利用统计和物理模型反演植物生化组分的比较

利用不同形式的光谱数据,如反射率、透射率和吸收率,以及经过不同波段间隔和噪声水平处理的反射率,直接比较了统计模型和物理模型反演鲜叶片叶绿素、水和干物质含量的效果。结果表明,物理模型对光谱数据波段间隔和噪声的鲁棒性比统计模型要好,而在反演的绝对效果上,统计模型的反演结果特别是对水分的反演与物理模型相当,要充分考虑统计模型和物理模型反演植物生化组分时的优缺点,提高反演的精度和效率。     

基于三波段模型的大豆叶绿素a含量估算模型

基于实测大豆冠层高光谱及叶绿素a数据,利用植被指数和三波段方法建立大豆叶绿素a的高光谱反演模型. 通过IDL（interactive data language）实现NDVI和RVI波段的重新选择,提高了基于2种植被指数的模型反演精度. 比较而言,三波段方法建模反演大豆叶绿素a含量的精度较改良后植被指数的更高（R²=0.81）. 研究结果表明,利用波段重新组合的植被指数建立的估算模型可以提高大豆叶绿素a的估算精度;三波段模型法可以筛选更好的波段来构建模型,并在一定程度上提高大豆叶绿素a反演精度.     

用偏最小二乘法提取石头口门水库水色信息

水体的高光谱数据在提供大量信息的同时,其波段间存在很高的相关性,常规的统计方法反演水质参数不但不能充分利用这些信息,并且也不能很好的去相关,而偏最小二乘回归分析可以较好的解决这一问题。因此本研究通过利用高光谱仪在石头口门水库进行反射光谱测量和同步水质采样分析,建立了叶绿素a和悬浮物含量的偏最小二乘回归模型。结果表明：该模型能较好的利用高光谱数据信息,各光谱波段自变量在最终模型中的系数大小在一定程度上较符合叶绿素a和悬浮物的光谱吸收、散射特性;通过与常规的比值模型、一阶微分模型进行对比,偏最小二乘回归模型明显优于前两者,其各决定系数均高于0.7,因此估测效果较理想,可用于内陆二类水体的水色信息提取。     

基于光谱技术的太湖蓝藻预警因子研究

针对近年来太湖富营养化过程的逐渐加剧,湖泊的沉积物中N、P、C含量大幅上升,导致藻类大量繁殖并形成水华现象.2011年4月在太湖进行采样和测量,总共获取44个采样点数据,利用紫外、中红外光谱法对太湖蓝藻预警因子总氮、总磷、叶绿素a进行快速测定,构建太湖的水质参数与光谱的关系模型.实验分析结果可以看出:太湖蓝藻预警因子是预测蓝藻及蓝藻水华产生的重要参数;基于中红外光谱的水体总氮和叶绿素a浓度模拟精度较高(R2>0.62);基于紫外的水体总氮、总磷、叶绿素a浓度的模型模拟值与真实值的相关性达到0.78以上.研究表明,基于紫外、中红外光谱法可以快速测定太湖蓝藻预警因子总氮、总磷、叶绿素a,从而预测太湖蓝藻是可行的.     

太湖富营养化水体比辐射率测量及MODIS水体温度反演应用

比辐射率是遥感温度反演的重要参数，水体成分变化会改变水体热辐射物理性质，对比辐射率造成影响。目前研究水体成分对水体比辐射率影响的研究比较缺乏。利用搭配PIKE积分球的Nicolet iS50傅里叶红外光谱仪测定不同浓度浮游藻类、悬浮物对水体比辐射率的影响，提出一种二类水体比辐射率的计算模型，基于该公式计算MODIS影像在分裂窗算法中的比辐射率响应与太湖表面温度，并进行空间分析与精度评价。实验结果表明：蓝藻与悬浮物对水体比辐射率都有影响，悬浮物影响更显著；在综合考虑叶绿素a和悬浮物的条件下，与传统水温反演结果相比，偏差最大可达1.21 ℃；在较低浓度的悬浮颗粒物条件下，浮游藻类叶绿素a浓度对温度反演的最大偏差达0.86 ℃，在较低浮游藻类叶绿素a浓度条件下，悬浮颗粒物浓度对温度反演的最大偏差达0.98 ℃。真实性检验结果表明，蓝藻和悬浮物浓度对温度反演的最大影响值达到0.78 ℃，多数验证点的影响值在0.53~0.78 ℃之间。研究表明，引入蓝藻与悬浮物浓度的比辐射率校正函数能够有效降低水体表面温度的遥感反演误差。     

长春南湖水体透明度高光谱定量模型研究

透明度是衡量水质优劣、评价湖泊富营养化的一个重要指标,高光谱遥感可有效反演透明度,较好解决了常规遥感中出现的问题。本研究利用野外高光谱仪在长春南湖夏季进行了反射光谱测量和同步水质采样分析,通过分析水体透明度与其高光谱反射率之间的相关关系,尝试采用多种半经验算法建立透明度高光谱定量模型,并进行了验证。结果表明：1）单波段、波段比值和一阶微分反演模型,确定性系数皆在0.74以上,RMSE小于透明度极值差,因此皆可以用于反演透明度;2）模型精度从高到低依次为：一阶微分模型、单波段模型和波段比值模型。该定量模型的建立,为今后利用成像光谱数据在南湖进行透明度大面积遥感反演研究提供了研究基础和科学依据,对内陆水体透明度反演也有一定的借鉴意义。     

微波遥感定量反演研究中大气参数的估算模型

被动微波遥感对地表参数的反演研究中通常会忽略大气的影响.在定量遥感精度要求较高的情况下,建立大气参数的定量估算模型以剔除大气影响,对于提高反演精度具有积极作用.本文基于辐射传输模型,总结出大气向上和向下亮温及大气透过率这3个大气参数均与大气可降水量密切相关.利用MonoRTM模型和全球946条大气廓线建立晴空条件下大气亮温和大气透过率与大气可降水量之间的函数关系,发现大气亮温与大气可降水量呈正相关,大气透过率与大气可降水量呈负相关.本文利用中国张掖地区探空数据集对大气参数估算模型进行验证.模拟结果与通过MonoRTM模拟的结果基本一致,表明本模型具有较高的可靠性.通过本模型可定量计算大气对被动微波遥感的影响,提高微波遥感定量反演的精度.     

WorldView-2影像的水深探测能力

以中国南海东岛周边海域为研究区域，利用波段组合法开展高分辨WorldView-2影像的水深探测能力研究，分别建立单波段、双波段和多波段模型，进行精度评价。结果表明：多波段模型反演效果最好，双波段次之，单波段最差；各波段水深探测能力比较：绿波段 >全色波段 >蓝波段 >红波段；前视影像比后视影像的水深反演精度略高，全色波段在水深探测中具有重要作用。     

主持人语

2009年与苏州市环境监测中心共同承担江苏省环境监测科研基金(0905)和苏州市科技支撑计划SS0929项目"采用NIR光谱法快速测定太湖蓝藻预警因子总氮、总磷、叶绿素a的方法研究".该课题为解决现在各环境监测中心对在太湖蓝藻预警中采用大范围船舶现场巡测,重要地区定点采样,实验室进行水质分析,耗费大量燃油和人力,信息量有限的问题,利用光谱(VIS、NIR、MIR)分光分析法,快速测定(一个试样30 s以内)太湖、环城河水与蓝藻相关因子N、P、叶绿素a方法的基础性研究.经过3年研究为在线随机检测建立了光谱与总氮、总磷、叶绿素a相关数学模型.研究除分别利用紫光(VIS)、     

柴河流域土壤全氮克里格插值的参数优选

利用普通克里格方法对柴河流域50个土壤采样点2011年测定的全氮含量平均值进行插值分析,探讨变异函数模型的选择和模型参数的设置对插值精度的影响.结果表明:最优半变异函数模型为指数模型,最优插值参数为块金值0.019 6,偏基台值0.239 24,变异方向角度75°.应用上述优选的参数对柴河流域土壤全氮含量进行空间插值,得到了高精确度的插值结果.     

高盐、高硬度、高浊度煤系气田产出水预处理工艺参数优化

针对具有含盐量高、硬度大和浊度高等特点的鄂尔多斯盆地东缘临兴区块煤系气田产出水,经实验与工程论证后拟采用"预处理—反渗透—MVR"的方案使处理后的水符合农田灌溉水标准.实验模拟"硬度去除—絮凝—过滤—超滤"的预处理过程探究硬度和浊度去除的最优工艺条件.结果 表明:Na2CO3的硬度去除效果优于NaOH,当投加量为150...     

基于改进遗传算法的高光谱图像波段选择

在对地观测领域,高光谱图像得到了广泛应用,但存在数据量大、波段间相关性高等问题. 针对以上问题分析了已有的波段选择方法,提出了基于信息量及类间可分离性准则的遗传算法对高光谱图像进行波段选择:构造波段互相关系数矩阵进行子空间划分;利用联合熵作为组合信息量的标准,Bhattacharyya距离作为类间可分离性标准,构造遗传算法的适应度方程,改进了遗传算法中的选择算子. 最后用AVIRIS图像对提出的算法进行试验,并利用最大似然分类法对最优波段组合进行分类,总体分类精度达到94.24%,Kappa系数达到0.94.     

基于Radarsat-2全极化数据的张掖地区土壤水分的反演

土壤水分是水文、农业、生态等众多研究领域中的重要参数。基于已建立的简化土壤水分反演模型,结合全极化雷达数据的特征,消除简化模型中的粗糙度参数,以提高反演的精度。通过简化经验模型分析,结果显示VV/HH、VV/VH和HH/HV极化组合均能够较好地模拟裸土区土壤水分,其中VV/VH极化组合模拟结果最好。利用Radarsat-2数据反演黑河中游裸土区和植被区的土壤水分,并利用实测数据对结果进行验证。结果表明：VV/VH极化组合反演结果与实测结果吻合度较好,裸土区和植被区土壤水分反演RMSE分别为0.006和0.017 cm³·cm^-3,说明VV/VH极化组合能够较好地反演裸土区域土壤水分。这为快速准确获取区域土壤水分反演奠定了基础。     

GEDI L2A不同算法对地面高程和森林冠层高度精度的影响分析

全球生态系统动力学调查(global ecosystem dynamics investigation,GEDI)雷达是美国2018年12月发射的全波形激光雷达系统,可以为全球地面高程及森林冠层高度提供数据支持。为适应不同地表环境,GEDI L2A产品提供了6种不同算法来估算地面高程及森林冠层高度,这些算法的选择会影响地表参数的提取精度。以机载LiDAR得到的数字地形模型和冠层高度模型为参考数据,评估第2版GEDI L2A数据在不同植被覆盖度下不同算法的适应性以及对地面高程和森林冠层高度精度的影响。结果表明,在覆盖度小于0.2时,算法4的结果最优,在覆盖度大于等于0.8时算法2的结果最优,其余覆盖度下算法1的结果最优。将本文根据植被覆盖度选择的最优算法与GEDI L2A默认最优算法进行比较,整体看来本文的结果优于GEDI L2A默认最优算法的结果,特别是在覆盖度小于0.8,坡度大于等于10°时,本文选择的最优算法能有效提高GEDI L2A产品对地面高程和森林冠层高度估算的精度。     

一种新的基于FrFT的动目标测速和定位方法

使用分数阶傅里叶变换(FrFT)进行SAR动目标测速的传统计算方式是二维搜索,即遍历所有的旋转角度进行FrFT计算,在二维平面内搜索峰值获得最优解。该方法需要在计算精度和计算量之间权衡。提出一种基于时频平面几何信息的动目标测速和定位方法,首先计算两个不同角度下的FrFT及其投影长度;然后利用时频平面内的几何关系,计算动目标的最优旋转角;最后计算最优旋转角下的FrFT,并对动目标测速和定位。值得注意的是,通过选择关于π对称的两个旋转角度,可以进一步抑制杂波。综上,该方法具有速度快、参数估计精度高的优点。通过仿真实验和真实数据实验,验证了提出方法的有效性和优越性。     

NOAA卫星角度信息在分类中的有效性研究

利用连续几天的NOAA卫星数据, 经过数据预处理、Ambrals、Rahman模型反演、大气校正, 将提取出的角度方向信息, 以土地利用图为基础, 使多角度遥感理论研究与卫星遥感的实际应用有机结合, 评价其在地物识别、提取、分类中对精度提高、方法改善的有效性.研究结果表明, 加入角度数据后, 无论从类间可分性还是从分类精度上, 都要比常规分类数据高, 其分类精度提高了2%～7%.     

InP电子结构和介电函数的第一性原理计算

计算了InP电子结构和介电函数,从理论上给出了电子结构和介电函数的关系.所有计算都是基于密度泛函理论框架下的第一性原理平面波超软赝势方法.利用精确计算的能带结构和态密度分析了带间跃迁占主导地位的InP材料的介电函数,为InP材料的设计与应用提供了理论依据.     

基于风险调整后资本收益率的最优资产投资组合

通过极大化风险调整后的资本收益率(RAROC),建立了一个最优资产投资组合方案。根据RAROC的分式结构,以及回报函数和风险函数通常是关于投资额的齐次函数,将分式优化问题转化为对其分母的最优化。当风险资产期末回报率服从正态分布,风险度量采用在险价值或条件在险价值时,极大化RAROC的问题可以转化为目标函数为二次平方根函数,约束为线性灯饰和不等式的最优化问题,此时可以利用二阶锥优化模型进行求解。