红外辐射计遥测地表温度空间变异特征

利用航空、航天平台热红外模拟遥感器——红外辐射计观测的资料对非均匀下垫面地表温度空间变异性进行分析，结果表明下垫面不均匀性越强，地表温度的空间变化曲线波动就越大，说明目前用一个点的地表温度观测值来表示一个遥感空间分辨率像元的地表温度值是不合理的。红外辐射计是对遥感反演地表温度的精度进行验证的手段之一，其特点是视场角小(6°)。通过对小视场红外辐射计获取的地表温度采用简单的算术平均来代表整个像元的总体温度，与Landsat/TM数据源反演的像元地表温度进行对比，结果表明两者之间有一定的差异。造成这种差异的主要原因是遥感数据源获取的红外辐射强度是一个像元中所有地物辐射的综合结果，不是像元内所有地物各自辐射能量的简单算术平均。本文的创新之处在于是野外观测和试验数据入手，深入分析数据，所得到的结论可以为其他从事相关工作的人员提供很好的参考与借鉴。     

运用热惯量估算大气下行长波辐射的遥感方法——以Landsat/TM为例

利用2004年北京小汤山精准农业示范基地星地同步试验中获取的自动气象站和红外辐射计观测资料，建立Landsat卫星过境时刻地表辐射温度T和空气温度T₀的关系式，利用北京21个常规气象站观测资料，以及2004年5景TM图像，建立热惯量与大气水汽压的经验关系式，将获取的两个关系式代入得到广泛引用的Izionmon(2003)晴天大气下行辐射估算模型中，率先提出了根据像元的热惯量、地表辐射温度等遥感参数反演像元大气下行辐射的空间估算模型。通过利用实际测量值，对一个点的大气下行辐射估算值反演的地表净辐射通量和利用逐个像元估算的大气下行辐射估算值反演结果精度验证表明：利用逐个像元的大气下行辐射值估算地表净辐射通量，比利用单一大气下行辐射值来估算，精度提高了9.5％。这表明利用热惯量和地表辐射温度等遥感参数来估算非遥感参数大气下行辐射的思路是可行的，而且有应用前景。     

运用表观热惯量遥感地表蒸散——以河北省易县崇陵流域为例

现有遥感地表蒸散的方法是基于地表热量平衡方程,先求出地表净辐射通量、土壤热通量和显热通量,再用余项法求出潜热通量。地表净辐射通量和显热通量的计算需空气温度、风速和地表粗糙度等非遥感参数,并且涉及到空间插值问题,由此增加了估算的复杂性并降低了估算的精度。引入反映地物固有热特性的物理参数一表现热惯量,结合地表辐射温度,充分利用遥感较易获取的这两个参数来估算地表蒸散,可弥补上述不足。利用河北省易县崇陵流域卫星过境同步观测的地面资料,以2007年5月28日过境的LANDSAT／TM作为数据源,尝试利用表现热惯量来遥感地表蒸散的新途径。首先根据像元表现热惯量和地表辐射温度等遥感参数反演出像元的大气下行辐射,进而估算出地表净辐射通量;其次,利用表现热惯量估算出波文比,再根据波文比时地表净辐射通量进行切割,然后代入地表热量平衡方程中,直接估算出地表潜热通量;最后,计算出崇陵流域日地表蒸散量,并获取其空间分布图。这种方法避开了估算显热通量的中闻环节,可操作性更强。     

数字正射影像的原理及生产流程

数字正射影像图(Digital Orthophoto Map)简称DOM，是利用数字高程模型对扫描处理的数字化的航空像片或遥感影像，经过逐像元进行处理，再按影像镶嵌，根据图幅范围剪裁生成的影像数据。数字正射影像图和通常我们所接触的地图一样，不存在变形，它是地面上的信息在影像图上真实客观的反映，但是所包含的信息远比普通地形图丰富，而且其可读性更强，如果在数字正射影像图上加上一些符号以表示不易看到的地物或者抽象的信息，(包括各种独立地物、     

基于V-I-AP模型的兰州市不透水面与植被盖度时空格局分析

本文构建了V-I-AP模型,以兰州市Landsat TM影像为数据源,利用线性光谱混合模型进行亚像元分解,以获取不透水面比例及植被覆盖度的空间分布。在此基础上采用景观格局指数对研究区植被覆盖景观的空间格局及其分异进行测度,为利用中等分辨率遥感数据定量评价河谷型城市生态环境提供更精确的方法。研究结果表明:与常规景观分类相比,基于亚像元分解的不透水表面与植被覆盖提取方法具有更高的精度,并可以表征地表覆盖的生物物理组分构成特点;1999年—2006年,兰州市中心城区不透水面盖度和面积增加明显,而植被盖度则急剧降低,植被破碎程度减缓,植被分布聚集度增加。     

多源卫星遥感海量数据精化处理关键技术

近年来,我国资源陆地卫星遥感技术取得很大进步,但卫星遥感应用在各方面、各层级还存在一定的提升空间.其中,传感器校正产品质量的稳定性和精细化处理能力一直是制约遥感卫星数据高水平应用的瓶颈. 在国家重点研发计划项目、国家自然科学基金项目及横向课题的支持下,自然资源部国土卫星遥感应用中心等单位以提高遥感卫星应用效能为目标,突破立体影像间及全色、多光谱影像间局部系统误差校正、多源测绘立体影像融合提取数字地表模型(DSM)、合成孔径雷达(SAR)影像无底图自动纠正、高光谱影像条带噪声去除等关键技术,制定文档对象模型(DOM)数据生产、DSM数据生产、SAR影像DOM数据生产、高光谱影像反射率DOM生产的业务化生产流程,构建多源卫星遥感影像全自动精化处理系统,实现包括十几类国产遥感卫星在内的国内外主流遥感卫星数据的业务化生产,促进卫星遥感应用的高质量发展.     

基于Landsat8数据的沈阳市地表温度反演研究

本文以中国北方典型的重工业城市沈阳市为研究区。选取2016年8月28日Landsat8卫星遥感影像数据,通过影像数据预处理后采用大气校正算法反演地表温度。分析沈阳市地表温度分布特征。并且分析沈阳市热岛强度分布的特征。结果表明:沈阳市全区热岛效应并不明显,以绿岛为主,但沈阳市内五区热岛效应明显,80%的区域受到城市热岛效应的影响,地表温度明显高于其他区域。热岛强度由市内五区向郊县逐渐降低;沈阳市地表温度与NDVI呈负相关,与NDBI、NDBSI呈正相关。     

基于FLAASH模块中参数对EO-1数据大气校正的影响

对高光谱数据进行定量分析需要对数据进行前期的处理来提高数据的质量。大气校正对图像反演数值的正确性依赖于对数据模型的参数输入的正确性,但是对参数输入的正确性是无法准确获知的。本文利用EO-1高光谱图像为基础,对ENVI中FLAASH模型中使用不同的气溶胶模式、不同的能见度、不同的大气模型和水汽反演的设置等输入条件进行对比分析。在对图像大气校正后不同结果的分析表明,在采用图像本身信息来对图像进行大气校正表明了FLAASH模型对某些输入参数的依赖性并不是那么强。     

Pix4Dmapper和Agisoft PhotoScan两款软件的对比分析

航测无人机能够获取超高分辨率数字影像和高精度定位数据,生成地表三维模型(DSM)、三维正射影像图(DOM)、数字高程模型(DEM)和三维点云模型等数据。在实际工作中有许多处理无人机影像数据的软件,本文就以PIX4DMAPPER和PhotoScan1.2.5两款较成熟的软件,通过处理某测区影像数据,对其正射影像成果进行对比分析最后了解各软件的特点。     

基于TM影像的绍兴地区土地利用变化监测

以1984年和1997年两期TM影像，结合相关辅助信息，进行绍兴试验区的土地利用变化监测研究。在两时相影像校正处理基础上，进行影像的光谱数据转换处理并通过两时相影像的亮度轴（B）、绿度轴（G）和湿度轴（W）3个分量的差值运算进行信息复合。选取影像中的典型变化区并调整变化范围和步长搜寻获取变化和非变化像元的最佳变化强度阈值，采用直接比较分析法在掩膜的ΔBΔGΔW空间中提取土地利用变化信息，从而避免了分类后比较法的误差累积并出现不合理变化类型的缺陷。在此基础上利用地物时相特征和地理辅助数据，通过综合应用地物的光谱、空间和时相信息并以知识推理的方式对前期单一分类方法的结果进行修正处理。精度分析表明采用本方法能较为可靠地进行土地利用变化监测。     

利用Landsat/TM热红外数据进行陆面温度反演的比较

对于只有一个热红外波段的遥感数据(Landsat/TM),目前有三种算法可以进行地表温度反演,分别是:大气校正法、Jimnez-Mun%oz等人的单通道算法和覃志豪等人的单窗算法。这三种算法都要在地表发射率已知的情况下进行。在没有电探空数据和发射率未知的情况下,大气校正法比较困难实施。所以本文在发射率未知的情况下只比较后两种方法,并采用MODIS LST/LSE产品对结果进行验证。通过植被覆盖度法估计地表比辐射率,估计结果与MODIS陆面发射率产品相比发现两者之间的平均误差在0.004,说明了此方法的可行性。试验中选取了2×2像元大小的MODIS LST均质检验区。对两算法反演的Landsat/TM LST结果进行了比较,并与MODIS LST建立了线性纠正方程。所建立的纠正方程表明发射率未知的情况下Jimnéez-Munoz算法优于覃志豪等人的单窗算法。     

基于SEBAL模型的区域ET计算及气象参数敏感性分析

本文根据SEBAL模型的理论建立了利用遥感数据计算区域ET的计算模型,提出了敏感度评价指标,建立了单参数敏感性评价体系,并对模型气象参数进行敏感性评价。计算模型以Landsat7 ETM+遥感影像数据和大气温度、风速、湿度、日照时数等地表气象数据作为输入,并对一些难以获取的参数做了简化处理,以ERDAS Imagine遥感数据处理软件为工具,计算了研究区（天津市）24h ET空间分布图,并与Penman-Monteith公式所计算的研究区4种典型下垫面ET比较,结果显示,SEBAL模型计算的ET空间分布比较符合下垫面实际情况,计算结果较合理。考虑到气象数据对模型的影响重大,本文利用独立敏感度评价指标对模型中几个气象参数进行了敏感性分析,发现SEABL模型对风速、气温比较敏感,而对计算过程中选取的“热点”温度不敏感。本次建立的SEBAL模型计算较准确,参数敏感度评价方法简单有效,适合独立参数的敏感性分析。     

SPOT 5正射遥感影像图制作方法研究

卫星遥感数字正射影像图,是利用卫星遥感获取的具有一定分辨率的全色影像及多光谱影像,经几何纠正及相应的图像处理后生成的影像数据集。本文以SPOT 5卫星遥感影像图为例,应用ENVI遥感图像处理软件,从遥感影像的正射校正、影像融合等方面详细阐述了正射遥感影像图的制作过程。     

反射率基法获取北京一号小卫星多光谱CCD辐射定标系数

北京一号小卫星自2005年10月27日成功发射以来,经过3年的运行,已经获取了大量的图像,在众多领域得到定性方面的广泛应用。由于星上缺乏自带定标系统,限制了该卫星在定量方面的应用。为了拓展北京一号小卫星在定量遥感方面的应用,开展辐射定标研究是非常必要的。在辽宁省盘锦市选择了两个地面定标场,于2008年5月23日北京一号小卫星过境的同时,进行了场地反射率和大气气溶胶观测,根据反射率基法,将这些参数带入辐射传输方程计算出卫星入瞳处辐亮度,与卫星多光谱传感器测量结果进行比较得到辐射定标系数。研究表明：①虽然所选择的定标场下垫面性质不同,但是获取的辐射定标系数差别不大,利用两辐射定标参数计算的辐亮度,差值不大于2 W/（m²·sr·um）;②两个定标场地对应绿、红和近红外3个波段的平均斜率分别为：1.455、1.289和0.684;截距分别为：-10.828、-9.102和-5.055。最后,根据先验知识,对利用辐射定标系数计算的像元辐亮度值进行了合理性分析。所获取的辐射定标参数可为相关领域定量利用北京一号小卫星数据提供参考,并弥补北京一号小卫星数据缺乏绝对辐射定标系数的不足。     

CBERS-02CCD图像中居民点用地信息提取方法研究

以前研究利用卫星图像对居民点用地信息提取的资料主要是Landsat TM、ETM 或者SPOT HRV数据,而利用中巴地球资源卫星CCD数据提取的研究较少。本研究利用中国资源卫星应用中心提供的CBERS-02CCD数据对居民点信息进行获取,对中巴卫星数据的推广应用具有一定的意义。由于不能直接利用中巴卫星数据进行归一化建筑指数(NDBI)计算以实现对居民点用地信息的提取,所以应探讨采用其他方法。首先,在对图像进行几何精校正以及投影和坐标系统转换预处理后,对图像中的主要地物光谱特征进行分析,再对图像进行归一化植被指数(NDVI)和归一化水体指数(NDWI)计算以扩大感兴趣地物与其背景的差异,确定合适的阈值从图像中提取植被、农田、水域、山体阴影、裸地和道路等背景信息,然后居民点用地信息通过去除以上背景信息的方法间接获取。最后,信息提取结果与2004年土地利用现状更新调查数据比较以检验提取结果的精度。经过精度检验表明,利用阈值分割法从图像中提取居民点信息的整体用户精度和制图精度分别达到81.4%和77.9%,该方法对获取1:5万及小于1:5万比例尺的居民点用地专题图制图精度较高,能够满足制图要求。     

考虑土壤水分影响的比辐射率方法在地表温度反演中的应用

地表比辐射率是确定地表长波能量平衡的一个关键参数,也是影响地表温度反演的主要因素,因此比辐射率的精确测定具有重要意义。地表比辐射率除了受地表覆盖类型的影响,与土壤水分含量也密切相关。本文针对MODIS通用分裂窗算法和Landsat TM/ETM+单窗算法,根据Mira等建立的土壤含水量和土壤比辐射率的经验模型,利用SMEX04试验中Arizona研究区的遥感数据和地面观测数据,探讨考虑土壤水分影响后的比辐射率信息在地表温度反演中是否能够提高其反演精度。研究结果表明:利用考虑土壤水分影响后的比辐射率所反演的地表温度平均误差(ME)和均方根误差(RMSE)均低于比辐射率未考虑土壤水分影响反演的地表温度,其中通用分裂窗算法反演的地表温度ME降低了1.0~1.5K,RMSE降低了0.4~0.8K;单窗算法反演的地表温度ME降低了0.7K,RMSE降低了0.9K。因此,基于土壤比辐射率与土壤水分关系模型的比辐射率修正方法能够提高地表温度的反演精度,并且敏感性分析的结果表明目前土壤水分遥感数据0.04cm~3 /cm~3 的误差对本文使用的考虑土壤水分获取地表比辐射率进而反演地表温度的方法影响不明显。     

自然资源要素综合观测指标体系探讨

为了实现自然资源的规范管理和高效利用,需要对其要素进行长期、连续、稳定的综合观测,从而获得相关的基础数据,掌握资源种类、数量、质量和资源间相互作用过程信息。由于目前中国没有形成统一的自然资源观测指标体系,导致不同区域间资源观测和管理存在差异,使得国家尺度上对自然资源的规范化管理和合理利用难以实现。因此,亟需构建一套适用于国家尺度、科学、系统、规范的自然资源要素综合观测指标体系。本文以解决认识自然生态变化规律、预判发展趋势的基础数据支撑能力不足问题为出发点,参考国内外现有观测（监测）指标体系,确立了自然资源要素综合观测指标体系建立和选取的基本原则;在自然资源要素分类的基础上,采用正、反演相结合、模块化等构建方法,建立了由36个归类模块、6个资源要素综合观测系统和若干个赋能模块构成的自然资源要素综合观测指标体系。通过建立大气-地表-地下多层次,个体-景观-区域多尺度的立体化综合观测网,获取自然资源要素数据,以期实现对自然资源的精细化管理、评价和利用。     

基于粒子群算法的电动汽车动力电池SOC估计误差校正方法

考虑到传统方法在校正电动汽车动力电池SOC估计误差时存在校正精度低的问题,提出了基于粒子群算法的电动汽车动力电池SOC估计误差校正方法。根据1阶RC模型和2阶RC模型的电路结构,推导得到动力电池等效电路的连续状态空间,结合动力电池输出电压与输入电流之间的数学关系,构建电动汽车动力电池等效电路模型,通过确定模型参数的更新区域,初始化处理参数识别程序,利用多元线性回归方法设计动力电池模型参数识别算法,利用粒子群算法计算动力电池SOC估计误差校正系数,实现电动汽车动力电池SOC估计误差的校正。实验结果表明,所提方法在恒流放电工况、电流剧变的FUDS工况和电流剧变的DST工况下,可以提高SOC估计误差的校正精度,从而减小了动力电池的SOC估计误差。     

基于混合像元分解的MODIS积雪面积信息提取及其精度评价——以天山中段为例

MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer)是现阶段积雪遥感监测及积雪水文学研究中积 雪面积信息获取的重要平台,但其空间分辨率相对较低,影像中混合像元现象普遍存在。本文以MOD02 HKM数 据为基础,通过线性光谱混合模型(LSMM,Linear Spectral Mixing Model)对研究区MODIS影像进行像元分解,从中 提取积雪面积信息,并进行精度评价。将线性光谱混合模型得到的积雪面积信息与美国国家冰雪数据中心提供的 MOD10A1日积雪覆盖数据影像进行对比分析。结果表明：利用线性光谱混合模型可以较好的分解出像元中积雪 面积信息,其分类精度达0.88;相同位置上MOD10A1的积雪分类精度为0.80。说明,对MODIS影像上积雪信息提 取来说,线性光谱混合模型的分类精度较高,具有较强的适用性。     

微波遥感机理模型研究进展

在全球环境变化的背景下,区域及全球尺度地表参数和能量循环的研究中迫切需要大范围、高精度的观测数据。随着遥感技术的迅速发展,遥感已经具备在全球尺度上精确监测地球系统中诸多要素的能力。特别是星载微波遥感系统,具备全天时、全天候的观测能力,且对多种地表要素特性十分敏感,已广泛应用在全球积雪、土壤水分与植被等地表要素的监测和定量反演之中。精确的微波机理模型是理解遥感观测、发展遥感反演算法以及提高数据同化系统中观测算子精度的基础和关键。近30年来,研究人员基于电磁辐射和散射理论及微波辐射传输方程,针对不同传感器参数特性进行了大量卓有成效的研究,建立了从单散射体、随机粗糙表面到积雪、植被等典型地物的微波散射、辐射机理模型,广泛应用于微波观测模拟和反演。文章对这一系列微波机理模型的研究进展进行了系统的介绍和评述。随着遥感数据的不断丰富和遥感建模及反演理论的深入发展,包括微波遥感在内的遥感手段将为地球系统的研究及应用发挥更为重要的作用。