5)山地遥感信息综合应用等。从山地遥感研究的基础理论方法以及山地遥感应用两个层面回顾了近年来山地遥感研究取得的进展,并就新时代背景下山地遥感研究面临的机遇与挑战进行了分析,最后对山地遥感研究前景进行了展望。
- 李爱农边金虎张正健赵伟尹高飞
- 关键词：数据同化地形效应
- 基于小波NEIGHSHRINK阈值法滤除SAR斑点噪声被引量：1
- 2014年
- 斑点噪声是包括SAR系统在内的所有基于相干原理的成像系统所固有的特点,而斑点噪声的存在会严重影响到影像的视觉效果、质量以及后续应用。因此,探索一种既能有效抑制斑点噪声,又能最大限度地保留原影像的边缘、纹理细节信息的滤波算法仍是当前SAR影像处理的研究热点。本文从SAR影像斑点噪声数学统计特征出发,以ALOS PALSAR为实验数据源,进行了小波NEIGHSHRINK阈值算法对实际SAR影像的去噪处理试验。试验还同时实现了LEE、增强型LEE和基于最大后验概率的GAMMA等三种常用的算法。结合定性和定量的评价方法,对上述算法的滤波性能进行了对比分析。结果表明,小波NEIGHSHRINK阈值算法的等效视数值可达到1.821,归一化均值保持指数值达到0.943,逼近于1。与三种常用的算法相比,该算法滤波后的影像在整体清晰度,影像结构、纹理细节信息的保持方面拥有较大的优势。
- 宁凯李爱农陈强靳华安
- 关键词：小波斑点噪声影像结构
- 基于改进暗目标法山区HJ CCD影像气溶胶光学厚度反演被引量：10
- 2015年
- 国产HJ CCD影像在环境与灾害监测预报方面具有巨大的应用潜力,但其缺少中红外波段无法直接应用传统暗目标法反演气溶胶光学厚度,尤其山区受地形影响,气溶胶时空分布变化显著,影响了HJ CCD影像的大气校正精度。基于山区森林植被分布广的特点引入红波段直方图阈值法自动提取山区浓密植被暗像元,构建红蓝波段地表反射率间的线性关系,利用6S辐射传输模型建立查找表反演暗像元的气溶胶光学厚度,并通过空间插值推演到整幅影像。HJ CCD影像反演结果与MODIS气溶胶产品的空间分布趋势一致性非常好,且前者具有更高的空间分辨率特性,更适合山区气溶胶的遥感监测。二者的散点图拟合曲线为y=0.828 6x-0.001,R2达到0.984 3,表明改进暗目标法能有效地反演山区HJ CCD影像气溶胶光学厚度。工作中对传统暗目标法的改进有效地解决了HJ CCD影像只有可见光、近红外波段,在求解辐射传输方程时信息不足的问题,同时,改进方法中充分考虑了山区复杂地形环境的影响,为山区HJ CCD影像进行逐点大气校正奠定了基础,并为其自动化处理提供了可能。分析还显示,红波段直方图阈值法提取浓密森林暗像元比NDVI阈值法具有明显的优势;查找表建立和暗像元红、蓝波段地表反射率关系都会显著的影响气溶胶光学厚度的反演精度,是进一步改善算法、提高反演精度的重要研究方向。
- 赵志强李爱农边金虎黄成全
- 关键词：CCD影像气溶胶光学厚度
- 1974～2007年若尔盖县湿地变化研究被引量：24
- 2012年
- 选取1974～2007年期间的5期多源遥感影像数据作为数据源,在解决多源遥感影像(MSS、TM、ETM+和CBERS影像)和多时相(1月、6～9月)影像数据的遥感分类问题上,以模糊物元理论来解释多数据源和多时相数据之间的关系,设计关联函数概率转化的多源遥感数据分类物元模型,利用该模型得到了若尔盖县湿地区1974～2007年期间的地物类型分布,并进行了变化检测和概率修正算法处理,揭示了1974～2007年若尔盖县湿地变化特征。2007年,若尔盖县各类型湿地的面积占湿地总面积的比例分别为河流和湖泊1.37%、泥炭沼泽4.23%、沼泽化草甸9.91%和湿草甸6.04%。1974～2007年期间,若尔盖县的河流和湖泊、泥炭沼泽、沼泽化草甸和湿草甸的面积在减少,以旱生植物为主的中、低覆盖度草地、居民点、建筑用地和沙地面积在增加。泥炭沼泽主要向沼泽化草甸、湿草甸演替。人为因素则是在较短时间尺度上影响湿地变化的主要驱动力。不确定性问题仍是遥感分类与变化检测存在的主要问题。
- 蒋锦刚李爱农边金虎于之锋雷光斌
- 关键词：泥炭沼泽多源遥感数据物元模型变化检测
- 红原县湿地时空格局变化及其生态效应被引量：4
- 2018年
- 基于1975年、1990年、1995年、2000年、2005年和2010年的Landsat TM/MSS遥感影像,采用面向对象与决策树相结合的分类方法,完成了红原县湿地信息的遥感解译和动态特征分析,并结合生态效应指数和土壤侵蚀量对湿地变化的生态效应进行了分析。结果表明:红原县湿地以沼泽化草甸为主,近年显示出泥炭沼泽→沼泽化草甸→湿草甸→草甸的演化趋势;1975年以来,62.03%的湿地面积呈现持续减小和波动变化的特点;湿地质心发生偏移,其中1975—2000年向东北偏移128.56 m,2000—2010年向西南偏移757.26 m;湿地集中分布在坡度小于6°且排水不畅的区域,湿地面积减小率随坡度增大而增大,在坡度为2°~6°的区域,各湿地类型的转化面积随坡度的增大而减小;近年来红原县湿地生态效应指数逐渐增大,湿地区土壤强烈侵蚀的比例不断增大,揭示出红原县湿地生态安全受威胁程度日益加重。
- 孙明江李爱农冯文兰雷光斌张正健
- 关键词：湿地RSGIS生态效应
- 山区可见光—近红外遥感影像浓密植被暗像元自动识别方法研究被引量：1
- 2015年
- 暗目标法是目前气溶胶光学厚度遥感反演中应用最为广泛的方法,浓密植被暗像元的识别是暗目标法的基础。针对可见光—近红外影像缺少中红外波段难以有效识别浓密植被暗像元的问题,引入红波段直方图阈值法识别山区可见光—近红外影像的浓密植被暗像元。该方法利用浓密森林像元在可见光波段反射率低的特点,通过搜索红波段直方图的最小峰值自动识别浓密植被暗像元。试验中选取Landsat TM影像前4个波段利用红波段直方图阈值法识别可见光—近红外影像的浓密植被暗像元,并与在中红外波段影像和可见光—近红外影像中广泛应用的两种暗像元识别方法进行对比分析,探讨红波段直方图阈值法的有效性,最后将该方法应用于环境减灾卫星(HJ-1)CCD影像的暗像元识别和气溶胶反演。实验结果表明:红波段直方图阈值法明显优于常用的可见光—近红外影像暗像元识别方法,识别精度接近传统的中红外波段影像识别方法,相似度指数小于2和小于3的暗像元分别为83.12%和93.48%。该方法为山区可见光—近红外影像浓密植被暗像元自动识别提供了一种新的适用方法,识别结果能够满足暗目标法反演气溶胶光学厚度的要求。
- 赵志强李爱农边金虎郭文静刘倩楠赵伟黄成全
- 环境减灾卫星多光谱CCD影像自动几何精纠正与正射校正系统被引量：4
- 2014年
- 我国环境减灾光学卫星(HJ)多光谱CCD影像由于具有高时空分辨率、大幅宽等优势,能够提供同一区域不同生长阶段的植被信息,是提取具有生态学意义土地覆盖及开展植被生理生态参量反演的重要数据源之一。然而,目前该数据产品的几何定位不准确及山区地形畸变误差使其难以满足应用需求。高定位精度是遥感影像信息提取、参数反演与应用分析的前提,遥感影像的几何精纠正与正射校正是遥感数据预处理面临的首要问题。在分析国内外卫星影像自动化处理系统研究现状的基础上,结合HJ CCD影像幅宽大的特点,构建了HJ CCD影像的自动几何精纠正与正射校正处理系统。与目前商业软件相比,自动几何精纠正与正射校正处理系统采用了自动化的控制点搜索与过滤方法,能有效提高控制点选取的效率与精度。同时,结合DEM数据,系统自动拟合卫星飞行路径并纠正由偏离星下观测导致的山体位移。系统应用结果表明,自动几何精纠正和正射校正系统能够有效的提高处理效率,节省人力和时间成本。该系统已被成功应用于全国生态十年(2000—2010年)变化遥感调查与评估专项土地覆盖遥感监测的环境减灾卫星多光谱遥感影像预处理工作。
- 边金虎李爱农雷光斌张正健吴炳方
- 关键词：环境减灾卫星几何精纠正正射校正自动化
- 复种指数遥感监测研究进展被引量：12
- 2015年
- 复种指数是对耕地资源利用状况的一种度量,其对于指导农业生产及研究气候变化等具有重要意义。利用遥感技术进行复种指数监测,不仅客观、高效、低成本,而且可以获取更佳的空间分布信息,近些年已成为农业遥感领域的研究热点。对复种指数遥感监测进展进行了综述:首先归纳和梳理了已有的几种复种指数遥感监测方法,并分析了各种方法的优缺点;然后在总结该领域研究现存关键问题的基础上,探讨了未来的发展趋势:(1)在内容上丰富,加强特殊的作物熟制信息监测;(2)在空间上拓展,加强地形复杂区域的复种指数监测;(3)在时间上延伸,加强复种指数长期的动态变化监测。
- 张伟李爱农雷光斌
- 关键词：遥感复种指数
- 基于阈值法的山区森林常绿、落叶特征遥感自动识别方法——以贡嘎山地区为例被引量：17
- 2014年
- 森林的常绿、落叶特征是土地覆被产品的重要属性。由于山区地形复杂,地表遥感辐射信号地形效应明显,导致山区森林常绿、落叶特征遥感自动识别一直是难点。提出了一种基于阈值法的山区森林常绿、落叶特征遥感自动识别简单实用方法。该方法利用多源、多时相遥感影像,选择归一化植被指数(NDVI)为指标,通过统计参考样本的NDVI在生长季和非生长季的差异,自动找出区分常绿、落叶特征的阈值,基于判别规则识别山区森林常绿、落叶特征。以贡嘎山地区为例,分别以多时相Landsat TM影像(简称TM)、多时相环境减灾卫星影像(简称HJ)为单源数据,多时相的HJ、TM组合影像为多源数据,验证该方法的有效性。实验结果表明,该方法能够有效识别山区森林常绿、落叶特征,总体精度达到93.87%,Kappa系数为0.87。该方法适用于山区大面积森林常绿、落叶特征遥感自动提取,已被成功应用于"生态十年"专项西南地区土地覆被数据的生产。
- 雷光斌李爱农边金虎张正健张伟吴炳方
- 关键词：常绿落叶森林生态系统遥感
- 基于多尺度分割和决策树算法的山区遥感影像变化检测方法——以四川攀西地区为例被引量：29
- 2014年
- 山区遥感影像变化检测面临地形效应明显、空间异质性高等不利因素的影响,构建适用于复杂地形条件的变化检测方法一直是遥感应用研究的难点。在对影像进行多尺度分割的基础上,构建对象的多种光谱、形状及地形特征,将地形阴影、物候等造成的虚假变化当作"未变化"训练样本,利用决策树算法自动提取检测规则,建立复杂地形条件下面向对象的遥感影像变化检测方法,并将该方法用于四川攀西山区1989年和2009年TM影像的检测试验,最后对方法的不足和改进措施进行了讨论。主要结论包括:(1)文中构建的方法能够有效减弱山区复杂地形条件对遥感影像变化检测的不利影响,采用地面调查数据和分层随机采样的总体验证精度为93.57%,Kappa系数为0.8706。(2)C5.0决策树算法对于只有"变化"和"未变化"两种类别且同类间训练样本高度异质化的影像分类仍能取得较好的效果,具有较好的鲁棒性和适应能力。通过将地形、物候等引起的虚假变化当作"未变化"训练样本可以有效提高检测精度。(3)光谱特征仍是TM影像遥感分析的主要信息源,影像间NDVI的差值对于植被覆盖区域土地覆盖格局变化的检测具有良好的表征作用。(4)攀西地区1989—2009年间土地覆盖格局变化明显且与人类活动关系密切,典型的驱动方式包括退耕还林(草)工程、水利工程建设和矿山开采等。共检测出变化面积740.2km2,占影像总面积的2.49%。
- 张正健李爱农雷光斌边金虎吴炳方
- 关键词：多尺度分割决策树算法遥感影像变化检测
