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第五届海峡两岸遥感遥测会议

第五届海峡两岸遥感遥测会议

  • 召开年：2011
  • 召开地：哈尔滨
  • 出版时间： 2011-08

主办单位：中国地理学会

会议文集：第五届海峡两岸遥感遥测会议论文集

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  • 摘要：遥感图像变化检测技术是遥感信息科学的重要研究领域，是当前遥感数据处理技术的重要发展方向。本文从不同角度综述了遥感图像变化检测的技术与方法：首先从变化检测的流程的角度，其次从目前主要的变化检测方法的角度，最后结合当前遥感技术的发展以及新形势阐述了高分辨率图像下的新的变化检测的方法。
  • 摘要：遥感图像分类方法一直是遥感研究领域里的一项重要内容,可用于资源调查、气象预测、地图制作等众多领域。本文对遥感图像分类进行了综述，阐述了近年来一些典型的基于模式识别和智能式的遥感图像分类方法。最后展望了遥感图像分类的研究发展方向。
  • 摘要：位于我国西部的靑藏高原，素有世界屋脊之称，与南北极合在一起，被称为世界三极之一。鉴于青藏高原对全球气候变化的重要影响，早在上世纪40-50年代，已有一些物理学家倡导开始建立氧总量的观测与计算，但直到目前为止观测站点仍很稀少。本文利用卫星监测的TOMS和OMI遥感数据，建立了1979年到2008年整整30年的时间序列，在高原及其周边地区选出十个区域，研究高原大气臭氧总量和太平洋 SSTA海温之间的同期相关和后延相关。结果表明：1）1979-2008年期间，高原臭氧总量异常的年份，都发生在中强El Nino（厄尔尼诺）和La Nino（拉尼诺）年份附近，即在1982、1986、1997、1988、1992和1998这六年。2）高原低臭氧显著异常区在中强厄尔尼诺年位于高原的偏西部而在中强拉尼诺年则位于高原的偏东部。3）北半球冬季1月份的海温与青藏高原及其周边地区夏季6月的臭氧存在明显的正相关。4）高藏高原及其周边地区臭氧总量的异常变化，对揭示海温SSTA的变化特征以及强ENSO事件的演变规律都具有重要的指示意义。
  • 摘要：干涉雷达技术是传统雷达影像的进阶应用，主要系藉由同一目标物在两个不同卫星位置上雷达回波讯号之相位差来获取地表三维资讯。近年来干涉雷达技术常应用於欧美国家之地震、火山监测等天然灾害，在台湾集集地震前後的地表变形监测也有相当不错的成果。由於台湾地形陡峭，每年夏天又有台风等豪大雨冲刷，不仅使得地表变化快速，也带来大量灾害。故本研究以2009年8月8日造成南台湾严重水灾的莫拉克台风作为测试区，并使用日本ALOS PALSAR雷达卫星影像做为测试对象。因干涉雷达处理步骤繁多，过程复杂不易了解，本研究将以公用软体Doris或ROI为主，以灾前之影像对产制地形干涉影像，再以灾後之影像对产制变形干涉影像，将此两干涉影像进行差分处理，便可获得地表变形量。期藉由雷达干涉技术，能更清楚的了解当时地表变化的时空演变，使雷达影像干涉技术在天灾应用中更加成熟，有助於灾後重建工作。
  • 摘要：本文针对三维数码城市系统的拟真(photo-real st c)视觉模拟，提出一些能提升的技术建议。在模型建构和展示方面，利用现地拍摄的实景影像或视讯资料进行墙面纹理敷贴(facade texture mapp ng)，以达成拟真城市模型建置的目标，并提出一个整合图像运算和数位影像修补的方法以自动化或半自动化地去除并修补纹理影像的遮蔽。在效能提昇方面，则透过地形和房屋模型多重细致度(Level of Detal,LOD)的手段，降低资料传输和成像(render ng)处理的运算，以提高系统效能。
  • 摘要：区别于传统物理意义上的散射反照率，植被层等效散射反照率同时包括了植被层的总有效吸收和散射效应。该概念的提出克服了零阶模型在应用到高频或浓密植被时候会产生低估的现象，从而为扩大零阶模型的应用提供了可能。本论文依据北京师范大学车载多频率微波辐射计的观测数据，求算了棉花和大豆这两种典型农作物在不同频率下的等效散射反照率，并研究、分析了等效散射反照率随作物生育期的变化规律。
  • 摘要：在矿产资源开发状况和矿山环境遥感调查的基础上，选取自然地理、基础地质、矿山开发对环境的影响、与矿业活动有关的环境影响四个要素，根据地形地貌、降雨量、植被覆盖、区域重要程度等20个指标，采用要素指标加权分值综合评价方法，对地下开采地区矿山地质环境质量进行综合评价，并在评价的基础上对矿山地质环境进行合理分区。为后续开展矿山开发遥感调查工作时数据源选择上提供了参考，对在类似地区开展矿山开发状况与环境调查工作具有示范性意义。
  • 摘要：本文主要是对新疆地区第三次文物普查遥感考古成果专题制图中地图投影变换的方法进行探讨，建立两种不同空间投影下图形参数之间的关系，通过高次多项式的拟合，多次迭代求解出新投影系统下的文物点坐标。通过建立的这种空间联系，实现文物点在新疆各市县地图上的空间分布。
  • 摘要：影像匹配在遥测领域中是很重要的课题，传统的影像匹配是直接利用影像的灰阶关系来寻找共轭点，而现今则考虑其空间中的关系。多视窗匹配是考虑房屋有高差移位的问题，使得匹配视窗内可能存在墙面或是背景物，计算後相关系数会降低，匹配成功的机率也会跟着减少，因此利用多视窗的概念，让欲匹配的影像点可以有不同的摆放位置，以降低匹配视窗内容物不一致的可能。但在进行多视窗匹配之前，必须先确定房屋主轴的方向来当作匹配视窗的方向，同时，考虑到影像上的房屋区，不会只有单一的主轴方向，因此如何侦测出不同房屋的主轴方向在此研究中是相当重要之工作。本研究主要工作包含：（1）线特徵萃取，（2）主轴分析，（3）多重影像匹配，及（4）建立数值地表模型（Digital Surface Model, DSM）。首先，利用Canny演算法（1896）在主影像上萃取出特徵线，接着，利用萃取之特徵线进行房屋区块主轴的分析，第三，将特徵之地面高程范围反投影至影像上找出概略位置，并使用多视窗於房屋主轴方向进行影像匹配，利用改变高程之方式，计算匹配视窗内相关系数最高之高程位置当作该点之高程，最後，利用多重影像匹配後产生之高精度点云建立数值地表模型。研究之测试资料包含六张空间解析度为9公分的高重叠航空影像，其规格为60%同航带重叠率及60%跨航带重叠率。实验结果显示，在匹配时利用不同的房屋主轴方向进行影像匹配，可以让匹配时的相关系数变大，进而提高成功匹配的机率，其共轭点也较可靠。同时本研究利用平行运算的方式，减少大量计算的时间，提升影像匹配的效率。
  • 摘要：台湾地区抽取地水导致地层下陷尤以西部浊水溪冲积扇地区最为严重，且该处有台湾高速铁路通过，地层下陷已经造成环境的危险及威胁，所以对於下陷严重地区持续的进行观测是有其重要与必要性。雷达干涉技术利用雷达相位资讯进行地表变动观测萃取其资讯的有用技术，但以此技术可得到的是斜距方向的相位差，并非地表垂直或是水平位移的资讯，也就是在地表位移解算上存在着方位模糊的问题。过去多用单一斜距变量来观测地表变形，本研究结合昇、降模式差分干涉雷达技术观测，且提出加权最小平方的最佳求解法，求得三维方向位移量。先以模拟方式进行讨论，再使用实际影像资料进行解算。本研究使用日本ALOS上的L波段PALSAR星载雷达对於彰化云林地区2007年2月至2010年8月进行三维方向位移量解算，求解结果指出彰云地区地变形主要为下陷情形，最大下陷速率约为每年6.7公分，并将成果与水准测量结果比较。在未来建议结合多卫星多观测方位，与长、短时间间距对地层下陷区域做长时间监测。
  • 摘要：为发展静止轨道微波遥感探测技术方案，本文采用Katrina飓风的模拟结果，结合矢量微波辐射传输模式，正演模拟分析毫米/亚毫米波段大气温湿状况以及热带气旋中云雨粒子对上行微波辐射的影响。分析结果表明：冰态粒子的散射作用使得183GHz和380GHz水汽吸收通道以及118GHz和425GHz氧气吸收通道各频点的上行辐射亮温衰减，氧气吸收通道不仅能反映各层温度的分布，还对云中冰态粒子的存在有探测能力；118GHz通道对液态粒子特有的响应能力，显示了其作为降水反演频点的潜力，如果在相应的敏感频点设置探测通道将为提高静止轨道热带气旋探测能力带来希望。
  • 摘要：传统森林生长的观测(或评定),主要包含树高、胸径及树干形状,以多时期的实地观测推定材积生长曲线式与立木材积式；以遥测而言,观测方式则透过植被光谱反应特徵的时序性变化,以反应林木的生长状态,常用的遥测参数如NDVI、LAI或NPP等。本研究利用中尺度MODIS Leaf Area Index（LAI）产品进行台湾全岛森林生长评估,MODIS-LAI是以植被冠层的辐射传输模型为基础,推估冠层叶面积与单位面积的比值,亦是MODIS-GPP、NPP等植生生产量的上游产品,可评估时序性上,如季节或年度的森林生长的趋势。为验证MODIS-LAI是否能适用於地貌复杂的台湾地区,在台中与嘉义两点设置试验区进行LAI的实地测量。比对的成果显示,在台中试验区的成果相关性较高,在嘉义试验区相关性较低,由於受到MODIS中尺度解析度与异质性地貌的影响,因混合像元的因素不能直接反应较细节的地表资讯。考虑MODIS与样区实际量测两者实际上在空间尺度上的差异,利用高解析的SPOT影像做为桥梁来连结MODIS-LAI与实测LAI。透过SPOT-NDVI与实测LAI的相关分析,其相关性为0.91；经由换算所推估的LAI与MODIS-LAI两者绝对差异为0.015,实测LAI与MODIS-LAI,虽存有空间尺度的差异但仍能看出定性的趋势。为了解生态地理因子对森林生长的影响,以MODIS-LAI做时序上各地理气候区分析,以2010年MODIS-LAI演算成果为例,可看出其季节性生长趋势,其成果显示夏雨型气候的SE区中,LAI平均值最高,而恒湿型气候的NE区LAI平均值最低,差异的原因与其林相分布及气候条件有关。另针对平地造林的大富农场以四年期的资料做时序上的比对,可看出MODIS-LAI有缓慢上升的趋势,相符於平地造林的成果,亦符合森林生长的状态。实测LAI能反应出林木冠层的生长状况,且实测LAI与MODIS-LAI有定性上的趋势,便能透过MODIS-LAI规律的观测来评估森林的生长。
  • 摘要：在遥感应用领域，归一化差值植被指数(Normalized Difference Vegetation Index, NDVI)是目前最常用的表征植被生长状态和植被覆盖度的指标，时序NDVI数据广泛应用于全球与区域环境变化、植被动态变化、土地覆盖变化等方面的研究。受到云及大气条件和传感器自身因素的制约，虽然经过严格的预处理，时序NDVI数据仍包含很多噪声，影响其进一步的应用，因此需要采用时序NDVI数据集重建算法降低其中的噪声水平。本文利用基于傅立叶变换的时间序列谐波分析 (Harmonic Analysis of Time Series, HANTS)方法，重建中国地区2001–2009年16d合成的、空间分辨率为1 km的MODIS NDVI时序数据集MOD13A2，在此基础上反演植被覆盖度并对其进行线性趋势分析来研究植被覆盖年际变化特征，并针对退耕还林、退牧还草、京津风沙源治理等生态保护与恢复典型区域进行评价。
  • 摘要：土地覆盖数据是陆地表层过程研究的重要基础，土地覆盖类型的变化将影响生态系统的结构、功能及其他一系列的地表过程，如能量交换、水循环等。MODIS数据积累已有10余年，但其土地覆盖产品只包括2001-2004年。针对这一缺陷，本文提出一种利用已有产品提取分类特征，并将分类特征用于其他年份数据进行分类的方法。该方法首先利用MODIS土地覆盖产品和16天合成的时间序列NDVI、反射率数据，提取不同土地覆盖类型的分类特征，然后将分类特征应用到其它年份，并通过多源数据融合理论，将不同数据源进行融合，最终得到土地覆盖分类结果。论文利用青藏高原2003和2004年的数据进行试验，将2004年的分类特征应用到2003年进行分类，最后以2003年MODIS土地覆盖产品对分类结果进行验证，两者一致性较高，总体精度为80.36%，kappa系数为0.72。结果表明，论文提出的这种方法，可简单快速的对MODIS进行分类，且分类结果精度较高。
  • 摘要：干旱的演进过程必然伴随着气候、大气、地表状态的不断变化。反之，通过对气象和地表参数等诸多因子的变异过程的分析，亦可加深对干旱过程的认知。随着遥感观测技术以及反演理论的迅猛发展，目前已经能够获取较高时空分辨率的全球地表参数产品，把这些产品用于干旱过程的分析，可将原始的基于点的干旱监测模型向面上扩展，实现大尺度大区域的干旱动态监测。本文利用基于傅立叶变换的时间序列谐波分析HANTS方法，对中国及印度地区2001–2010年的MODIS NDVI时序数据集MOD13A2及MODIS LST时序数据集MOD11A2进行去云处理和时序数据集重建，得到时空连续的长时间序列的LST和NDVI数据，在此基础上提出了归一化温度异常指数NTAI和归一化植被异常指数NVAI，并结合月降水速率产品TRMM3B43得到的降水距平百分率，以2009年夏季内蒙古东部和印度北部干旱过程为例来监测干旱发展和演变过程。
  • 摘要：时至今日，台湾的历史航照数位典藏已经来到了一个划时代的里程。数位典藏资料必需符合空间、时间、资料格式标准才能有效查询加以应用。本文以提出共享平台的架构观念，让具有地理空间资料符合标准规范，应用以图资共享平台架构於历史航照空间标记进行阐述，历史航照空间标记之使用仍以过去传统的思维进行资料传递，使用相同的图资即需要将同样之基础图资复制数份，分别放置於个别的资讯系统中。虽然以此种方式建置之地理资讯系统具有个别独立运作的优点，但在进行基础图资更新或人员更替时，却往往需要耗费大量人力与时间进行重复的工作，且不利图资的分享与基础资料管理，如藉由引进图资共享架构观念并以地理资讯服务方式提供服务，更能有效管理图资服务处理并有效提升历史航照空间标记作业。
  • 摘要：遥感影像分类是从遥感影像中提取地表信息的一个重要手段，提高地表分类精度是利用遥感影像进行地表分类研究的重要目标之一。提高遥感制图精度通常从以下两个方面进行研究：（1）分类器的性能；（2）输入特征的选择和优化。目前，全球已有的地表分类产品如AVHRR，SPOT-Vegetation和MODIS，都是利用天顶观测的光谱信号，以及这些信号在一年中的时相变化为输入，生产全球尺度的地表分类产品，多观测角度的光谱信号对地表分类精度影响的研究很少。另一方面，随着多角度星载传感器的成功发射，如MODIS，MISR和POLDER等，为在全球或区域尺度上，研究多角度信号对地表分类精度的影响提供了条件。本研究将基于业务化运行的MODIS二向性反射和反照率算法，以及业务化运行的MODIS决策树分类算法（C4.5）,研究不同观测角度对地表分类精度的影响，对分类结果采用了基于误差矩阵的十重交互验证和假设检验的定性和定量的验证方法。结果表明，除了热点和冷点方向上，不同观测角度的MODIS多光谱信号，对地表分类精度的影响并没显著的差异，总体上，天顶方向的多光谱反射率适合地表分类的研究和应用。进一步的统计结果表明，不同观测角的分类精度和相应角度多光谱反射率的类内方差总体上呈负相关，而且这种统计关系在主平面后向散射方向更为显著。
  • 摘要：本文提出了一种适用于多基线干涉分布式卫星合成孔径雷达（SAR）的“同心环”编队构形设计方法。该编队构形以多基线干涉SAR的最优基线组合约束条件作为设计输入参数，通过设计雷达天线视角的控制规律，实现了分布式卫星SAR系统在轨道运行周期内任意时刻均满足最优基线组合约束条件的设计要求，为分布式卫星SAR系统通过多基线干涉SAR处理方法获得高精度的DEM产品提供了基础。通过计算机仿真，验证了该编队构形设计方法的有效性。
  • 摘要：东北地区是我国重要的粮食生产基地，其频繁发生的农业灾害严重威胁着我国的粮食安全和市场稳定。构建东北地区农业灾害多源多时相遥感动态监测体系，对我国东北地区农业灾害的研究至关重要。本文针对东北地区灾害特点及防灾减灾的需要，构建了东北地区农业防灾减灾动态监测体系，建立基于多源多时相遥感数据的灾害监测模型及预警体系。以黑龙江省甘南县雹灾监测为例，分析了基于植被指数分级的雹灾遥感监测，并简单介绍了后续的基于NDVI时间序列监测雹灾的研究。结果表明，基于遥感数据能够及时、准确得监测农业灾害，及时为有关部门了解灾情，减少灾害损失提供科学依据。
  • 摘要：收集点云的方式不再受限於光达，近期在网路已发展出一种2D影像转换为3D实境的技术，如Photosynth、 Autodesk Photofly、VisualSize等，此等技术只需利用数位相机，以不同角度，拍摄物体多张影像；若影像符合特徵匹配条件，即可快速建立待测物的三维虚拟实境与点云资料。本研究选用Photosynth技术，并且以地面光达蒐集点云资料，因此可采用两者的优势，不仅快速补足地面光达的点云密度，又可应用於地物3D模型的重建。实验过程中，利用众多可辨识的共同特徵点为控制点，以能保持点云资料原始几何特性的三维坐标转换模式，将 Photosynth的点云资料转换至光达点云资料；实际作业时，以三维正形转换为基础，改利用三轴比例尺皆不同的三维仿射转换公式，而行坐标转换；藉此探讨Photosynth点云资料的变形状况，及其应用於重建三维模型之可行性与准确度。研究成果显示，Photosynth点云资料经过三维坐标转换後，对於重建地物的三维模型颇有助益。
  • 摘要：本文针对海河流域不同下垫面的密云、大兴、馆陶三个站，根据Richards方程，对非饱和土壤水分运动规律进行研究。采用实测的降雨(雨量计)和蒸散发（EC观测）数据作为上边界条件，利用全隐式有限差分法，选择合适垂直离散分辨率，对建立的垂直方向上含根系吸水的非饱和土壤水动力学模型进行数值模拟，得到时间序列的土壤廓线。结果表明该模型表现较好，三个站模拟结果与观测的土壤水分数据的均方根误差(RMSE)分别为0.03127、0.0359和0.0409，与 HYDRUS-1D软件模拟结果（其与观测的RMSE分别为0.03759、0.0647和0.0467）相比，模型具有更高的精度。本文还分析了模型对于农田下垫面中间层次土壤含水率模拟结果不够理想的原因，认为可能是犁底层的存在阻碍了水分的运移，并提出了改善方案，得到的模拟结果有一定的改进。
  • 摘要：本世纪初，美国和欧洲气象卫星组织率先发展了红外高光谱大气探测仪器AIRS和IASI，相应地，高光谱资料的处理和反演方法研究也成为了各国气象卫星科学家们的工作重点。目前对于利用高光谱资料进行大气参数反演的难点主要表现在两个方面，一方面是对多通道、大数据量资料的快速处理，另一方面则是有云天气条件下的大气参数反演。本文所使用的双重回归反演方法，就是为了改进高光谱红外仪器在有云天气条件下的大气参数反演精度而发展的。该方法基于善于处理大数据量的特征向量回归方法，从而解决了多通道、大数据量资料处理难题；其另一大特点在于分别计算的三套统计回归系数，可以同时反演晴空、部分有云和等温晴空情况下的大气参数，一定程度上解决了有云天气条件下的大气参数反演难题。本文分别进行了晴空和晴空加云大气参数反演试验，试验研究结果表明:1）通过部分有云的二重特征向量回归反演方法获得的大气参数廓线在数量上远远高于晴空反演；2）在有云区域获得的大气参数廓线精度略低于晴空大气，但仍能够满足用户使用需求；3）通过系统的对有云区域云顶高度进行反演，发现云顶高度变化能够很好的反映云团和云系的发展，演变和移动方向。高光谱垂直探测仪器的多通道数据为我们反演大气垂直和表面参数提供了极其丰富的信息，如何利用好这些信息是一项任重而道远的工作任务。通过反演试验分析发现，二重回归反演方法适用于部分有云天气条件下大气参数的反演，精度也基本达到了预期目标。
  • 摘要：遥感技术可获得地表反照率、植被指数、地表温度、比辐射率、土壤水分等地表参数信息，正确认识这些地表参数对蒸散发的影响是蒸散发估算模型建立的重要基础。本文利用土壤-植被-大气传输模型，基于千烟洲试验站的地面观测数据，通过数据模拟的方法全面分析植被覆盖度、地表温度、土壤水分等参数对地表蒸散发的影响，并进一步分析其对土壤蒸发及植被蒸腾的影响。研究结果显示：在一定的大气条件下，土壤水分是限制地表蒸散发的重要因素，地表潜热通量随土壤水分变化大致可分为两个阶段，相对含水量小于某一临界值的近似线性增加阶段，和大于此临界值的基本保持不变阶段。总体上地表潜热通量是随植被覆盖度的增加而增大,与地表温度则呈现负相关。地表参数的变化对土壤蒸发及植被蒸腾的影响也呈现不同的特点，表层土壤水分主要影响土壤蒸发而对植被蒸腾没有太大影响，植被蒸腾主要受根区土壤水分的制约。在相同的强迫条件下，处于潜在蒸发的植被蒸腾要大于土壤蒸发。在同一土壤水分条件下，特别是土壤水分不充分时，由植被覆盖度引起的地表温度的变化对土壤蒸发影响不大。对于同一植被覆盖度，由表层土壤水分引起的地表温度的变化对植被蒸腾没有太大影响。
  • 摘要：叶面积指数(LAI)作为一个被广泛使用的植被结构参数，是遥感重点估算的植被冠层参数之一。相比其它植被类型LAI的估算，森林冠层LAI的遥感反演更为困难。针对这一难点，付卓等以黑河流域大野口林地观测点为例，发展了融合光学多光谱多角度遥感数据和机载激光雷达数据反演林地冠层LAI的方法(Zhuo Fu et al，2011)。在此基础上，本文进一步研究解决从激光雷达数据提取MODIS像元尺度的植株密度和高度空间分布的精度问题，研究将有限机载激光雷达覆盖区获取信息应用于周边林区的方法，以提高利用光学数据反演林地冠层LAI的精度，进而得到大野口地区整个森林区域的叶面积指数分布图。最后，将反演结果与 MODIS LAI现行遥感数据产品以及实测的LAI数据进行了比较及验证。
  • 摘要：静止气象卫星具有时间分辨率高，观测角度固定等特点，在地表温度反演、地表辐射平衡及能量平衡的研究中具有非常重要的地位。地表温度是表征地球表面能量平衡和气候变化的重要指标，也是研究区域和全球尺度陆地表面气候、生态及水文过程的关键参数。本研究首先利用定标后的FY-2C/SVISSR静止气象卫星数据，并借助极轨卫星MODIS数据，根据SVISSR的分裂窗特性，利用普适的分裂窗地表温度反演算法反演了时空连续的地表温度产品，并将反演结果与实测数据进行了比对验证。
  • 摘要：2010年是我国重大地灾频发的一年。在遭受重大损失之后，地灾防治成为政府、专家学者以及民众关注的热点。基础调查工作薄弱、技术手段落后、专业队伍建设滞后、资金缺乏、理论研究乏力、气象预警粗放以及地灾概念认识上的偏差等是造成当前地灾防治总体被动的原因。其中，技术手段的落后导致底数不清居于首位。因此，要提高地灾防治水平，扭转地灾防治的被动局面，应先从更新技术手段做起。以遥感技术主导地灾调查，摸清现状。在现有群测群防网络基础上，采用包括遥感技术的高技术含量监测手段。同时，其它管理层面、地灾认识层面、以及理论研究等层面也要同步跟进，以免出现短板效应。
  • 摘要：作为一种无法抗拒的自然灾害，地震对人类造成的危害往往较大。我中作为一个地震频发的国家，抗震减灾的工作十分重要，面临的工作难度和工作量也不小。地理信息系统（Geographic Information System,简称 GIS）技术由于具有快速、宏观、工作周期短、空间分析能力强、受其他因素影响小等特点，近年来越来越多地被用于地震灾害的防治和减缓中。本文结合GIS技术的功能特点，阐明了其用于防范、减缓地震灾害的优越性，并按照地震监测与预报、震害预测与防御、应急救援、灾害评估、灾后重建等地震灾害发生的不同阶段，综述了当前GIS技术在地震灾害中的应用现状，并分析了目前GIS技术用于地震灾害防范与减缓中的存在问题与前景。
  • 摘要：近年来，青藏高原地区的水热平衡成为关注的焦点，而地表温度是重要的输入参数之一。被动微波遥感在地表温度反演上已经取得了一些进展。本研究重点对被动微波数据反演地表温度算法做不同下垫面的地面验证和分析，包括Mao（2005），Richard（2003），Zhao（2011）三种算法。研究表明，Richard（2003）的单通道算法能够适应低矮植被地区，反演精度高；Zhao（2011）在裸土地区的反演精度更高；而Mao（2005）出现了低估的情况。研究中同时发现三种算法的绝对误差随时间序列呈现相同的波动趋势，考虑受到降雨的影响，降雨量大的时候，可以看到误差会变大，降雨之后，土壤水分逐渐减小，误差随之减小，但是与土壤水分的直接变化没有很好的相关性。
  • 摘要：三维地表模型之重建可经由卫星立体像对之处理而达成，随着卫星影像解析度提升，模型精度亦可望提高。不同卫星影像间共轭点之匹配可用以重建地表三维资讯，然而使用不同卫星影像时，我们将遭遇不同解析度的问题。因此本文提出处理多重解析度卫星影像匹配以建立三维地表模型之方法。本研究流程主要分成五个步骤：(1)建立工作坐标系统，(2)特徵点萃取，(3)影像投影，(4)多影像匹配，及 (5)高程内插以建立三维地表模型。在第一个步骤中，若测试区有已知的地面控制点，可使用地面控制点做为模型之坐标系统；若无地面控制点，可配合卫星轨道资料另选取共轭点考虑高程以建立一组相对的坐标系统。在影像匹配部分，对主影像进行点特徵萃取，将萃取之特徵点进行光线追踪法找寻概略地面位置，再反投影至其他副影像预估匹配区域。接着使用物空间之匹配概念，改变高程值以相关系数最高之高程为该点地面高度；在此以影像金字塔，从低解析影像逐步处理至高解析影像。最後将匹配取得之地面点云进行内插，并将新建立之DSM使用在下一次叠代中，同样重复步骤2至步骤5持续迭代至DSM高程不再变化。本篇使用测试区域为钓鱼台主岛，测试资料有一幅GeoEye-1、二幅WorldView-1和二幅IKONOS-2影像。因在此测试区域中无地面控制点资料可使用，故以像空间中之视差估计高程之误差，实验成果显示，即使在影像品质不佳之情况下使用多解析影像建制数值地型模型仍可达到约5.3公尺之高程精度。
  • 摘要：利用空载设备进行拍摄时，能够快速获得大范围的高解析度影像，因此被广泛的应用於土地变迁监测与防灾规画等用途。为了能快速的展示空载倾斜摄影的拍照成果与范围，以利空载影像的後续应用，本研究针对附有GPS与INS空载设备所拍摄出的空载倾斜摄影影像，分为以下两部分进行探讨：第一部分将讨论如何计算空载倾斜摄影影像拍摄时所涵盖的地面范围，并在Google Earth平台上展示涵盖范围的框线，第二部分则是将空载倾斜摄影影像透过方位参数的计算直接套叠於Google Earth平台上，而不需要经过校正程序。经由本研究之实验成果显示，本研究成功的将空载倾斜摄影成果整合於Google Earth平台中，整体的规画可让使用者能够快速的应用倾斜摄影影像於救灾与历史影像的比对等应用。
  • 摘要：本文选取处于中国北部的干旱/半干旱地区作为研究区域，使用北方干旱-半干旱地区协同实验观测集成研究中12个台站的长波地表观测数据作为验证数据对MODIS地表温度产品进行验证。验证中地表宽波段比辐射率的获得则通过两种方法：一种是通过ASTER光谱库获得；另外一种方法是通过MODIS热红外波段反演的V5的窄波段地表比辐射率来获得宽波段比辐射率。再基于斯特凡-玻尔兹曼定律和热辐射传输原理获得地表温度数据，对 MODIS地表温度产品（MOD/MYD11A1）进行精度的验证。并对在验证中两种获得地表宽波段比辐射率不同方法的验证结果进行了对比，给出了地表宽波段比辐射率对验证结果的敏感性分析。结果表明：MOD/MYD11A1在中国的干旱/半干旱地区的精度偏低，其平均误差小于2K，而平均绝对误差约在2-3K之间。两种方法获得的比辐射率验证的结果一致，而对宽波段地表比辐射率不同站点的分析表明，在本验证过程中，宽波段比辐射率是不敏感的参数。
  • 摘要：叶面积指数(LAI)的地面验证是LAI反演方法研究及LAI产品验证的重要部分。近年来，国际上在全球主要大洲开展了多个针对主要植被类型的大型观测项目，提出并逐渐完善了基于基本采样单元(Elementary Sampling Units，ESU)的二级采样(Two-stage)策略，形成均匀地表至不均匀地表、高分辨率至中低分辨率的逐级验证策略。二级采样策略在广泛应用的同时，如何针对非均质地表布设ESU并没有一个有效的方法，尤其是针对非均匀的中低分辨率混合像元验证时，ESU的布设方案结果将直接影响验证结果。本研究重点针对非均质的中低分辨率像元的验证中如何布设ESU的问题，提出了基于先验知识的ESU布设方法，并使用不同均匀程度的地表作为模拟场，分析对比方法的精度及稳定性。结果显示，本文提出的采样方法用NDVI先验知识来表示亚像元信息，在草地、森林地区的试验中，精度与稳定性均远远优于传统的随机采样、均匀采样、基于分类图的采样三种采样方法，且精度与稳定性均随采样点数目的增加而稳步提高，在采样点数目为64时，在三类研究地区的最大偏差分别为0.12,0.02,0.16，能基本满足LAI地面验证的精度要求。基于此分析结果，本文提出的采样方法为大尺度非均质区域像元LAI真值获取提供了一种有效的高精度获取地面真值的方法，为LAI地面验证的采样方案设计提供了一种新的思路。
  • 摘要：先验知识在应用二向反射率反演地表反照率时有着重要的作用，对于空间BRDF（双向反射分布函数）采样能力缺乏的星载传感器，利用地表各向异性反射作为先验知识，是精确估算地表反照率的一个重要策略。不同下垫面BRDF特征存在明显的差异，各向异性平整指数（AFX）较好地指示地表基本散射类型的变化，本文通过AFX的大小，将地表73组观测数据在红和近红外波段分别划分成5组，通过观测数据与先验数据的最小二乘拟合及核驱动模型得到地表反照率。通过随机选择73组数据内的若干点，对此方法进行了验证，并计算了黑河实验WIDAS飞行数据玉米地的反照率。结果表明，先验知识能够较好的限制空间内BRDF形状，近而能够精确反演地表反照率；AFX有效指示BRDF形状，同时其也是判定反常结果的重要指标。AFX和先验数据的联合，对如何利用地表先验知识反演地表反照率提供了有益的尝试。
  • 摘要：在飞航路径规划时，考虑房屋区之分布并选择最佳的摄影位置为一重要议题。就一个具有大比例尺地形图的都市而言，可快速建立其积木模型，进而可用於规划飞航路径。航空照片之重叠分为同向重叠与侧向重叠。实务上的作业，同向重叠率可高达80%到90%，侧向重叠率则依其飞航路径决定。因同向重叠率甚高，故侧向重叠率为真实正射影像中遮蔽区域之多寡的重要因素。本研究提出一以房屋遮蔽区最小化的观点，辅助航线规划的策略。在有房屋模型的条件下，针对双向重叠率进行分析，以量化之方式辅助航线规划，提升航线规划之自动化程度与合理性。
  • 摘要：提出一种最小化高斯马尔可夫能量的超分辨制图模型，主要步骤包括以下三个方面：（1）高精度获取混合像元中地物的组分含量，作为超分辨制图的初始条件和约束条件；（2）建立基于高斯马尔可夫能量最小模型的超分辨率制图模型，描述各像元以及像元内子像元的空间位置关系；（3）利用模拟退火算法解算模型，从而获得混合像元中各个子像元的空间位置优化配置，实现低分辨的高光谱遥感影像的超分辨率制图。利用真实的数据验证了本文提出的超分辨率制图方法，结果表明本文的方法能有效地提高子像元制图精度。结合基于空间相关最大化和GMRF能量最小化的多目标优化方法，能够使得像元间和像元内的空间相关都达到最大，取得更高的制图精度。
  • 摘要：植被是陆地生态系统的重要组成部分，植被散射和衰减的研究对进一步研究全球气候变化，深入了解陆地生态系统的内在规律具有重要意义。用离散的方法对植被层进行建模时，将植被层看作是不同朝向、不同形状的介电散射体组成。A.K.FUNG等人提出了两种计算植被层内单个散射体衰减截面的方法：前向理论法和能量守恒法。本文主要结合车载多频率微波辐射计开展的典型植被（棉花和大豆）覆盖地表的地基观测实验，通过模型模拟结果与辐射计观测数据的对比，实现对能量守恒和前向理论两种衰减特性计算方法的定性分析和评价。
  • 摘要：净长波辐射是地表能量收支平衡的重要组成部分，是陆面和大气模式重要的输入参数。地表净长波辐射由大气下行长波辐射和地表上行长波辐射两部分组成。估算下行长波辐射和上行长波辐射的方法有很多种，各有其优缺点。基于遥感产品的长波辐射估算方法在不同地表类型和海拔高度等区域内的适用性是一个值得探讨的问题。本文利用MODIS数据分别对基于遥感产品的晴空下行长波辐射和上行长波辐射估算方法进行验证并比较，从而对不同的估算方法进行评价。初步的验证结果显示：(1)估算地表下行长波辐射的各模型对不同地表类型估算的精度有所不同，但具有相同的规律，即对于农田和沙漠估算的精度较高，草地的估算精度次之，森林略差。 (2)9个下行长波辐射估算的温湿度模型中，Idso2模型，Prata模型，Wenhui-D模型和Angstrom模型效果较好。 (3)对于上行长波辐射估算结果“地表温度-发射率模型”估算精度相对于Wenhui-U模型估算精度较高，但对于极地冰盖地区只有Wenhui-U模型能够对上行长波辐射进行估算。
  • 摘要：当前作物生长状况的遥感定量表达方式还有待进一步完善。本研究在遥感和气象数据的驱动下，基于作物光能利用和生产潜力的理论，构建叶面积差异指数算法，通过遥感反演与模型模拟的链接，获取作物大田LAI与高产田LAI差异信息，建立作物长势遥感监测的叶面积差异指数。通过与NDVI、遥感反演LAI和模型模拟LAI参数的比较分析，叶面积差异指数体现了作物群体现实生长状况与当地光温条件群体生长状况的差异，能为生产管理者提供当前作物生长状况处于怎样的水平，与最好能够达到目标的差距。从大田实地的叶面积差异指数验证结果表明，叶面积差异指数可以在时间和空间上定量体现棉花群体生长态势，评价近期气象条件和栽培耕作条件对长势的影响程度，其中，最为突出的作用是叶面积差异指数值在大于“1”时，可以指示棉花群体“旺长”的苗情。虽然，叶面积差异指数在参数化和算法上需要完善之处，但该指数可以实现作物长势状态的遥感定量诊断，将遥感监测的共享产品推延到具备行业监测意义的个性产品上，对遥感监测结果应用于作物大田肥水管理有直接的指导作用。
  • 摘要：叶面积指数(Leaf Area Index, LAI)是森林监测中的关键参数，是表征植被冠层结构特征和生物物理过程的最基本参量之一，反演LAI对于研究陆地生态系统及其过程具有重要意义。本研究选择甘肃省黑河流域大野口地区作为实验区，基于2008年8月的SPOT5影像反演研究区森林LAI。针对地形起伏较大的山地研究区，本研究在对SPOT5多光谱影像预处理时，在正射校正、辐射定标、大气校正的基础上，对比了地形辐射校正前后提取的地表反射率并计算多种植被指数信息。对地面采样的同步LAI数据与植被指数进行相关性分析，建立两者之间的多种回归统计模型，通过对比模型的判定系数确定研究区LAI反演的最佳模型。该反演模型在另一组实测LAI数据验证通过的基础上，生成研究区的森林LAI分布图。本研究通过对比分析SPOT5影像地形辐射校正前后建立的回归模型的精度，表明经过地形辐射校正可以得到精度更高的森林LAI反演结果，从而说明了地形辐射校正对于基于统计模型方法进行山区森林LAI反演的必要性。
  • 摘要：在建立仿真房屋模型时，房屋纹理的敷贴是一个重要的步骤。随着数位相机的快速发展，让资料的获取变的更便利。研究中利用数位相机获取大量资讯丰富的高重叠近景影像，但是在获取资讯的同时有严重的前景遮蔽问题，因此，如何获得无遮蔽墙面纹理是目前需要克服的问题，所以本研究目的为利用高重叠影像获得无遮蔽墙面纹理。本研究中分为四个部份：(1)方位求解，(2)产生三维点云，(3)侦测遮蔽区，(4)影像填补。首先要计算相机率定和计算方位参数，固定相机的焦距拍摄多张高重叠的觇标影像，以计算相机的透镜畸变差及像主点偏移量。再利用积木模型所得的控制点，加上目标影像间的共轭点，建立影像的方位参数。第二步，利用匹配的概念计算影像中共轭点的三维座标，产生三维点云，吕延所提出的特徵萃取方法可以快速提供大量的特徵给多影像的匹配，在匹配的同时采多视窗(Center-Left-Right)匹配，提高匹配的正确率。接下来，从光谱以及几何的方式分析影像，以区块的方式辨别房屋纹理及前景遮蔽物；几何方面，利用三维点云所在位置判断景物的距离，而在光谱方面，将影像做光谱上的分类，使每个像元有自己的类别。在综合光谱及几何条件後，可获得无前景遮蔽的房屋纹理。最後是影像填补，第三步骤後，我们拥有数张无遮蔽房屋纹理影像，使用副影像对於主影像做填补，即可获得可能完整的房屋墙面纹理影像。在本研究中，如果无法拍摄所有的墙面纹理资讯，将无法产生完全无遮蔽的房屋墙面纹理。
  • 摘要：基于MODIS反射率数据，建立水体、植被、土壤和积雪四种地物的波谱库。利用该波谱库和多端元线性光谱混合分析（MESMA）方法提取亚像元中的水体。通过和利用同一时间TM数据的水体提取结果对比，其相对误差最小为为0.485%，最大为2.23%，平均误差为1.509%，证明该方法可提高利用中等空间分辨率遥感数据进行湖泊水面积提取的精度。通过对多时相数据进行处理，可得到湖泊水面积一年中随时间变化的过程。
  • 摘要：在矿山环境质量评价中，往往要选择多个环境要素和环境因子一起参与评价，各因子权值的确定显得很重要。本文在探讨层次分析定权法的基本原理和工作程序的基础上，运用C++语言编程实现了层次分析定权法确定权值，大大方便了矿山环境评价中权值的确定，然后进行了实际运用，结果表明，层次分析定权法合理，可行。
  • 摘要：本研究使用2006年至2009年，共计4年的日本气象厅(Japan Meteorological Agency ,JMA)最佳路径资料配合卫星微波频道(TRMM Microwave Image ,TMI)的海水表面温度(Sea Surface Temperature ,SST)的资料以及中尺度成像光谱仪(Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer , MODIS)的叶绿素(Chlorophyll)资料来观察，台风来临前以及台风过後SST及叶绿素的变化情形。结果显示，如果台风强度越强，风速越快，海表面温SST下降量也会增加。且若台风急转弯，则SST最大温降有增加的趋势。台风对SST的影响短则1个星期内，长则2个星期以上才会回复到背景值。台风的强度对於叶绿素浓度较无明显的影响。且台风若停滞不前，则叶绿素浓度要回复到背景值的时间会增加。影响时间至少需8天才能回复到背景值，至多则要1个月以上之久。台风路径较靠近陆地时，叶绿素浓度会大幅提升且变化也较为剧烈。其原因可能与河川注入，或者是陆棚的底部营养盐受到台风的搅动，而影响浮游植物的成长。
  • 摘要：本文讲述从搭载在中国第二代极轨气象卫星“风云三号”A星(FengYun3A,FY-3A)上的可见光和红外辐射计(Visible and InfraRed Radiometer,VIRR)获取的中红外和热红外数据反演地表比辐射率(Land Surface Emissivity,LSE)，研究区域为中国的西部地区，包括青藏高原、塔里木盆地和天山山脉，时间段是2009年9月。在辐射传输理论的基础上，VIRR/FY-3A的第3波段(3.74μm)、第4波段(10.8μm)和第5波段(12.0μm)数据的大气纠正使用MODTRAN和ECMWF数据；借助温度无关的波谱指数(Temperature Independent Indices of Emissivity, TISIE)概念，实现了地表温度(Land Surface Temperature,LST)和LSE的分离。首先，从VIRR/FY-3A L1B数据提取经纬度坐标、辐射值和观测角度数据，以0.02 o的经纬度空间分辨率重采样至研究区域，并进行大气纠正；然后，从大气纠正后的数据中反演得到二向反射率，并用RossThick-LiSparse-R二向反射率模型进行描述；接下来，根据RossThick-LiSparse-R模型和基尔霍夫定律，反演得到VIRR/FY-3A第3波段LSE；最后再次基于TISIE概念，计算得到VIRR/FY-3A第4和5波段LSE。反演结果显示，反演得到的中红外波段二向反射率随角度变化，并能够用RossThick-LiSparse-R模型进行很好地描述。对于整个研究区域，VIRR/FY-3A第3波段比辐射率从0.53变化至接近1.0，而VIRR/FY-3A第4和5波段LSE从0.814变化至1.0。LSE大小依赖于地表覆盖类型：裸土区域的LSE较低，而植被区域的LSE较高。本文研究结果与以前的研究结果基本一致。
  • 摘要：表面粗糙度是影响土壤在微波波段发射和散射辐射的主要因素之一，对主被动微波遥感研究与应用有着重要的作用。但是，由于微波后向散射还受介电特性、穿透深度等因素的影响，在微波遥感应用中往往难以单独考虑介质表面粗糙度，给参数估算与反演带来了一定的困难。而在可见光、近红外波段，粗糙度作为土壤表面重要的结构参数之一，直接影响着土壤的二向反射分布特征。因此，本研究尝试利用多角度观测信息，反演土壤表面粗糙度，探索将光学和微波遥感数据相结合估算地表参数的新方法。为模拟不同粗糙度条件下土壤表面像元的二向反射分布特征，本文建立了裸露土壤表面反射几何光学模型。假设裸土像元由随机分布于平坦表面的土壤颗粒组成，将土壤颗粒近似为半椭球体。并尝试利用多阶段目标决策方法对模型进行反演，估算土壤颗粒的几何结构参数，进而计算土壤表面均方根高度，作为表面粗糙度的衡量指标。最后，利用地面实测的多角度数据对模型及反演方法进行了验证，结果表明利用光学遥感估算土壤表面粗糙度的方法是可行的。
  • 摘要：卫星资料在数值天气预报中已经得到广泛应用并显著提高了数值预报的准确率。然而由于受云和降水的影响，超过97%的卫星资料被同化系统剔除。因此开展适用于云雨大气的快速辐射传输模拟研究是当前卫星资料同化的一个重要研究方向。RTTOV模式是欧洲数值预报中心开发的应用于同化系统的快速辐射传输模式。2005年ECMWF发布了RTTOV-V8.7版本，加入了快速散射辐射计算模块，实现了同化云雨卫星观测资料的可能。本文利用RTTOV快速辐射传输模式，针对2008年“凤凰”台风进行微波探测器AMSU-B窗区通道的快速微波辐射传输模拟。水凝物输入信息由中尺度数值模式WRF的预报场获取。选取不同启动时间的预报结果进行亮温模拟，分析其对模拟效果的影响，并与实际观测亮温进行比较；进一步分析了各种水凝物对亮温的敏感性,并对其偏差影响进行了统计分析。
  • 摘要：根据国家电网的规划，“十二五”期间国家将投入5000亿建成“三纵三横”特高压交流骨干网络和特高压直流输电工程，但是自然灾害、极端气候等将严重威胁特高压线路的安全和稳定运行。传统的输电线路监测技术如人工巡检、直升机巡线、航空数字摄影巡线等，存在监测范围有限、限制条件多等不足。合成孔径雷达卫星遥感技术不受云雾天气的影响，可以全天时、全天候工作，前期研究显示雷达遥感技术可以用于监测灾害条件下输电铁塔及线路的安全状态。本文针对特高压交流示范工程湖北段3m分辨率TerraSAR条带模式影像进行分析论证，分析了SAR卫星的成像特点，研究了特高压输电导线的目标散射特性和成像特征，针对输电导线的反射特点，通过实地测量数据及相关信息，分析了其反射的特征。
  • 摘要：本文利用携带有CERES和MODIS的TERRA AQUA卫星所获得的联合探测资料以及地面台站资料，分析黄土高原地区有沙尘区域和无沙尘区域云的微物理特性。对2004年沙尘天气个例分析，结果表明，在黄土高原地区沙尘气溶胶的出现会使云的冰晶核直径、云的光学厚度、云中云水路径、云的有效粒子半径减小，使有效云顶温度增加。经过分析得知，沙尘天气增加了大气中的气溶胶，也增加了云凝结核的数目，导致小云滴浓度增大，云滴半径显著减少，影响云滴碰并，从而阻碍降水的发展，抑制了降水。此外，沙尘云集中在较小的云粒径、云水路径和光学厚度范围内,而较大的云粒径、云水路径和光学厚度值在纯云区出现的频率远高于沙尘云区，这在一定程度上可以作为区分沙尘云区和纯云区的参考因子。研究证实沙尘气溶胶粒子浓度的变化会影响云的微物理特性，进而改变降水形成的物理过程和降水量分布。
  • 摘要：都市规模随时代演进而变化，其中，主要因子为房屋的新建与拆迁。为了解都市之长时间变化，本研究整合多时序地形图分析各时期房屋分布与面积变化，以供都市规划、环境观测与相关决策支援之用。本研究内容包含(1)地形图数化，(2)位相关系建立，(3)变迁分析。地形图数化部分，由於历史地形图多为类比式纸张资料，故需经扫瞄成数位影像後，建立坐标系统并描绘房屋轮廓线。位相关系建立部分，将房屋轮廓线予以封闭并产生位相关系，以获取房屋多边形，同时将过小区块视为杂讯予以滤除。变迁分析部分，将目标区分成数个子区以分析房屋平面位置与形状变化情况，以分布图展现平面变化，折线图展现多时序房屋面积变化。本研究以以台北市为例，欲分析之时间轴横跨40年，包含1969、1991、2002、2005与2007五个时间点，由研究成果显示，藉由蒐集历史资料并予以加值及整合後期资料，可供直观式的都市分布变化展现，并由各时期房屋面积变化分析都市变迁特性。
  • 摘要：采用Geodatabase空间数据模型，设计广西遥感本底数据库内容、逻辑层次组织结构、存储方式、存储参数，并根据数据管理的需要设计广西遥感本底数据库功能结构，采用基于组件对象(COM)开发方式，运用 ArcEngine二次开发工具，在.Net开发平台下，开发面向用户的统一的管理应用平台，实现广西遥感本底信息的分类、区、时相查询、空间分析、统计和下载等多元化科学管理。
  • 摘要：最优越野路径分析需要综合考虑地形、植被、土质和土壤水分等地表条件。由于土壤水分具有动态变化的特点，通过野外观测很难得到区域内土壤水分的动态变化，最优越野路径分析一般很少考虑土壤水分因素。使用国际分布式水文模型比较项目（DMIP）提供的试验数据，采用分布式水文模型（DHM）计算实验区内土壤水分的分布及其变化；然后根据土壤水分、土壤质地和地形条件，按照美国陆军工程兵团的ATTACC-RCI模型分析装备越野机动的能力，得到最优越野路径。结果表明，在一定的条件下，土壤水分对越野路径的影响不可忽视；通过分布式水文模型计算得到土壤水分状态及其变化，能够改进传统最优越野路径分析模型，提高最优越野路径分析结果的可靠性。
  • 摘要：本文针对2010年11月内蒙古兴安盟科右前旗雪灾情况作简要的降水条件分析，利用气象台站的积雪深度观测值，利用MOD10 Snow Cover产品，生成内蒙古东部地区积雪深度分布图，实现了点数据向面状数据的转换。由于积雪深度受降雪量大小、地形坡度坡向等多因素的影响，表现为不连续分布。本文利用 MODIS1B数据，选择最优通道，利用统计建模的思路，与地面数据加以比较，对积雪深度分布状况进行综合分析，实现了连续插值数据向空间分布数据的转换，有效的提高了雪情监测信息深度、覆盖程度的精度，加强了GIS和遥感在雪灾评估等气象学上的应用。
  • 摘要：台湾地区位处亚热带地区，夏季受台风豪雨侵袭，加上位处板块运动活跃处，造成地形变化甚剧，尤其在台风豪雨後河道地形都会产生很大的变化；目前以空载光达技术所制成的数值地形，具有足够可靠的解析度、精度、便利性，并可以滤除建物与树木遮蔽，还原原始地面形貌，能确实符合地质与地形之分析研究。2008年兰阳溪地区即经历卡玫基KALMAEGI、凤凰FUNG-WONG、辛乐克SINLAKU、蔷蜜JANGMI等四次重大台风事件，河床地形变化甚剧，因此本研究利用两次空载光达测制之数值地形资料，分析比较台风事件前後河床地形以及河道输砂之变化。研究成果首次展示空载光达系统，在大流域面积测制河道地形上的极佳应用，於台风季节前後产制不同时期之数值地形资料，并应用高程差值之地形计量方法，计算在台风季节前後河道地形之变化，研究结果显示空载光达高解析数值地形模型资料应用在河道地形变迁以及沈积物体积变化量计算，可以得到极佳的成果。
  • 摘要：物候信息是研究植被与气候、环境间关系的重要资料。近年来，开展了大量利用时序遥感数据提取植被物候信息的研究，并逐渐提出了不同于传统物候期定义方式的基于遥感的物候表达，但基本上是基于特征点的静态信息表达，而缺少对物候动态过程的定量化表达。本文在总结植被物候遥感研究的基础上，首先提出植被物候的扩展定义方式和提取方法。一方面，通过物候特征对物候信息进行总体描述，另一方面通过生长速度曲线对物候信息进行定量化、细节表述。结果表明：物候特征和生长速度曲线分析可以分别在整体和细节上对植被物候进行清晰、准确地描述，并且与传统物候观测现象相一致。
  • 摘要：地表蒸散影响着地表水分和能量的输送，在水文、气象、地理等诸多领域占有重要地位。我国自主研发运行的中国环境与灾害监测预报小卫星星座（简称HJ星座）数据具有较高的时间分辨率和空间分辨率，在遥感领域有广阔的发展空间。本文利用HJ-1A/B数据结合Grapes气象数据，以黑河流域为例，应用SEBS模型和Priestley-Taylor模型结合Ts-NDVI空间，对HJ-1A/B数据在区域蒸散量估算上的应用进行了探讨。将两模型得到的结果与GLDAS数据对比，两种模型估算的蒸散量在数量级上与GLDAS结果一致。 Priestley-Taylor模型结合Ts-NDVI空间所得到的值与GLDAS结果比较接近。表明，HJ-1A/B数据可以应用于黑河流域蒸散量估算。
  • 摘要：通过对NOAA热红外亮温与野外安装气象观测站接收的气温、地温（-0.2m、-0.5m、-1.5m、-2m）进行不同方式的对比研究，分析了卫星热红外观测到的亮温的变化特征，探讨了亮温与地表气温、不同深度地温之间的关系。结果表明：①卫星热红外亮温观测，由于受天气、云层短周期因素变化影响，日变曲线呈现高频突跳特征，但按最大值拟合出的亮温曲线有较好的年变变化规律；②亮温、气温及-0.2m地温三者之间呈现很好的相关性。亮温、气温、-0.2m地温的极值几乎同时段出现，都符合季节变化。分析表明，亮温能够真实地反映地表温度的变化情况，能够为利用卫星热红外亮温提取地震异常信息提供可靠准确证据。为理解不同观测属性及其相互关系，以及更好地在地震监测应用中提供了基础。
  • 摘要：雪盖信息是影响地表能量平衡、水循环过程最重要的要素之一，无论对于区域性气象、水资源、陆地水文过程、农田与灾害监测，还是全球气候研究都是十分重要的。尤其是近几年我国发生的南方大范围降雪事件，对雪盖的准确监测提出了更高的要求。一般的极轨卫星雪盖产品受云影响较为严重，被动微波数据虽然能排除云的干扰，但是空间分辨率一般较粗。静止卫星相比于其他卫星，有着高时间分辨率的优势，可以为雪盖监测提供更多信息。本文利用2010年1月份GOES-12静止卫星可见光、中红外和热红外3个波段数据对美国东部地区进行雪盖信息提取，探讨了静止卫星数据对雪盖监测的实际应用。利用SI指数（Snow Index）和决策树分类对每日雪盖信息进行提取，经过时相稳定测试等检验合成每日雪盖图。该方法用于雪盖监测判识，较好地解决了云的影响，最大限度地获取地表真实信息并提取雪盖范围。同时，对于判识结果，融合AMSR-E雪盖产品进行进一步的分析。以NOAA/NESDIS IMS雪盖产品作为验证数据，对判识结果进行评价。目前我国在轨运行的静止卫星包括FY-2D和 FY-2E，同GOES静止卫星相比，其拥有类似的5个波段，但由于FY-2D/E定标和精度上仍存在一些问题，直接应用GOES算法进行中国区域雪盖监测还有待进一步探讨和研究。
  • 摘要：利用2000-2008年5月9日-6月9日的MODIS数据对Ts-NDVI特征空间干旱监测方法的不稳定性进行系统分析，以中国重要的粮食产地黑龙江省为研究区，分析了Ts-NDVI特征空间的结构及其干、湿边参数的年际变化特征，利用基于Ts-NDVI特征空间的植被温度状态指数（VTCI）及相应时空尺度的土壤相对湿度、降水量，对Ts-NDVI特征空间干旱监测结果的年际变化规律进行了分析。结果表明：相同地表不同年份的Ts-NDVI特征空间结构年际变化较大；特征空间边界的截距和斜率呈相反的时间变化趋势，干、湿边截距和斜率的年际变化都较大，湿边表现尤为明显，不稳定性更高；特征空间与降水量和土壤相对湿度的相关性年际变化都较大，变化规律基本一致，特征空间结构特征越不明显的年份，相关性越差，这种不稳定性给干旱监测带来较大偏差，使年际间干旱监测结果的可比性降低。
  • 摘要：以黑龙江省巴彦县为研究区域，实测了黑土区大田条件下，大豆冠层高光谱反射率与叶绿素含量数据，对光谱反射率和微分光谱与叶绿素含量进行相关性分析，并运用一元回归法、多元逐步回归法和BP神经网络法建立了大豆叶绿素含量的反演模型。研究结果表明，大豆冠层叶绿素含量与一阶微分光谱数据的相关系数明显比光谱反射率的高，最敏感的波段为750 nm，相关系数达到0.73；多元逐步回归预测模型的精度优于一元回归模型，确定性系数达到了显著性水平，可以用于大豆叶绿素含量的速测；神经网络模型优于多元逐步回归模型，对叶绿素光谱反射率微分光谱来说，当隐藏层节点为5时，R2为0.94，RMSE=0.78，预测结果趋于稳定，确定叶绿素光谱反射率神经网络模型为最优模型。研究结果对于提高黑龙江省大豆长势监测与遥感估产、保障千亿斤粮食工程、保护我国大豆安全具有重大的理论与现实意义。
  • 摘要：目前，基于全极化SAR数据的变化检测研究尚处于起步阶段，传统的针对多光谱遥感影像的变化检测方法是否适用于全极化SAR数据的变化检测，如何充分利用全极化SAR数据蕴含的丰富特征来检测提取地表变化信息，都是值得深入研究的问题。因此，本文以L波段全极化ALOS PALSAR数据为例，研究探讨了各种不同的雷达极化特征应用于城市区域土地覆盖变化检测的有效性和可靠性。实验结果表明，利用全极化SAR影像的极化特征，可以将大面积的地物类型发生变化的区域检测出来，尤其对人工地物与自然地物间的变化较为敏感，检测结果总体精度可达到84%，Kappa系数为0.7148，充分说明了SAR极化特征用于城区土地覆盖变化检测的可行性和有效性。同时，相对于光学影像变化检测来说，利用SAR极化特征进行变化检测可以减少因季节不同而引起的“伪变化”所造成的不利影响，但是建筑物的排列朝向会对变化检测结果造成一定的干扰。
  • 摘要：起源于大气和海洋科学的陆面数据同化能充分利用陆面模式和不同来源、不同时空分辨率的观测数据获得陆面变量的最优估计。作为陆面数据同化系统的预报算子的陆面模式，通常考虑了模式网格的陆面次网格非均匀性，在数据同化过程中如果忽略观测资料的次网格非均匀性，这必然会破坏陆面模式的次网格框架，同化结果将存在极大的不确定性。本文基于通用陆面模式CLM和集合Kalman滤波算法，就考虑和不考虑观测资料的次网格非均匀性两种情况分别设计土壤湿度同化方案，并通过同化试验对其进行比较，探讨观测资料的次网格非均匀性对同化结果的影响。同化结果表明：考虑观测资料的次网格非均匀性的同化方案的效果要优于不考虑观测资料的次网格非均匀性的同化方案；考虑观测资料的次网格非均匀性的同化方案不仅能够提高那些有观测信息的土壤层的土壤湿度的模拟精度，还能在一定程度上改善那些没有任何观测信息的土壤层的模拟效果。因此，考虑观测资料的次网格非均匀性的同化方案是合理的。
  • 摘要：作为重要的地表覆盖类型之一，城镇对于微波像元总体辐射的影响不可忽略，进而影响到利用被动微波遥感进行陆表参数反演的精度。本文在射频干扰影响的评价与去除的基础上，利用AMSR-E卫星数据提取了城镇在低频通道的微波发射率。在研究区土壤水分反演中利用线性模型去除了城镇的影响，经过大面积的地面实测数据的验证，去除城镇影响后土壤水分的反演结果有明显的改善。
  • 摘要：通过理论模拟和实验观测的方法对微波对冻土的穿透深度进行了研究。首先，从测量的角度提出了微波对冻土的穿透深度的定义。基于冻土的介电常数模型和土壤的非相干微波辐射模型，分析了穿透深度随观测角、电磁波的频率和极化、初始含水量、冻土的物理温度等参数的变化。结果表明：冻土的物理温度（Ts）和电磁波的频率（f）是影响微波对冻土的穿透深度的主要因素。进一步，基于模拟数据建立了以Ts和为自变量的微波对冻土穿透深度的经验模型。
  • 摘要：森林生物量的遥感估算是全球气候变化研究的重要组成部分。随着遥感技术的发展，利用陆地卫星光学数据对森林生物量进行大范围研究已经成为现实。最优的森林生物量反演需要通过一种方式最详细的得到森林的垂直结构信息，这只能通过实地测量才能达到这样的精度，目前还没有一种传感器可以达到这种要求实现高精度的森林生物量测量。但激光雷达数据能够提供最为精确的森林三维结构参数信息，成为估算森林生物量的最佳传感器。在本文中，选定甘肃大野口实验区，分别使用激光雷达，SPOT和TM数据对实验区的森林生物量进行了反演研究。通过激光雷达数据分别与SPOT和TM数据的联合反演，我们得出在实验区 LiDAR数据和TM数据协同反演森林生物量具有更高的精度。最后，利用LiDAR数据和TM数据建立的森林生物量反演模型反演的得到了实验区的森林生物量分布图。本文研究的结果再次表明，激光雷达是最好的树冠高度和生物量估算的单一传感器。同时，得出LiDAR数据和光学遥感数据协同反演时，并不是光学遥感数据的空间分辨率越高得到反演结果越好的结论。
  • 摘要：本文使用小兴安岭温带森林机载遥感-地面观测同步试验获取的机载激光雷达（light detection and ranging，LIDAR）点云数据和地面实测样地数据估测了典型森林类型的各组分生物量。从激光雷达数据中提取了两组变量（即树冠高度变量组和植被密度变量组）作为自变量，并采用逐步回归方法进行自变量选择。结果表明：激光雷达数据得到的变量与森林各组分生物量有很强的相关性；对于三种不同森林类型（针叶林、阔叶林和混交林）生物量的估测结果是针叶林优于阔叶林，阔叶林优于混交林；不区分森林类型的各组分生物量估测与地面实测值也显着相关，相关系数在0.8以上。
  • 摘要：水稻营养水平是判断作物长势与估产的重要标准，生理参数是反映作物营养水平的指示器，对于水稻研究有重要意义。本实验区位于黑龙江省水稻主要种植区，测试了水稻植株全氮含量、冠层叶绿素浓度、叶面积指数与地上部分干生物量，提取各生理参数的反射光谱特征，建立了水稻不同生理参数光谱预测模型。分析得出：全氮含量在485～702nm波段与反射率呈极显著相关，相关系数为0.6；叶绿素浓度在659～675nm波段内与水稻冠层反射率显著相关，最大相关系数为0.4；叶面积指数与近红外波段（>760nm）之间相关系数达到0.6的极显著相关水平；全氮与叶绿素预测模型决定系数R2为0.7、叶面积指数的多元逐步回归模型精度（R2）为0.8，模型精度良好，满足实际监测要求；叶面积指数预测模型的均方根误差（RMSE）值为0.4，模型稳定，表明叶面积指数是水稻孕穗期内的最佳观测生理参数。试验结果为东北地区水稻长势监测与估产提供技术支持与理论依据。
  • 摘要：针对被动微波反演土壤水分中，模型忽略植被内部多次散射的局限。将光线跟踪原理的双矩阵（Matrix Doubling）算法应用到植被覆盖地区的地表辐射以及植被与地表之间多次散射问题。这种方法可以有效的弥补模型的缺陷，但需要参数较多且形式复杂，很难被直接应用到模拟计算和土壤水分反演中。针对这些问题，本文将基于双矩阵（Matrix Doubling）的算法进行简化。分别考虑植被内仅存在一次散射、两次散射、三次散射以及多次散射的情况。将散射矩阵和传输矩阵表达式简化，利用野外楸树林实验得到的植被参数进行模拟，得到C波段(6.925GHz)、 X波段(10.65GHz)和Ku波段（18.7GHz）的总发射率、植被发射率和传输率。并将模拟得到的亮温数据与野外实验中的实测数据进行比较，发现散射阶数越高与原始模型越接近，而且当仅考虑两次散射时与原始模型的差别已经很小。

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