最新刊期
      2007 年 第 卷 6 期

        基础理论

      • 姚延娟,刘强,柳钦火,李小文
        2007(6): 763-770. DOI: 10.11834/jrs.200706104
        摘要：叶面积指数（Leaf Area Index）可用来反映作物的生长状况,常作为主要指标应用于农作物估产。本文研究遥感中常见的混合像元问题对LAI反演所带来的不确定性问题。研究的混合像元由两种情况构成,一种是由不同长势的作物所构成的混合像元,另一种情况是由不同端元形成的混合像元。结果表明,不同长势形成的混合像元对LAI的准确反演影响不大;不同组分形成的混合像元对LAI反演影响很大。从验证的角度讲,地面实测点的LAI数据不能代表一定分辨率区域的LAI的值,对于像元LAI的验证要注意正确获得像元的LAI。  
        关键词：混合像元;叶面积指数;反演;不确定性分析   
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        发布时间：2021-06-10
      • 张永红,张继贤,刘明军,林宗坚
        2007(6): 771-777. DOI: 10.11834/jrs.200706105
        摘要：星载合成孔径雷达构像方程是地理编码、立体测量、影像定位等几何处理的基础。本文首先讨论了构像方程的参数选择,在充分考虑轨道物理模型及摄动力影响的基础上,提出了一套改进的轨道模型参数。从距离方程及多普勒方程出发,详细推导了包含轨道模型参数及成像处理参数的星载SAR构像方程。作为构像方程的一个具体应用,本文研究了星载SAR影像的轨道精化问题。将构像方程线性化,对每个地面控制点列出误差方程,可以用类似于航空影像的空间后方交会的方式精确求解轨道模型参数。试验中从1∶5万地形图上量取了5个地面控制点,对一景Radarsat SAR影像进行了轨道精化。比较发现,头文件提供的轨道与精化的轨道之间有约2km的位置差异,用精化的轨道数据得到了高精度的几何校正结果。它间接地表明了轨道精化算法的正确可行。  
        关键词：星载合成孔径雷达;构像方程;轨道模型参数;轨道精化   
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        技术方法

      • 徐宏根,马洪超,李德仁
        2007(6): 778-786. DOI: 10.11834/jrs.200706106
        摘要：本文对SOM神经网络算法进行改进,在标类的过程中采用3个策略加以控制,对初始产生的自组织映射图进行调整。通过改进,那些映射到可靠神经元的像素得到了很好的分类,而那些映射到不可靠神经元的像素都被作为不可分像元而提取出来。继而,从混合像元分解的角度来对这些不可分像元进行处理,按类型分解的思想确定混合像元的类别,实现对不可分像元的分类。将SOM神经网络和混合像元分解相结合的分类方法应用于高光谱图像的分类中,通过实验表明了该方法能较好地改善分类效果,提高分类精度。  
        关键词：高光谱影像分类;SOM神经网络;混合像元分解   
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      • 戴尔燕,金亚秋
        2007(6): 787-795. DOI: 10.11834/jrs.200706107
        摘要：用多方向飞行的全极化SAR图像可能提取特定三维目标的高度与位置信息,进而实现目标物的几何立体重构。全极化SAR图像数据与单极化SAR相比,可以选择多种极化组合数据,提供对于特定目标几何特征敏感的数据类型,通过多方向飞行SAR图像反演该目标或目标群的高度与位置信息。本文用两幅相向飞行的PI-SAR（日本机载极化与干涉SAR,X波段、1.5m分辨率）图像,提取日本仙台电视塔高度、日本东北大学建筑物群的立体重构。  
        关键词：多方向飞行;全极化SAR;目标高度;目标立体重构   
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        发布时间：2021-06-10
      • 张永胜,杨凤凤,孙造宇,梁甸农
        2007(6): 796-802. DOI: 10.11834/jrs.200706108
        摘要：结合星载寄生式干涉合成孔径雷达（InSAR）的工作原理及高稳定频率源的工作特性,给出了时间和频率同步误差模型。基于该误差模型,分析了时间和频率同步误差对干涉相位的影响,首次推导了同步误差导致的信号去相关。基于星载寄生式InSAR系统的空间几何关系和图像信号模型,详细分析了热噪声、模糊、量化噪声、基线、方位向、配准误差及体散射等去相关效应,给出了考虑上述全部去相关因素时系统的相对测高精度,并仿真分析了以Envisat为主星的寄生式InSAR系统在ASAR雷达7个不同波位下的相对测高性能。理论分析和仿真结果表明,在合理选择轨道和雷达参数的前提下,系统可以达到很好的测高精度。  
        关键词：星载SAR;寄生式InSAR;同步误差;去相关;性能分析   
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      • 陈权,李震,王磊,魏小兰
        2007(6): 803-810. DOI: 10.11834/jrs.200706109
        摘要：欧空局ERS1/2卫星上的风散射计（WSC）,分辨率是50km,4天内能覆盖全球超过80%的范围,并可在多角度下对地物目标进行观测。本文研究利用该散射计数据估算土壤水分的方法。首先,利用基于ERS散射计数据建立的全球C波段雷达后向散射系数数据库,根据传统的几何光学模型（GOM）,反演得到与土壤含水量密切相关的法线方向Fresnel反射率,并与两个采样点（安多和那曲）上的实测降雨量及土壤水分相对比,证明了ERS散射计数据与土壤水分的高相关性;第二步,以水云模型为基础,结合AIEM模型,发展了一种简化模型来估算土壤水分绝对值,分别利用气象站实测点数据和同时期的Basist湿度指数（BWI）进行验证,表明反演结果能较好反映土壤水分的空间分布状况。  
        关键词：后向散射系数;土壤水分;ERS风散射计;AIEM模型;水云模型   
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        发布时间：2021-06-10
      • 钱永刚,葛永慧,孔祥生
        2007(6): 811-816. DOI: 10.11834/jrs.200706110
        摘要：本文将距离加权运算运用到卷积运算上提出了改进的图像镶嵌算法。该算法针对重叠区域图像边缘灰度之间的差异,考虑到中心像元与周围像元之间的相关关系,即临近像元效应,因而需要采用一定的方法来消除或减小这种影响效应,基于空间分析方法给出了像元权重因子的求解,确定出了周围像元对中心像元灰度的影响。之后运用此权重因子采用卷积距离加权算法实现了影像的无缝镶嵌。文中最后对算法在时间和视觉效果上做出了一定的评价。经与其他3种镶嵌算法分析对比,该算法简单易行、耗时少、效率高,达到了良好的视觉效果。  
        关键词：影像镶嵌;卷积;距离权重;空间分析   
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      • 吴艳琴,吴雄斌,程丰,柯亨玉
        2007(6): 817-825. DOI: 10.11834/jrs.200706111
        摘要：从X波段船舶雷达记录的连续雷达图像中,可以获得海浪频谱和海流的信息。在不存在海洋表面流的情况下,雷达图像的三维频谱分布在由静水色散关系确定的平面轨迹上。海流的存在会使三维频谱的能量分布产生相应的多普勒频移,对此频移进行最小二乘拟合,可以确定海流的大小和方向,进而得到有向浪高谱。本文基于通用的海浪谱和方向函数,在考虑阴影调制的情况下仿真海面X波段雷达图像序列,分别对无海流和有海流作用下的三维频谱进行了数值模拟,通过海流产生的多普勒频移拟合出海流,并获得二维图像谱。最后分析了McMaster大学X波段雷达的实测定向海面回波数据,获取了海浪的一维图像频谱。  
        关键词：X波段雷达;傅氏变换;海浪谱;海流   
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      • 朱秀芳,潘耀忠,张锦水,王双,顾晓鹤,徐超
        2007(6): 826-837. DOI: 10.11834/jrs.200706112
        摘要：准确的遥感农作物类型识别和种植面积统计,不仅仅取决于不同分类方法的选择,同时还要看输入分类器用以学习的训练样本数据,训练样本对分类精度的影响比分类技术本身对测量精度的影响还要大。训练样本对测量精度的影响包含样本的质量和数量两个方面。为了探讨训练样本对农作物种植面积测量精度的影响,本文以小麦为例,选择典型试验区,利用较常用的TM遥感影像,结合高分辨率SPOT数据和野外GPS数据,在构建标准训练样本和检验样本数据集的基础上,在不同训练样本量下,分别对光谱角制图、平行六面体、马氏距离、最小距离、最大似然和支持向量机6种方法进行了多次试验,并对测量结果进行了对比分析。研究结果表明:①不同样本量下6种方法10次测量的结果存在不同程度的波动,而且地块越破碎的地区波动越大,但这种波动随样本量的增加会减少,说明目前在小麦面积测量中,用单次分类的结果作为最终的提取结果的做法存在一定的随机误差,在实际的工作中,应尽可能多的获取训练样本,以提高小麦面积测量的稳定性,同时利用多次测量结果求均值的方式,来消减或者抵消测量的随机误差;②相同样本量下,各种方法测量出的全区和破碎区的小麦像元个数（总量）不一致,种植结构复杂且破碎的地区,各种方法测量出的小麦面积总量差异会更大,说明不同方法对同一地区小麦的识别能力是不同的,同种方法对于不同地区小麦的识别能力也是不一样的,但是通过分析小麦识别的产品精度和用户精度,可以判断出哪个结果最接近于真实总量。  
        关键词：小麦;种植面积;训练样本;样本数量;TM   
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      • 刘晓云,王振松,陈武凡,李小文
        2007(6): 838-844. DOI: 10.11834/jrs.200706113
        摘要：有限混合模型FM的分级聚类已广泛应用于不同领域,然而,它的计算复杂度与观测数据的平方成正比,因此,在海量数据方面的应用就受到了限制。另一方面,多光谱图像数据中同时包含有空间和光谱两类信息,但大多数基于像素的多光谱图像聚类方法,仅使用了其频谱信息而忽视了空间信息。本文提出了一种新的基于广义有限混合模型GFM的分级聚类方法,该算法把MRF随机场和GFM模型结合在一起,分类数可以通过PLIC准则自动确定。算法在执行过程中,采用K均值聚类方式获得过分类图像,分级聚类从过分类图像开始,代替原来从单点类开始的方式,这样可以方便获取GFM模型成分密度的初始参数。最后,采用由Gibbs采样器生成的仿真测试图对算法的精度进行了定量评价,通过与K均值聚类和FM聚类的比较说明了本文算法的优越性,同时用荷兰Flevoland农业地区的极化SAR图像验证了本文算法的有效性。  
        关键词：FM模型;广义Gaussian混合模型;Markov随机场;EM算法;AHC聚类   
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        发布时间：2021-06-10
      • 陈霞,崔恒建,杨华
        2007(6): 845-851. DOI: 10.11834/jrs.200706114
        摘要：在遥感反演中,通常假设反演参数和模型误差的先验分布服从正态分布,这个假设通常不太符合实际。为此,本文提出由Bootstrap方法估计反演参数和模型误差的先验分布的方案。同时对先验数据按照地物分类,统计假设检验表明将先验知识分类的合理性。最后,以RossThick-LiTransit核组合的线性核驱动BRDF模型为例,用NOAA-AVHRR观测数据对使用Bootstrap方法的反演算法进行试验,并与正态假设下的Tikhonov正则化反演和Bayes反演结果比较,说明对先验知识分类和使用Bootstrap方法的遥感反演方法能明显减小参数反演结果的不确定性,提高其可信度。  
        关键词：遥感反演;Bootstrap方法;先验分布;后验分布;假设检验   
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      • 胡德勇,李京,陈云浩,张锦水
        2007(6): 852-859. DOI: 10.11834/jrs.200706115
        摘要：滑坡预测在防灾减灾工作中具有重要意义,它包括空间、时间预测两个方面。基于统计模型进行区域评价与空间预测是滑坡灾害研究的重要方向,但是预测结果往往依赖样本数量和空间分布等。本文以马来西亚金马伦高原为研究区,选择高程、坡度、坡向、地表曲率、构造、土地覆盖、地貌类型、道路和排水系统作为评价因子,探讨运用地理信息系统（GIS）和遥感（RS）获取与管理滑坡灾害信息,以及热带雨林地区湿热环境下滑坡空间预测的方法。支持向量机（SVM）和逻辑（Logistic）回归模型分别应用于滑坡空间预测,结果显示平均预测精度分别为95.9%和86.2%,SVM法具有较高的描述精度,值得推荐;同时,基于SVM模型的滑坡空间预测受样本影响较小,预测结果相对比较稳定,这对于滑坡灾害区域评价与预测的快速实现具有实际意义。  
        关键词：金马伦高原;滑坡空间预测;SVM;Logistic回归   
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      • 牛生丽,唐军武,蒋兴伟,郭茂华,宋庆君
        2007(6): 860-867. DOI: 10.11834/jrs.200706116
        摘要：HY-1A卫星是中国第一颗海洋遥感卫星,水色水温扫描仪（COCTS）是其主要探测器。由于各探测单元的信号响应特性不同,导致COCTS数据含有大量条带噪声。这严重影响了图像的质量和可视性,对资料的定量化应用也是十分不利的。为了解决这个问题,本研究采用矩匹配及直方图匹配法,对COCTS数据进行条带消除。结果表明,两种方法都是有效的,能够在消除条带的同时保持数据原有的物理意义,并避免细节特征的丢失。但是从整体效果看,直方图匹配法更好一些。本研究的结果同样适用于其他以并扫方式获取数据的遥感器的条带消除。  
        关键词：探测器响应差异;条带消除;矩匹配;直方图匹配   
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      • 谢东辉,王培娟,覃文汉,朱启疆,王锦地,吴门新
        2007(6): 868-874. DOI: 10.11834/jrs.200706117
        摘要：在大量的植被冠层遥感模型中,辐射度模型作为一种计算机模拟模型具有很多优点,它对理解植被—辐射相互作用过程和研究植被冠层辐射机理具有重要的理论价值。传统的辐射度模型假设冠层内叶片为朗伯体。但随着对叶片特性的深入研究发现,叶片的反射特性不能单纯的看成是理想漫反射过程。为了消除传统辐射度模型的朗伯假设,完善辐射度模型,本文利用Phong光照模型模拟叶片表面非朗伯（镜面反射）部分的分布特性,在基于真实结构冠层场景的辐射度模型（RGM）的基础上,增加了叶片镜面反射分量的计算。文中以玉米冠层为例,比较并分析了叶片的镜面反射分量对冠层辐射分布的影响。最后,从辐射度模型原理出发,进一步推导得出了计算冠层镜面反射分量的辐射度公式,从理论上证明了在可见光—近红外区的冠层镜面反射分量与波长无关。本文使用的方法具有简单、易于实现的特点。经过扩展后的辐射度模型既保留了传统辐射度模型的优点,又增加了该模型的功能和模拟范围。  
        关键词：辐射度模型;二向性反射率因子;镜面反射;Phong模型;玉米   
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        发布时间：2021-06-10

        遥感应用

      • 王圆圆,陈云浩,李京,黄文江
        2007(6): 875-881. DOI: 10.11834/jrs.200706118
        摘要：通过人工田间诱发不同等级条锈病,在不同生育期测定了36条感染不同严重程度条锈病的冬小麦冠层光谱及相应叶片的生理生化参量。对测定的冬小麦红边一阶微分光谱进行分析,发现随着病情严重度的增加,红边一阶微分的前峰（700nm附近）越来越明显,后峰（约在725—740nm）越来越不突出,以红边一阶微分的双峰特征随病情指数的变化为基础,设计了两个新型的红边参数:DSr和Ar,它们可以分别用来描述红边一阶微分光谱曲线的陡峭度和不对称性,与其他常用的红边参数（红边位置、红边一阶微分最大值,红边一阶微分所包围面积）相比,新参数反演病情严重度的精度更高。  
        关键词：高光谱;红边;条锈病;病情指数   
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      • 祝民强,刘德长,赵英俊
        2007(6): 882-890. DOI: 10.11834/jrs.200706119
        摘要：微烃渗漏遥感探测的机理主要是建立在烃类微渗漏异常地球化学表征和形成的基础上。本文主要依据Schum acher（1996）和Saunders等（1999）提出的烃类微渗漏异常地球化学原理和模型,以鄂尔多斯盆地伊盟隆起东部为研究区,以多光谱遥感和航空放射性遥感为探测手段,分别利用氧化铁指数（TM3/TM1）、亚铁指数（TM5/TM4）和黏土化指数（TM5/TM7）来识别Fe3+氧化物、Fe2+氧化物和有机质、黏土化和碳酸盐化的相对富集区,同时用矿物组合图像来增强显示上述信息。综合亚铁指数（TM5/TM4）分割图像、矿物组合图像、航放铀、钍、钾信息及钍归一化铀指数等信息,提取了研究区微烃渗漏地段。研究表明,研究区存在两条Fe2+氧化物和有机质相对富集区带。一条为与库布齐沙漠走向近于一致的北部近东西向带,它与石油部门发现和描述的油气渗漏区域基本一致。另一条为泊海子—准召—新庙不连续的北西向带,它的北界与泊海子—准召断裂展布基本一致。在垂直中部北西向微烃渗漏带的剖面上,清晰显示亚铁指数（Fe2+）、航放测量铀（U）、钍归一化铀（Ud）为正异常;氧化铁指数（Fe3+）、航放测量总道值（Tc）和钾（K）、钍归一化（Kd）为负异常的特点。研究认为地表还原带是由油气微渗漏形成的,推测受断裂、裂隙带控制的、主要由油气微渗漏形成的还原带对东胜铀矿带形成聚集起了重要作用。  
        关键词：鄂尔多斯盆地;伊盟隆起;微烃渗漏;遥感探测;铀成矿   
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      • 历华,曾永年,贠培东,黄健柏,杨凯,邹杰
        2007(6): 891-898. DOI: 10.11834/jrs.200706120
        摘要：目前利用单通道热红外遥感数据反演地表温度的方法有大气校正法、单窗算法和普适性单通道算法,使用这3种算法反演地表温度时的一个关键问题就是需要获取大气参数。目前大气参数的获取主要根据近地表（地表2m左右的高度）的大气水分含量或湿度和平均气温的观测值来估计,这种方法只能获得个别点上的数据,而无法获取面上像元尺度的大气参数。本文利用多源遥感数据的优势,首先利用MODIS近红外数据,在像元尺度上获取温度反演中所需大气参数——大气水分含量,再利用同时相的Landsat ETM+影像,采用Jim啨nez-Mu oz和Sobrino的普适性单通道算法反演地表温度。研究结果表明,多源遥感数据的综合应用是城市地表温度反演的有效途径与方法,可获得较合理的地表温度反演结果。  
        关键词：多源遥感数据;地表温度;大气水分含量;MODIS;Landsat ETM+   
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      • 黄建文,鞠洪波,赵峰,陈巧,马红
        2007(6): 899-905. DOI: 10.11834/jrs.200706121
        摘要：本文以张家口退耕还林工程的新造经济林为例,提出了一种利用高分辨率遥感技术监测新造林成活率及长势的方法。主要采用面向对象的信息提取技术提取退耕地新造林的树冠信息。开发了基于树冠分布图的树冠因子提取程序,计算树冠因子,统计造林成活率,从而掌握新造林地的现状。最后,根据实际测量的数据进行误差检验,由遥感数据自动提取的树冠冠幅平均误差为:东西冠幅为0.337m,南北冠幅为0.433m;计算新造林成活率的精度达到了89.837%。为退耕还林工程科学,高效的管理及决策支持提供了依据。  
        关键词：高分辨率遥感;快鸟图像;退耕还林;面向对象的信息提取;树冠;成活率   
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        发布时间：2021-06-10
      • 王璐,蔺启忠,贾东,石火生,黄秀华
        2007(6): 906-913. DOI: 10.11834/jrs.200706122
        摘要：本文利用实验室实测的土壤反射光谱以及铅、镉、汞等重金属元素数据,进行土壤重金属元素含量快速预测的可行性研究。本文利用偏最小二乘回归方法,研究了反射率（R）、一阶微分（FDR）、反射率倒数的对数（lg（1/R））和波段深度（BD）等对预测精度的影响,对这几种光谱指标预测土壤重金属含量的能力进行了分析和评价,同时分析了多光谱数据估算土壤重金属元素含量的可行性。结果表明,反射率倒数的对数lg（1/R）是估算土壤重金属元素含量最好的光谱指标,尤其是Cd和Pb,检验精度R超过0.82。有机质、铁锰氧化物和黏土矿物对土壤重金属元素的吸附是可见光—近红外—短波红外光谱估算其含量的机理。多光谱数据同样具有估算土壤重金属元素含量的能力,但实际数据则要考虑多种因素的影响。  
        关键词：反射光谱;光谱指标;土壤;重金属   
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        发布时间：2021-06-10
      • 岳文泽,吴次芳
        2007(6): 914-922. DOI: 10.11834/jrs.200706123
        摘要：城市化的一个重要表现就是不透水面分布比率的上升,城市内部不透水面分布是城市生态环境的一个重要指标。对于规模较大的大城市,采用高性价比的中等分辨率影像,获取不透水面的分布,是当前国际研究的一个热点。本研究利用Landsat 7的ETM+影像,在线性光谱分解的技术上,提取了上海市的不透水面分布并对其空间特征进行了分析。研究揭示,ETM+影像对于城市尺度的信息提取,其成本是较低的;对于城市地域来说,利用植被、高反照度、低反照度和裸露的土壤四种最终光谱端元的线性组合,可以较好地模拟ETM+波谱特征,而除了水面以外的高反照度、低反照度两种最终光谱端元,可以较好地表达城市不透水表面信息。结果显示,利用中等分辨率影像对上海中心城区不透水面分布提取的精度还是令人满意的,总体上,上海市不透水面分布比率较高,不透水面分布的空间差异进一步揭示了城市土地覆被空间结构以及城市空间扩展的差异性。  
        关键词：V-I-S;光谱混合分析;不透水面;上海   
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        发布时间：2021-06-10
      • 李晓松,李增元,吴波,高志海,白黎娜,王琫瑜
        2007(6): 923-930. DOI: 10.11834/jrs.200706124
        摘要：油蒿群落覆盖度是判断毛乌素沙地荒漠化程度严重与否的直接指标,其信息的准确获取有助于更为合理的荒漠化监测与评价。本研究以Landsat ETM+为数据源,深入探讨了光谱混合分析过程中影像预处理、端元选取、光谱混合模型选择及光谱混合分析结果分析等关键问题,给出了恰当的解决方案,进而进行了油蒿群落覆盖度的提取,并通过野外实测数据对提取结果进行了验证。验证结果表明:基于光谱混合分析技术提取的油蒿群落分量与实测油蒿群落覆盖度线性相关显著,相关系数为0.88,因而研究区的油蒿群落覆盖度可以通过油蒿群落分量的线性变换得到。因此,光谱混合分析是提取毛乌素沙地油蒿群落覆盖度的有效技术。  
        关键词：油蒿群落;光谱混合分析;端元;毛乌素沙地   
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        发布时间：2021-06-10
      • 钱峻屏,黎夏,叶嘉安,艾彬,刘凯,陈晓越
        2007(6): 931-940. DOI: 10.11834/jrs.200706125
        摘要：土地覆盖的短期时空变化模式研究,对土地覆盖的快速、动态监测具有重要意义,也是遥感研究的新热点。本文利用2000—2001年的时间序列Radarsat图像,采用功率谱分析方法,对土地覆盖的短期时—空变化的周期特征进行了分析,由此建立了基于时间序列影像分析的神经网络预测模型,从植被主要生长季节的时间序列雷达卫星影像获取训练样本,对研究区域的典型土地覆盖的短期动态变化过程进行了学习。学习后的模型能够利用多个时间序列的Radarsat影像对下一时刻的影像进行模拟,并进一步检测变化。在模拟结果基础上,定义相对变化距离函数和检测门限,对模拟影像及实际影像中的变化区域进行了检测。检测精度范围在66.67%（农村居民点）—91.67%（水体）之间,平均检测精度为81.66%。由于时间序列信号的引入,神经网络模型能够较好地获取土地覆盖的短期动态变化信息。  
        关键词：Radarsat;土地覆盖变化;神经网络预测;变化检测;时间序列   
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        发布时间：2021-06-10
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