最新刊期
      2011 年 第 15 卷 6 期

        综述

      • 岳天祥
        2011, 15(6): 1105-1124. DOI: 10.11834/jrs.20111136
        摘要：本文在讨论地球表层概念和地球表层建模定义的基础上,总结分析了地球表面形态表达、地球气候系统模拟、生态系统空间模拟分析和地球表层模拟系统等主要研究进展。分析结果表明,误差问题、多尺度问题、地球表层模拟速度问题和三维实时可视化问题是地球表层建模面临的主要挑战。为了解决这些问题,必须发展和采用诸如以遥感数据为初始场、以地面实测数据为优化控制条件的高精度高速度曲面建模新方法和新思路。  
        关键词：地球表层建模;误差问题;多尺度问题;运算速度;三维实时可视化   
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        发布时间：2021-06-10

        基础理论

      • 白建军
        2011, 15(6): 1125-1137. DOI: 10.11834/jrs.20110367
        摘要：将正八面体上下相邻的两个三角形面片合并成一个四分体,建立二维坐标系,在此基础上采用六边形格网单元的层次编码方案,分析了不同位置格网单元的编码特征,提出了一种"孔4双轴查找算法",实现了相应的邻接单元及父、子单元查找,并进行了相关实验及对比分析。结果表明,该算法和传统的Vince算法相比较,邻接单元查找速度提高了约900倍,父单元和子单元的查找速度均提高了约120倍。  
        关键词：正八面体;孔径;六边形全球离散格网;编码;索引   
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        技术方法

      • 罗环敏,陈尔学,李增元,曹春香
        2011, 15(6): 1138-1155. DOI: 10.11834/jrs.20110391
        摘要：基于微波的后向散射系数估计森林地上生物量（AGB）易受后向散射系数饱和的影响,而利用森林高度,根据生长方程估计AGB,却没有考虑和AGB密切相关的林分密度、树种组成、林层垂直分布等空间结构特征的作用,针对这些问题,提出一种基于极化相干层析（Polarization Coherence Tomography,PCT）技术的AGB估计方法。基于德国宇航局（DLR）机载SAR系统（ESAR）获取的特劳斯坦（Traunstein）试验区L-波段极化干涉SAR（PolInSAR）数据,通过对具有不同AGB水平的典型林分的相对反射率函数曲线的分析,定义了9个与AGB具有相关性的特征参数。然后基于20个林分的实测AGB数据,以林分尺度上这9个特征参数的平均值为自变量,以实测林分平均AGB为因变量,采用逐步回归分析法构建了AGB估测模型,并对该模型进行评价,对影响模型估计精度的因素进行分析,结果表明,由PCT提取的相对反射率函数特征参数对AGB很敏感,充分利用相对反射率函数信息可提高AGB估计精度。  
        关键词：极化干涉SAR;极化相干层析;逐步回归分析法;森林地上生物量   
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      • 李方,徐京萍,马荣华,段洪涛,张柏
        2011, 15(6): 1156-1170. DOI: 10.11834/jrs.20110311
        摘要：以太湖和石头口门水库为例,建立了一种可直接计算水体叶绿素a浓度的区域化三波段模型。该模型通过对研究水体的光学特性分析,明确三波段组合与叶绿素a浓度间的函数关系参数,不仅可较好指示研究水体叶绿素a浓度水平,而且大大减小了回归算法所带来的模型不确定性。利用高精度、长时间序列的水体光学特性观测数据,建立针对不同研究水体的区域化三波段模型可为实现内陆水体叶绿素a浓度遥感监测业务化运行提供方法借鉴。  
        关键词：内陆水体;生物光学模型;叶绿素a;叶绿素a比吸收   
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      • 赵卫锋,李清泉,李必军
        2011, 15(6): 1171-1188. DOI: 10.11834/jrs.20110370
        摘要：为了生成符合人们认知习惯、反映用户空间知识并易于利用自然语言表达的路径引导,提出了一个将路径抽象为一系列结构统一、具有时序性和多粒度性且可以被加工为指导用户沿路径前进的短语或句子的指示单元的表达框架,并说明了利用环境结构、路径特征、先验知识等上下文因素生成多粒度的指示单元,从中选择最合适的指示单元,进而实现自适应路径引导的方法。通过与传统的采用"Distance-to-Turn"模式的路径引导进行对比可以发现,基于空间认知的自适应路径引导更加符合人们描述路径的方式,能够降低用户的认知压力并提高导航的效率。  
        关键词：路径引导;空间认知;地标;空间知识   
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      • 吴杭彬,李楠,刘春,施蓓琦,杨璇
        2011, 15(6): 1189-1201. DOI: 10.11834/jrs.20110257
        摘要：机载激光扫描点云的三维数字图像表达模型将二维形态学运算推广至三维,给出基于三维数字图像的膨胀和腐蚀运算方法。针对点云三维数字图像,提出基于三维数学形态学和聚类分析的分割方法。将点云三维数字图像进行膨胀和聚类分析,依据聚类结果得到点云的分割结果。讨论了本方法两个参数与点云分辨率、地物间隔之间的关系。选用两套实例数据进行实验,并将第一套数据计算结果与MeanShift算法、渐进三角网加密算法进行比较,从分割评价因子、精度、计算效率等方面分析本文方法与其他两种方法的优劣,最后分析了本文方法的稳定性。  
        关键词：机载激光扫描;点云;三维数字图像;三维形态学;分割   
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        发布时间：2021-06-10
      • 罗文斐,高连如
        2011, 15(6): 1202-1214. DOI: 10.11834/jrs.20101353
        摘要：在多对称处理器集群体系结构下进行独立成分分析并行算法研究,在共享内存模型一级并行算法基础上,通过同步、异步迭代两种方式并行计算固定点函数,分别提出具有两级并行特性的二级同步、二级异步并行端元提取算法,并结合两者的优势,进一步提出二级分组并行算法。实验评价表明,二级同步、分组并行算法在保持原算法精度的同时,大大提高了原算法的效率,体现出良好的并行计算性能,而二级异步并行算法可在节点数较少的情况下适用。  
        关键词：高光谱遥感;独立成分分析;端元提取;多对称处理器;集群;并行计算   
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        发布时间：2021-06-10
      • 凌飞龙,李增元,白黎娜,田昕,陈尔学,杨永恬
        2011, 15(6): 1215-1227. DOI: 10.11834/jrs.20110019
        摘要：以江苏省海安县为研究区,使用2008年获取的日本ALOS卫星PALSAR双极化模式数据,分析水稻在L波段SAR图像上的后向散射特征,并提出相应的水稻制图方法。水稻在L波段上表现出了和C波段相同的时相变化特征。HH极化后向散射依赖于水稻植株的空间分布结构,某些机械插秧区域的布拉格共振现象引起水稻后向散射严重增强,给利用PALSAR数据水稻制图带来了困难。而HV极化不存在布拉格共振现象。在考虑布拉格共振影响的条件下,提出了联合PALSAR双极化模式HH和HV极化数据、基于时相变化特征进行水稻制图的方法,获得了88.4%的制图精度。  
        关键词：ALOS;PALSAR;L波段;水稻制图;布拉格共振   
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        发布时间：2021-06-10
      • 程熙,沈占锋,骆剑承,朱长明,周亚男,胡晓东
        2011, 15(6): 1228-1241. DOI: 10.11834/jrs.20110335
        摘要：对比了线性混合光谱分解模型（SMA）与支持向量机（SVM）在TM影像上估算不透水面覆盖率（ISP）的精度,通过SVM模型拟合TM像元光谱特征与样本ISP间的关联而获得对未知像元ISP的估算能力。对于天津市主城区的TM影像,选择学校区、工矿区和住宅区的高分辨率影像分类结果作为训练样本（7020个）和验证样本（1500个）,SVM模型的ISP估算均方差（15.4%）优于SMA估算结果（19.4%）;在增加缨帽变化"绿度分量"及混合光谱分解"高反射率分量"作为SVM特征变量后,ISP估算精度提高为12%。研究结果表明:SVM模型能够拟合各像元光谱组分间非线性关系且具有较好小样本泛化的性能,适用于地面样本较少的大区域ISP制图;增加与ISP相关性大的光谱特征向量作为SVM输入能提供更多的区域地物空间分布信息,能够调整无样本的地表类型的ISP估算值,提高区域ISP估算的整体精度。  
        关键词：不透水面;不透水面覆盖率;混合光谱分解;支持向量机;估算   
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        发布时间：2021-06-10
      • 杨杭,张立福,张学文,房丛卉,童庆禧
        2011, 15(6): 1242-1254. DOI: 10.11834/jrs.20110380
        摘要：建立了适合于TASI的热红外高光谱发射率的经验关系,以此修正了分离方法（TES）中的MMD模型,在对温度和发射率进行精度评价的基础上,将反演结果应用于城市地表温度的日较差分析。结果表明:（1）反演的温度与实测温度的平均绝对误差为1.8K,平均相对误差为0.59%;（2）地面实测宽波段发射率与反演发射率的平均差值为0.036,差值的标准差为0.032;（3）同种地物的发射率曲线的反演结果与实验室测量发射率曲线的波形是一致的;（4）温度日较差分析结果是合理的。因此,本文的反演精度能满足研究需求,将该方法应用于TASI数据的温度与发射率的分离是可行的。  
        关键词：热红外高光谱;温度;发射率;日较差;TES   
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        发布时间：2021-06-10

        遥感应用

      • 沈少青,宫鹏,程晓,应清
        2011, 15(6): 1255-1275. DOI: 10.11834/jrs.20110422
        摘要：声音遥感技术可以极大地提高人们对动物的监测、研究和保护能力。本研究设计了一套廉价的陆生动物声音定位系统。该系统集成了市场上现成的录音笔和无线控制设备,价格明显低于许多动物定位系统。使用自主研发的声音定位软件,在X、Y方向上的绝对定位误差最大为1.69m,可满足大部分动物定位需求;Z方向的定位误差偏大,结果尚不理想。为了揭示影响声音定位系统精度的各种因素及其影响,采用蒙特卡罗方法进行分析,发现录音站点的位置测量误差、到达时间差的估计误差和声速的估计误差均会影响最终的声音定位精度。此外,该方法还可用于在声音定位系统布设阶段确定系统参数的合理数值,包括录音节点总个数和空间尺度。  
        关键词：声音遥感;生物声音定位;生物监测;误差分析;蒙特卡罗方法   
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        发布时间：2021-06-10
      • 崔要奎,赵开广,范闻捷,徐希孺
        2011, 15(6): 1276-1288. DOI: 10.11834/jrs.20110395
        摘要：虽然Lidar点云数据已被广泛应用于获取森林各项结构参数,但这些方法并不适合于低矮的灌丛、林地和农作物。本文以玉米为研究对象,提出利用机载Lidar点云数据的强度信息和全波形数据中的距离与扫描天顶角信息,反演农作物覆盖度和LAI的方法。在黑河进行的飞行实验和地面验证表明,该方法具有较高精度,也表明Lidar在低矮自然植被监测和农业应用上有较大潜力。  
        关键词：LiDAR;点云;全波形;农作物;覆盖度;LAI   
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      • 穆晓东,刘慧平,王宏斌
        2011, 15(6): 1289-1300. DOI: 10.11834/jrs.20110302
        摘要：通过一种卷积算法,从遥感分类数据中计算城市用地比例,并以该比例作为划分城市和非城市区的阈值,进而提取城市范围。方法构建了评价提取结果的指标体系,以确定卷积模板大小和阈值的选取。以北京为研究区,利用2007年SPOT5多光谱影像分类数据,对方法的可行性进行了验证。结合统计数据中的建成区面积,采用504种模板和阈值组合进行提取试验,讨论了模板和阈值对提取结果的影响。最终选择（205,51）的模板和阈值组合,对城市范围进行提取。研究结果表明:（1）该方法解决了遥感监测的城市用地分布区与城市范围存在差异的问题,为城市研究基础数据的准备提供了新的方法;（2）阈值过高或过低会造成城市范围的明显缩小或扩大;较小的模板不利于消除随机误差,较大的模板则会导致结果过于平滑;（3）对于SPOT5多光谱影像分类数据,模板大小在193—205像元（约4km2）、阈值接近50时,提取结果最好。  
        关键词：城市范围提取;遥感检测;卷积运算;城市用地比例;北京   
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      • 董立新,李贵才,唐世浩
        2011, 15(6): 1301-1314. DOI: 10.11834/jrs.20110254
        摘要：激光雷达（Lidar）与光学遥感的有效结合对中国南方区域森林冠顶高度反演意义重大,而国产卫星将为中国森林生态研究提供新的数据源。本文联合利用大脚印激光雷达GLA和国产MERSI数据,在实现GLAS波形数据处理和不同地形条件下森林冠顶高度反演算法基础上,建立了区域尺度不同森林类型林分冠顶高度GLAS+MERSI联合反演关系模型,进行了江西地区森林冠顶高度反演。总体上,GLAS激光雷达森林冠顶高度估算精度较高;且在与MERSI250m数据的联合反演模型中,针叶林模型精度较好（R2=0.7325）;阔叶林次之（R2=0.6095）;混交林较差（R2=0.4068）。分析发现,考虑了光学遥感生物物理参数的GLAS+MERSI联合关系模型在区域森林冠顶高度估算中有较高精度,且在空间分布上与土地覆盖数据分布特征非常一致。  
        关键词：森林冠顶高度;星载激光雷达;GLAS;FY3A-MERSI   
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      • 王丽涛,王世新,周艺,王福涛,刘文亮
        2011, 15(6): 1315-1330. DOI: 10.11834/jrs.20110351
        摘要：在大范围、长时序的旱情监测中,遥感技术以其快速、经济和大空间范围获取的特点,弥补了基于台站气象数据旱情监测的不足,为防旱和抗旱决策提供了实时、动态、宏观的辅助决策数据。本文对已有旱情遥感监测方法进行分析和整理,将其总结为基于土壤热惯量、基于土壤波谱特征、基于蒸散模型和基于植被指数的旱情监测方法,并对各类方法从监测原理、适用范围和应用进展等方面进行了阐述。在此基础之上,详细介绍一种结合了全球植被水分指数和短波角度归一化指数的优势建立的旱情遥感监测模型和方法。以2010年春季西南地区旱情为应用案例,从监测模型方法、数据处理流程和应用分析等方面,介绍一种基于植被水分指数的旱情监测方法,并对其监测结果进行统计分析与评价。  
        关键词：旱情监测;遥感;研究进展;应用分析   
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