最新刊期
      2011 年 第 15 卷 3 期

        综述

      • 张兵
        2011, 15(3): 415-431. DOI: 10.11834/jrs.20110354
        摘要：分析了当前遥感卫星系统存在的一些不足,论述了新一代"智能遥感卫星系统"的概念及其主要特点,对其中自适应遥感成像和星上数据实时处理两个核心部分进行重点介绍,并对其涉及的关键科学问题和关键技术进行阐述。设计了一套具有自适应成像和应用模式优化能力的智能高光谱卫星有效载荷系统。该系统由用于区域背景信息获取的前视预判遥感器、用于地表详细观测的主遥感器以及星上数据实时处理和分析3部分组成。对智能高光谱卫星的工作原理和流程进行介绍,并呼吁中国尽快围绕智能遥感卫星系统开展一些前沿性的科学理论和关键技术研究,以实现中国在卫星遥感领域的跨越式发展。  
        关键词：智能遥感卫星;高光谱遥感自适应观测;实时处理;现场可编程门阵列   
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        发布时间：2021-06-10

        基础理论

      • 焦子锑,李小文,王锦地,张虎
        2011, 15(3): 432-456. DOI: 10.11834/jrs.20110073
        摘要：应用地表观测的二向性反射数据集和多种MODIS数据产品,通过统计分析,对MODIS的二向性反射角度指数产品进行综合评估,结果表明:（1）MODIS角度指数包含了地表三维结构信息,有望用来反演地表的物理结构参数;（2）MODIS角度指数是内在的三维关系,各向异性因子（Anisotropic Factor:ANIF）和各向异性指数（Anisotropic Index:ANIX）高相关,建议去掉ANIF以精炼MODIS角度指数产品;（3）各向异性平整指数（Anisotropic Flat Index:AFX）较好地指示了地表基本散射类型的变化,且具有较小的类内方差,对改善特定地表分类精度可能会更有用。  
        关键词：MODIS;BRDF;角度指数;植被结构;植被指数   
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      • 刘启亮,邓敏,王佳璆,彭思岭,梅小明,赵玲
        2011, 15(3): 457-474. DOI: 10.11834/jrs.20110013
        摘要：提出一种时空一体化的时空异常探测方法,首先基于时空统计学与聚类分析构建一体化时空邻近域。进而,发展兼顾时空相关与异质性的时空异常度量方法。最后,采用一种3步骤的策略探测时空异常。应用本文方法探测中国陆地区域33年（1970年—2002年）的年平均气温时空数据中的时空异常,探测结果具有较好的可靠性,反映时空数据的时空一体化特征。同时,对时空异常的产生机理与实际意义进行分析和解释。  
        关键词：时空异常探测;时空邻近域;时空统计学;聚类分析   
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        技术方法

      • 张亦汉,黎夏,刘小平,乔纪纲
        2011, 15(3): 475-491. DOI: 10.11834/jrs.20110114
        摘要：提出基于集合卡尔曼滤波（EnKF）的元胞自动机（CA）模型。在CA模型中,由于不同的样本会训练出不同参数值的转换规则,且获取的转换规则在整个模拟过程中不能改变等原因,误差在模拟过程中会不断累积。本文在CA模型中引入集合卡尔曼滤波的数据同化方法,建立了基于集合卡尔曼滤波的数据同化CA模型,同化遥感观测数据,根据得出的同化值修正模拟结果使之向真实情况逼近。利用该模型模拟了广东省东莞市的发展情景（1995年—2005年）,实验表明,与传统CA模型相比,基于集合卡尔曼滤波的CA模型能够融合遥感观测数据,并能更有效地模拟城市扩张过程,达到良好的模拟效果。  
        关键词：元胞自动机;地理模拟;城市扩张模型;数据同化;集合卡尔曼滤波   
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      • 陈杰,邓敏,肖鹏峰,杨敏华,梅小明,刘慧敏
        2011, 15(3): 492-511. DOI: 10.11834/jrs.20110100
        摘要：基于对纹理频谱的分析提出了一种高分辨率遥感影像最佳尺度的选择方法。首先,分析四种典型地物在傅里叶变换频域的频谱响应特性。然后,采用点扩散函数对原始影像进行尺度扩展,进而根据地物纹理的径向与角向曲线随尺度扩展的变化选择最佳尺度。最后,通过分析四种地物在6个尺度下的纹理特征可分性,说明本文方法能客观反映出地物的尺度效应,具备最佳尺度选择的可行性。利用支持向量机对QuickBird全色影像进行面向对象的分类,实验结果表明在最佳尺度下可取得较高精度。  
        关键词：纹理;频谱分析;尺度扩展;最佳尺度选择   
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      • 柯新利,邓祥征,陈勇
        2011, 15(3): 512-523. DOI: 10.11834/jrs.20110179
        摘要：采用双约束空间聚类方法对元胞空间进行分区,在此基础上对不同的分区分别求取元胞转换规则,从而提高元胞自动机的模拟精度。以杭州市土地利用变化为例,采用本文提出的基于双约束空间聚类的分区元胞自动机模型对研究区域2000年—2005年的土地利用变化进行模拟,并利用逐点对比法和MoranI指数对模拟结果进行精度评估。结果表明:（1）采用双约束空间聚类算法对元胞空间进行分区,可以保证同一分区内的元胞既在空间上邻近,又具有相对一致的非空间属性信息,分区效果较好;（2）与不分区元胞自动机模型和基于空间聚类的分区元胞自动机模型相比,双约束空间聚类元胞自动机模型具有较高的模拟精度,尤其是在空间形态和整体结构上具有较好的模拟效果。  
        关键词：地理;元胞自动机;双约束空间聚类;分区;杭州市   
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      • 周坚华,周一凡,穆望舒
        2011, 15(3): 524-538. DOI: 10.11834/jrs.20110033
        摘要：讨论了城镇绿地树种识别数学描述符的设计思想和方法。本着具有确切的物理意义、几何意义或植物生态学意义以及分割阈值具有环境不变性的原则,设计了归一化阴影指数、饱和度明度相对差、相对边缘点数、相对暗细节密度、相对骨架密度和加权平均冠径等14个分别涉及波谱、纹理和形状特征的新描述符。经过样本统计分析和遥感图像实例测试,证明这些描述符在城镇绿地树种识别方面比经典描述符具有更好的针对性和更强的适应性。此外,本文还讨论并测试了红色欠饱和像元补偿集的提取方法,以及基于cell分割或分类的方法。对于城镇绿地树种分类问题,在决策树分类输入矢量中,使用本文的描述符组合误分率为5.8%,相比传统的分色亮度组合（误分率为25.9%）有明显改进。  
        关键词：城镇绿地;树种识别;通用描述符;机器辨别;网格   
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      • 乔纪纲,刘小平,张亦汉
        2011, 15(3): 539-553. DOI: 10.11834/jrs.20119282
        摘要：使用LiDAR单一数据进行点云分割工作时,基于斜率的严格分割LiDAR点云的方法不能很好的适应复杂地物的分类工作。本文将LiDAR粗分割后的点云转换为高度图像和反射强度图像,并求取高度图像GLCM高度纹理。将4种GLCM高度纹理、地面粗糙系数、平均高度和平均反射强度共7种纹理作为识别地面覆盖物的特征,并利用后向传播神经网络（BP-ANN）方法对LiDAR数据进行地物识别。实验表明,这种方法能够从LiDAR独立数据源中有效的实现地物分类,实验获得的精度大于90%。与传统的最大似然法进行对比,BP-ANN的分类精度高于最大似然法。当预设地面类型能同时满足被光学影像和LiDAR数据识别的条件时,LiDAR高度纹理分类与光学影像分类结果的一致性达到76.5%。  
        关键词：LiDAR;高度纹理;人工神经网络;地面粗糙度;分类   
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      • 王丽英,刘正军
        2011, 15(3): 554-567. DOI: 10.11834/jrs.20110157
        摘要：基于七参数正形变换的数据驱动模型实现了机载LiDAR条带平差,算法借鉴了Robert（2004）的最小二乘表面匹配思想,通过引入高斯-马尔科夫模型改进了原有算法,得到未知参数的最小无偏方差估计。实验采用两组实测数据,分别考察了引入高斯-马尔科夫模型的必要性、算法效率以及迭代收敛性和算法精度。实验表明:（1）剖面检查吻合且精度一致;（2）Terra Match量测匹配精度,理想数据高程匹配误差小于0.05m,数据质量不理想时误差稍大,但均能成功匹配。  
        关键词：激光雷达条带平差;最小二乘匹配（LSM）;高斯-马尔科夫模型   
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      • 周宁,刘敏
        2011, 15(3): 568-577. DOI: 10.11834/jrs.20110099
        摘要：详述了使用太阳光度计反演大气水汽柱总量的反演方法—单通道法和双通道法,其中双通道法又可采用不同的非水汽通道来实现。考虑到气溶胶光学厚度及瑞利散射的影响,分析了不同方法反演所得水汽总量相对探空数据的误差。结果表明,这些方法的反演结果非常接近。在实际应用中,可使用任一种方法来反演水汽。  
        关键词：大气柱水汽总量;气溶胶光学厚度;太阳光度计;相对大气质量;瑞利散射   
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        发布时间：2021-06-10

        遥感应用

      • 潘耀忠,李乐,张锦水,梁顺林,侯东
        2011, 15(3): 578-594. DOI: 10.11834/jrs.20110066
        摘要：利用MODIS植被指数时间序列这一特性,以北京市通州及周边为实验区,冬小麦种植面积为研究对象,提出了农作物种植面积指数模型（Pan-CPI模型）的概念,并构造了冬小麦特征物候期植被指数与种植面积的定量函数关系,通过样区TM影像求解关键参数,对研究区冬小麦种植面积测量方法进行了试验研究。研究结果表明:（1）Pan-CPI模型能够很好地反映特定目标农作物种植面积状况,为基于植被指数时间序列影像识别农作物种植面积提供了新方法;（2）精度分析结果表明:Pan-CPI模型具有很高的稳定性,且不受样本变化的影响,只要达到满足模型计算的样本量（如:5%）,多次测量结果间具有很好的一致性。选取MODIS6×6像元大小的窗口时,TM样本的复相关系数（R2）稳定在0.85左右,与TM结果比较,窗口相对精度稳定在95%左右,区域精度稳定在92%以上,经调整的区域精度高达96%以上;（3）对于种植结构复杂、目标作物种植破碎的地区,Pan-CPI模型可以充分利用MODIS植被指数时间序列的优势,有效改善TM单时相和多时相提取信息因时相缺失无法表征作物变化的不足。  
        关键词：作物种植面积;MODIS;时间序列;Pan-CPI;TM   
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        发布时间：2021-06-10
      • Were KO,Owenga PO,Wagate PN,Orlale R
        2011, 15(3): 595-603. DOI: 10.11834/jrs.20110312
        摘要：Land cover in Kenya is in a state of flux at different spatial and temporal scales.This compromises environmental integrity and socioeconomic stability of the population hence increasing their vulnerability to the externalities of environmental change.The Oroba-Kibos catchment area in western Kenya is one locality where rapid land use changes have taken place over the last 30 years.The shrubs,swamps,natural forests and other critical ecosystems have been converted on the altar of agriculture,human settlement,fuel wood and timber.This paper presents the results of a study that aimed at providing spatially-explicit information for effective remedial response through（a） Mapping the land cover;（b） Identifying the spatial distribution of land cover changes;（c） Determining the nature,rates and magnitude of the land cover changes,and;（d） Establishing the drivers of land use leading to land cover changes in Oroba-Kibos catchment area.Bi-temporal Landsat TM imagery,field observation,household survey and ancillary data were obtained.Per-field classification of the Landsat TM imagery was performed in a GIS and the resultant land cover maps assessed using the field observation data.Post-classification comparison of the maps was then done to detect changes in land cover that had occurred between 1994 and 2008.SPSS was used to analyze the household survey data and attribute the detected land cover changes to their causes.The findings showed that 9 broad classes characterize the catchment area including the natural forests,swamps,natural water bodies,woodlands,shrublands,built-up lands,grasslands,bare lands and croplands.Croplands are dominant and accounted for about 65%（57122 ha） of the total land in 1994,which increased at the rate of 0.89% to 73%（64772 ha） in 2008,while natural water bodies has the least spatial coverage accounting for about 0.6%（561 ha） of the total land in 1994,which diminished at the rate of 3.57% to 0.3%（260 ha） in 2008.Climate,altitude,access and rights to land,demographic changes,poverty,political governance,market availability and economic returns are the interacting mix of proximate and underlying factors that drive the land cover changes in Oroba-Kibos catchment area.  
          
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      • 左丽君,徐进勇,张增祥,温庆可,刘斌,赵晓丽,易玲
        2011, 15(3): 604-620. DOI: 10.11834/jrs.20110015
        摘要：综合利用RS、GIS和景观生态学方法,以渤海海岸带地区1995、2000、2005和2008年土地利用分布图为基础,分析了渤海海岸带地区近13年间的土地利用时空演变及其景观响应,得到以下结论:（1）渤海海岸带地区土地利用年动态变化率在2000年—2005年间最大,为0.40%;2005年—2008年段次之;1995年—2000年间最小;（2）下辽河平原、海河平原以及黄河三角洲地区为土地利用动态发生的主要区域;（3）监测期内,城乡、工矿、居民用地的面积扩展明显,且主要来源于其周边的优质耕地,但在耕地流向城乡、工矿、居民用地的同时,有较大面积的林地和草地转向耕地,因此监测期内耕地的总面积变化不大,海域向陆地土地利用类型的转化（即填海造陆）是该区域一种特殊的土地利用动态类型,并随着时间推移速度越来越快;（4）整个区域在监测期内表现出多种土地利用类型（未利用地、水域等）的小型斑块被整合,而优势土地利用类型（主要是耕地和城乡、工矿、居民用地）的大型斑块则积极向外扩展的发展态势,整个景观表现出多样性和均匀度减小而优势度增加的趋势。  
        关键词：渤海海岸带;土地利用;时空演变;景观响应   
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      • 陈峰,邱全毅,郭青海,唐立娜
        2011, 15(3): 621-639. DOI: 10.11834/jrs.20110116
        摘要：以厦门岛为研究区,以CBERS-02B的CCD影像为数据源,采用基于可变端元的线性光谱混合模型估算了城市不透水面组分含量,并探讨了该方法的实现过程与优势。通过端元评估确定了研究区的4个典型端元,即高反射不透水面、低反射不透水面、高反射土壤和植被。在此基础上,以高、低反射不透水面端元的组分含量对城市不透水面含量进行估算。精度评价结果显示:基于可变端元的方法要优于一般带全约束法;而在混合像元分解过程中加入全色波段（band5）有助于提高模型估算精度,使得在像元尺度的精度与采用Landsat的已有报道相近,而在土地利用单元尺度实现了对城市不透水面的无偏估计。研究实例也表明,尽管目前CBERS-02B数据在辐射定标和地理定位等方面还有待改进,通过采用适当的处理过程和技术手段,依然能利用该数据对城市不透水面进行有效估算。  
        关键词：可变端元;线性光谱混合模型;城市不透水面;CBERS-02B   
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      • Nguyen Quang Minh
        2011, 15(3): 640-644. DOI: 10.11834/jrs.20110315
        摘要：A new method for image down-scaling using geostatistical interpolation or smoothing based on the Hopfield Neural Network（HNN） and zero semivariance value is introduced.The method utilises the smoothing effect of the semivariogram matching process to produce the smoothened sub-pixel multispectral（MS） image with smaller RMSEs in comparison with the bilinear interpolation.In fact,the zero semivariograms increase the spatial correlation between the adjacent sub-pixels of the superresolution image.Containing higher spatial correlation,the resulting super-resolution MS image has smaller RMSEs compared with the original coarse image.  
          
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      • 邵芸,宫华泽
        2011, 15(3): 645-650. DOI: 10.11834/jrs.20119281
        摘要：<正>罗布泊位于中国新疆维吾尔自治区若羌县境内。历史上,曾是一个烟波浩渺的湖泊,物产丰富,景色秀美,养育了众多文明,包括楼兰、米兰、小河等文明,是丝绸之路的要冲,是古代中西方文明交流、多民族交融的重要区域（夏训诚,2007）。  
          
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