最新刊期
      2008 年 第 卷 4 期

        基础理论

      • 明冬萍,王群,杨建宇
        2008(4): 529-537. DOI: 10.11834/jrs.20080470
        摘要：尺度概念是理解地球系统复杂性的关键,尺度问题被认为是对地观测的主要挑战之一,而结合具体研究应用领域,由地学现象的尺度本身出发,选择所需遥感影像的最佳尺度和分辨率,是非常有现实意义的。本文在深入剖析了遥感影像的尺度特性和遥感影像尺度选择的意义的基础上,探讨了基于地统计学方法定量选择遥感影像最佳空间分辨率的方法。阐明了传统局部方差方法不能得到理想结果的原因:传统的局部方差方法的实质是基于变化地面面积计算影像局部方差的均值,而基于这样不同甚至是相差悬殊的地面面积进行局部方差计算,其结果必然不具有可比性。对此,本文提出了基于可变窗口与可变分辨率的改进局部方差方法,即依次降低空间分辨率时,高分辨率采用大窗口尺寸,低分辨率采用小窗口尺寸来维持计算窗口内的地面面积的一致,由此计算出的局部方差作比较来判定遥感影像最佳分辨率。进行了系列实验分析,得到了相关结论,分析得出这种基于地统计的方法来选择遥感影像最佳分辨率的方法,对遥感和G IS研究与地学应用具有一定的理论意义和指导意义。  
        关键词：遥感影像;尺度;空间分辨率;局部方差   
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        发布时间：2021-06-10
      • 万华伟,王锦地,屈永华,焦子锑,张颢
        2008(4): 538-545. DOI: 10.11834/jrs.20080471
        摘要：基于遥感图像的地物识别需要大量地物波谱数据的支持,而现有地物波谱库中收集到的同一地物的波谱,由于其测量尺度和方法的差异,波谱也存在很大差异。以冬小麦为例,首先介绍了材料波谱、端元波谱和像元波谱这3种不同尺度波谱的概念,并以实验数据分析了不同测量尺度下波谱的差别,以此说明波谱尺度转换的必要性。然后利用物理模型和统计模型建立不同测量尺度下的波谱转换关系。分别验证了SAILH模型和线性光谱混合模型在波谱转换中的精度。研究表明,在大尺度上采用统计模型,在小尺度上采用非线性的物理模型可以解释不同尺度观测植被波谱之间的差异。  
        关键词：波谱;测量尺度;SAILH模型;线性光谱混合模型   
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        技术方法

      • 顾行发,陈良富,余涛,李小英,许华
        2008(4): 546-552. DOI: 10.11834/jrs.20080472
        摘要：针对中巴资源（CBERS-02）卫星数据的定量化处理技术进行比较概括的阐述。在中国卫星应用中心已有的产品体系基础上,考虑CBERS卫星多波段摄像机、宽视场成像仪及红外多光谱扫描仪数据定量化的特点,建立了CBERS-02卫星数据定量化产品体系。并对其中的主要定量化过程与产品反演算法进行描述,具体包括CBERS-02数据的场地辐射定量标和交叉辐射定标结果、云监测算法、大气校正算法、地表反射率和反照率以及以此为基础的得到的植被指数等相关定量化产品算法。介绍了定量化处理CBERS-02卫星数据的软件,为CBERS-02数据的应用提供了技术支撑。  
        关键词：CBERS-02卫星;定量化   
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      • 陈富龙,王超,张红,吴樊
        2008(4): 553-560. DOI: 10.11834/jrs.20080473
        摘要：Fourier-Mellin不变性对称相位匹配滤波器,即symmetric phase-only matched filtering of fourier-mellininvariant（SPOMF-FMI）能解决影像配准的平移、旋转和放缩几何变换问题;然而,该方法在实际应用中具有局限性,包括图像几何尺度和图像非线性几何畸变处理能力。为了克服上述缺陷,提出了一种附带星载参数的星载合成孔径雷达（synthetic aperture radar,SAR）影像自动配准算法。该方法采用由粗到精匹配策略,由距离-多普勒影像粗匹配和改进SPOMF-FMI影像精匹配组成。使用Radarsat-1和ENVISATASAR影像做实验,结果表明本方法在处理重复轨道或相同升、降轨星载SAR影像（即确保相似影像纹理测度）配准问题时,能达到子像素级的配准精度。  
        关键词：自动配准;合成孔径雷达;克吕格插值   
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      • 卢丽君,廖明生,王腾,田馨
        2008(4): 561-567. DOI: 10.11834/jrs.20080474
        摘要：基于长时间序列上的差分雷达地表形变检测技术是近年来形变监测领域中一项重要的关键技术,而在长时间序列上稳定目标点的准确提取则是其中的一项重要环节,在此本文提出了一个有效的提取稳定目标点的多级探测方法。该方法以传统的振幅探测法为基础提取稳定目标点,同时针对振幅探测中稳定目标点的分布密度低、不均匀等问题,建立时间相干性计算模型,并利用目标点时间相干信息提取更多满足要求的稳定点目标。本文选用上海地区的26幅ERS-1/2 C波段SAR图像（1992—2000年获取）进行了目标点的提取实验,证实了该方法的有效性和可靠性。  
        关键词：长时间序列;目标点提取;振幅探测;多级探测;时间相干性   
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        发布时间：2021-06-10
      • 周烨,柳钦火,刘强
        2008(4): 568-578. DOI: 10.11834/jrs.20080475
        摘要：目标物的反射特性,无论是在遥感模型还是在遥感反演中都扮演着重要的角色,因此选用正确的自然条件下目标物反射特性的测量方法是遥感定量分析的基础。长期以来在自然条件下（即太阳直射光和天空漫射光同时存在）测量目标物的反射特性时,可以获得BRF（Bidirectional Reflectance Factor）作为目标反射特性的描述,但这样获得的BRF与辐射环境有关。为了消除辐射环境的影响,获得真正能够反映目标物的反射特性的BRDF（Bidirectional Reflectance Distribution Function）,前人提出了一些野外测量的方法。本文在此基础上,利用计算机模拟的辐射度（Radiosity）模型在真实场景基础上模拟BRF值,分析测量方法中存在的系统误差受观测条件影响的大小,比较了测量方法的优劣,提出了野外测量时选择测量方法的基本原则。  
        关键词：二向性反射;双向反射率（BRDF）;双向反射率因子（BRF）;辐射度模型   
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      • 杨国鹏,余旭初,陈伟,刘伟
        2008(4): 579-585. DOI: 10.11834/jrs.20080476
        摘要：高光谱遥感技术,将反映目标辐射特性的光谱信息与反映目标空间位置关系的图像信息有机地结合在一起。高光谱影像具有丰富的光谱信息,较全色、多光谱影像能够更好的进行地面目标的分类识别。在介绍核Fisher判别分析算法的基础上,选用径向基核函数,使用一对一或一对余构造多类构造法,并利用交叉验证网格搜索法优化核函数参数,构建了快速稳定的多类核Fisher判别分析分类器。通过OMIS和AVIRIS影像的分类实验,表明了核Fisher判别分析与支持向量机的分类精度相当,但是所需的训练时间较短。  
        关键词：高光谱遥感;分类;核Fisher判别分析;核函数   
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        发布时间：2021-06-10
      • 雷琳,蔡红苹,唐涛,粟毅
        2008(4): 586-592. DOI: 10.11834/jrs.20080477
        摘要：遥感图像中多目标关联存在以下两个问题:一是低时间分辨率观测使得目标状态信息无法准确估计,基于Kalm an滤波的多目标关联算法不再适用;二是基于图像特征的目标关联算法又无法处理大场景观测中多个目标关联引起的模糊性。针对上述问题,提出一种基于多尺度自卷积特征匹配和关联代价矩阵最优化的多目标关联算法。实验表明该算法对遥感图像中多目标关联问题具有一定的适用性。  
        关键词：遥感图像;目标关联;多尺度自卷积;关联代价矩阵   
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        发布时间：2021-06-10

        遥感应用

      • 邵芸,郭华东,范湘涛,王尔和,朱博勤,马建文,张风丽
        2008(4): 593-602. DOI: 10.11834/jrs.20080478
        摘要：利用航天、航空遥感数据,对北京奥运主场馆区工程建设过程中环境、交通、场馆、绿地等焦点问题的改善和变化指标进行了立体的连续观测,并以季报、年报形式予以发布,开发了奥运主场馆区工程环境监测虚拟仿真示范系统、具有自主版权的基于Internet的虚拟奥运场景发布与浏览系统。这些立体、连续、累积的观测数据与标准化系列产品直接提供给了奥运组委会和北京市相关部门,切实服务于奥运规划建设,为落实"绿色奥运"提供了科学数据与信息;完成的航空遥感影像图为第29届奥林匹克运动会组织委员会工程规划部和北京市规划委员会所采用,用于奥林匹克公园区的规划设计和奥林匹克公园周边地区的交通规划设计。  
        关键词：奥运;高分辨率遥感;环境;动态监测;虚拟仿真   
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      • 李伟峰,欧阳志云,陈求稳,毛劲乔
        2008(4): 603-612. DOI: 10.11834/jrs.20080479
        摘要：地表硬化是城市发展的重要特征之一,识别地表硬化程度对认识城市景观格局、物流、能流等社会、经济、自然过程具有重要意义。研究利用TM遥感影像,发展城市地表硬化度的遥感分析方法,提出地表硬化度指数,应用主成分回归方法,有效地拟合了地表硬化度和多光谱因子的关系（RTM=0.851,p<0.001）。经统计检验:基于TM拟合的地表硬化度和真实的地表硬化度的相关性达到0.91（R=0.91）。在此基础上,应用地表硬化度指数和基于目标分割的遥感分类方法,研究了北京市建城区（5环内）地表硬化度和建设密度的空间格局。结果表明:北京市城区中等（地表硬化度在50%—70%）和高密度建设用地（地表硬化度大于70%）总体比例大于70%,占绝对优势,其景观斑块的大小、形状等格局特征主导了北京城区景观格局的总体特征。但2—5环不同环带内硬化地表的格局特征明显不同。3—4环带是近20年城市发展的核心区,地表硬化格局综合体现了城市不同发展阶段的土地利用特征;2环带是老城区,以老北京胡同和文化古迹为主,高密度建设用地比例最高;5环带是城乡过渡区,以村镇、开发区为主体的高密度和中等密度建设覆盖比例为68.8%,斑块异质性较其他环带低,以林地、耕地等为主的硬化度较低的土地覆盖比例是31.2%,斑块异质性更低。  
        关键词：遥感;硬化地表;景观格局;目标分割   
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        发布时间：2021-06-10
      • 杨沈斌,李秉柏,申双和,谭炳香,何维
        2008(4): 613-619. DOI: 10.11834/jrs.20080480
        摘要：提出了一种基于多时相多极化差值图的稻田识别方法,该方法在简化稻田识别算法的同时,仍具有较好的稻田识别精度。以江西省高安地区的早稻识别为例,利用两景ENV ISAT ASAR交叉极化模式数据（VV/HH）计算了同时相多极化差值图和同极化多时相差值图。由于稻田含有水层和水稻的垂直株型等属性特征,稻田在两时相上VV极化和HH极化后向散射差异都很大,且与其他地物具有明显差别,因此利用同时相多极化差值图可以很好地分辨出稻田来;从时间变化看,HH极化雷达波对水稻生长和稻田的变化比对其他地物的变化更敏感,使稻田分布信息在HH极化多时相差值图中反应突出。而VV极化对地物的时相变化不够敏感。因此,建立最优差值图组合,分别采用阈值分类方法和监督分类方法对差值图组合进行分类提取稻田。通过比较分类结果,认为基于统计分析的监督分类方法更好,其稻田识别的精度达到84.92%。文章最后对提出的稻田识别方法及分类结果进行了分析。  
        关键词：水稻制图;影像分类;ASAR   
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      • 张广伟,张永红
        2008(4): 620-625. DOI: 10.11834/jrs.20080481
        摘要：针对传统的基于局部比率的道路提取算子存在道路展宽与定位精确性差的缺点,通过加入一个修剪窗口进行改进,有助于去除河流、树木等的影响,且得到了细化和定位更加准确的道路图谱。首次将链码用于道路连接表示,定义了链码能量网络,并将道路的先验知识引入,然后在对模拟道路图像线段连接概率分析的基础上得到了链码优化算法。由于该方法采用了分线运算,每次迭代不需要搜索整个道路片段,提高了运算效率。最后将该算法应用于真实SAR影像中道路网络的提取,证明了它的有效性。  
        关键词：合成孔径雷达影像;道路提取;道路网络;链码优化   
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        发布时间：2021-06-10
      • 王福民,黄敬峰,王秀珍,陈拉,唐延林
        2008(4): 626-632. DOI: 10.11834/jrs.20080482
        摘要：通过对不同生育期水稻冠层光谱的分析,探讨了不同波段位置和波段宽度对不同生育期水稻NDVI的影响,以及在一定NDVI精度要求下红光波段最大宽度和波段中心位置的相互作用。结果表明,在所有生育期,近红外波段的位置和宽度对NDVI影响不大;红光波段的位置和宽度对NDVI有较大影响,特别是红光波段位置接近红谷极值（670nm附近）时影响尤为显著。相对而言水稻生育前期的NDVI更容易受到波段位置的影响,但是波段位置对不同生育期之间NDVI的差值影响不大。无论红光波段还是近红外波段,当取值处于红边区域（690—740nm）时,对NDVI有较大影响。当保证NDVI偏差在1%以内时,在水稻生长旺期,构成NDVI的红光波段最大宽度随着波段中心位置向长波移动而逐渐变窄,当到达690nm附近达到最窄,而后略有变宽;对于生长前期和后期,由于在648nm附近变窄而有波动。  
        关键词：NDVI;波段位置;波段宽度;水稻   
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      • 李勇,吴华意
        2008(4): 633-639. DOI: 10.11834/jrs.20080483
        摘要：机载激光扫描技术能实时获取大范围、高精度的三维空间信息,从而受到日益广泛的重视和应用。然而由于地理环境的复杂性,其数据滤波一直是一个研究难点。针对数据点云的特点和滤波所面临的问题,提出了一种基于形态学梯度的机载激光扫描数据滤波方法。使用改进的形态学梯度计算方法得到每个点的梯度,再基于梯度选择特定的点进行迭代开运算,并根据梯度直方图减少迭代的次数,通过判断每次开运算后点的高程与原高程的差值是否小于一定的阈值,逐步滤除非地面点。使用国际摄影测量与遥感学会（ISPRS）提供的测试数据对算法进行实验,并与国际上8种滤波算法进行对比,结果表明该算法对各种复杂环境的适应性强,基于形态学梯度的滤波既能减少不必要的计算,又能降低误差产生的可能,从而在有效地去除非地面点的同时,也能很好地保留地面点,故具有良好的可靠性与实用性。  
        关键词：机载激光扫描;滤波;数学形态学;梯度   
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        发布时间：2021-06-10
      • 李远华,姜琦刚,赵静,王坤,张继承
        2008(4): 640-646. DOI: 10.11834/jrs.20080484
        摘要：分析湖泊源区生态地质环境对湖泊变化的影响,建立湖泊变化、源区归一化植被指数（NDVI）变化与生态地质环境演变的关系,提出"湖泊、NDVI遥感动态监测的生态地质环境评价"方法（"L-N"）。基于20世纪90年代初（TM）至2000年初（ETM）的湖泊遥感调查数据,结合相应NOAA/AVHRR NDVI数据,利用L-N方法完成青藏高原生态地质环境评价。研究结果表明:青藏高原生态地质环境总体呈恶化趋势,高原北部的边缘地带、长江水系上游、特别是柴达木盆地较为明显,雅鲁藏布江流域、高原东南部情况较好;L-N方法有助于提高遥感环境监测效率,湖泊、NDVI遥感监测具有重要的生态地质环境意义。  
        关键词：青藏高原;湖泊;NDVI;遥感;生态地质环境   
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      • 刘焕军,张柏,刘殿伟,王宗明,宋开山,杨飞
        2008(4): 647-654. DOI: 10.11834/jrs.20080485
        摘要：为实现松嫩平原典型土壤理化参数时空信息的快速获取,为定量遥感、精准农业等相关研究服务,以松嫩平原典型土壤的高光谱反射率为研究对象,分析土壤反射光谱特征及其与土壤理化参数的关系,建立基于反射光谱指数的土壤理化参数遥感估算模型;提取黑土光谱特征点,建立黑土反射光谱曲线模拟函数。结果表明:松嫩平原不同土壤光谱特征差异主要在450—600,600—800 nm两个吸收谷部分,土壤有机质是黑土反射光谱特征的决定因素;不同于南方土壤,铁对松嫩平原典型土壤反射光谱特征的影响较小;随着含水量的增加,土壤水分对土壤光谱反射率的作用过程可以用三次方程定量描述;基于土壤反射率及反射光谱特征的土壤理化参数光谱预测模型可以用于土壤相关理化参数的快速测定;基于光谱特征点的黑土反射光谱曲线模拟函数可以准确描述黑土的反射光谱特征,这一方法可以用于高光谱数据压缩和基于多光谱数据的高光谱反射率重建。  
        关键词：土壤;高光谱;反射率;有机质;水分;铁   
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      • 房世峰,裴欢,刘志辉,戴维,赵求东
        2008(4): 655-662. DOI: 10.11834/jrs.20080486
        摘要：基于遥感（RS）和地理信息系统（GIS）技术,设计和构建了一个分布式融雪径流模型,整个分布式融雪径流过程的模拟计算基于能量平衡和水量平衡,由分布式栅格融雪过程、分布式栅格产流过程以及分布式栅格汇流过程组成,融雪以及产汇流过程全部基于栅格尺度,全面实现了融雪过程的分布式模拟。分布式栅格融雪过程中对"度日法"加以改进,引入了"单元时段"的概念,从而得到了"度分融雪模型";针对融雪过程中颇为复杂的冻融反复性难题,提出了旨在解释积雪冻融反复性物理机制的"冻融系数"的重要概念,对于准确把握融雪过程的物理机制具有重要意义。同时基于G IS开发了分布式融雪径流模拟系统,为分布式融雪径流模型的运行提供了平台和技术支持,二者均为融雪洪水预警决策支持系统的核心模块部分。基于由MODIS等遥感数据得到的积雪信息、地表温度等下垫面信息,基础地理信息数据如DEM及其空间分析数据和大量野外同步观测数据（积雪信息、气象数据）,对典型研究区新疆军塘湖流域2006年春季典型融雪期（2006-03-06,11:00—2006-03-10,11:00）内的洪水过程进行了模拟,模拟结果精度较高,平均精度0.82,达到了融雪洪水预警预报的业务需求标准。  
        关键词：遥感;GIS;分布式融雪径流模型   
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      • 蔺文静,苏中波,董华,陈立,王贵玲
        2008(4): 663-672. DOI: 10.11834/jrs.20080487
        摘要：地表蒸散是区域水文循环的重要组成部分之一,传统的地表蒸散估算一般基于点上的气象观测数据,当用于区域地表蒸散评价时,具有一定的局限性。随着遥感技术的发展,利用遥感影像能够对大区域进行观测的优势进行区域地表蒸散估算已成为可能。地表能量平衡系统（SEBS）是根据地表能量平衡估算地表蒸散量的一种方法,该方法由于提出了地表能量传输过程中关键制约因素热传导粗糙度的估算模型而在遥感蒸散计算方面具有较高的精度。本文在SEBS模型的基础上,以河北平原为例,采取中分辨率成像光谱辐射仪（MODIS）产品影像,根据研究区下垫面的实际情况进行了参数估算,进行了区域实际蒸发蒸腾量计算及模型精确度评价,并在SEBS模型的基础上,提出了新的"标准化温度差-反照率"特征空间分析方法,对研究区内地表土壤水分现状进行了评价;最后,对河北平原地表蒸散时空分布进行了分析。计算结果表明,在所选取的晴空乌云条件下,根据SEBS模型计算所得的地表蒸散与研究区内利用大型承重式蒸渗仪所测量的地表实际蒸散量具有很好的一致性,说明SEBS模型在遥感蒸散计算方面据有较高的可信度。然而,由于地表蒸散的遥感估算是以所获取的遥感影像单元为基础,计算误差不可避免,尤其是使用低分辨率遥感影像的时候,每个影像单元所反映的地表蒸散为单元内各种地表覆盖的综合反映,当与只反映一种地表覆盖蒸散的大型承重式蒸渗仪测量结果进行比较时,误差是显而易见的,因此,若着重考虑模型精度验证,尚需在以后的研究中考虑使用高分辨率的遥感影像。地表土壤水分或湿度状况是地表能量交换及蒸散发生的主要控制因素。利用地表温度与植被指数的关系对区域地表湿度状况进行监测在实践中被广泛利用,然而,由于不用地区地表属性的千差万别,当利用这种方法进行区域地表湿度评价时,"地表温度-植被指数"特征空间的边界很难确定。本文在SEBS模型的基础上,提出新的"标准化温度差-反照率"特征空间分析方法,对研究区内地表土壤水分现状进行评价,结果显示,由于在SEBS模型中考虑了干限和湿限两种极端情况下的能量平衡,"标准化温度差-反照率"特征空间的边界问题很容易被确定,利用修正的特征空间,可以对区域土壤水分或湿度状况进行客观的评价。下垫面的几何特征参数的精确反演是进行地表能量平衡模拟的基础,目前多根据有关经验公式利用遥感影像进行下垫面几何特征参数估算,由于已有的经验公式多基于不同研究区域获得,当应用到新的研究区时,其具体参数需要进一步调整,以获得对下垫面的几何特征的精确描述。由于缺乏相关实测资料,本研究中利用经验公式进行下垫面几何特征参数,误差不可避免,需要在以后的研究中进行深入探索。另外,地表蒸散的计算只是进行区域水资源评价、农业节水措施评价以及全球变化等研究的一个中间环节,需要在以后的研究中根据具体研究目的进行进一步研究。  
        关键词：蒸散;遥感;地表能量平衡系统（SEBS）;土壤水分   
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        发布时间：2021-06-10
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