水下悬浮浒苔海面光谱响应的辐射传输模拟

浒苔分布的大范围遥感监测是应对浒苔灾害的迫切要求.对于海面漂浮浒苔,已基本实现了有效的光学遥感监测.针对水下悬浮浒苔情形,开展了海面光谱响应的辐射传输模拟研究,分析了海而光谱随浒苔厚度、悬浮深度、水体浑浊度以及环境条件的变化规律.研究发现:随浒苔悬浮深度、水体浑浊度的增加以及浒苔厚度的减小,海而光谱所包含的浒苔信息减弱,海水颜色(光谱主波长和纯度)也随之发生变化;水气界面粗糙度、云覆盖程度以及太阳天顶角等环境因素的影响可忽略;可引起海面光谱变化的浒苔最大悬浮深度,在黄海清洁水体中约为30 m,在浑浊水体中约为1 m.     

2008年—2012年山东半岛海域浒苔时空分布特征研究

浒苔是我国近海一种新型的海洋生态灾害,自2008年以来,每年5—8月份在黄海海域周期性暴发与消亡,给沿海地区造成不同的环境影响和经济损失。基于2008年—2012年五年的MODIS数据,计算了山东半岛海域长时间序列NDVI,利用阈值分割法提取浒苔信息,并进一步获得爆发的时间、面积、相对聚集密度、影响范围及浒苔漂浮路径。结果表明：2008年以来各年浒苔最早发生在5月中旬至6月上旬,6月中旬至7上旬进入爆发期,浒苔面积、影响范围及浒苔密度达到最大值,其相对聚集密度峰值一般早于或晚于爆发期一个生长阶段,最终于7月下旬或8月上旬进入消亡期,平均持续时间约为71天。浒苔漂浮路径整体为从东南外海逐渐开始向西北近海海域靠近。从浒苔面积、影响范围、相对聚集密度等多项指标综合看,2008年和2009年两年浒苔爆发较为严重。     

基于多源、多时相遥感影像的黄、东海绿潮影响区检测

利用不同空间分辨率、多时相卫星遥感数据,对2007-2010年间黄海、东海发生的绿潮(大型绿藻——浒苔)进行了监测与评估.江苏北部浅滩沿岸水体浑浊,浒苔在该海域中光谱混合现象严重,高空间分辨率的遥感影像有利于其检测;在水体极浑浊的射阳河口检测到的浒苔离岸最近距离为1 km左右.反演结果表明,浒苔在5月初会沿苏北沿岸流向...     

真实海洋表面的太阳耀光偏振辐射特性仿真与分析

由于镜面反射的原因,海洋表面呈现反射强烈的太阳耀光.水体本身属于低反射率的暗目标,太阳耀光成为水体航空航天遥感图像中的噪声;太阳耀光具有强偏振的特点,经过计算可以作为评价在轨传感器偏振指标的替代定标标准光源;也可以用来计算气体成分或者反演气溶胶参数.无论是去除噪声还是获取标准光源,都需要精确计算其辐射特性物理参数.文章...     

一种改进的光谱图像反演地表目标遥感反射率的方法

提出一种改进的反演地表目标遥感反射率的方法.利用光谱图像中的太阳耀光估计当时气象条件下的大气透过率,分析了天空辐射和色散现象对反演的影响,据此构建遥感反演模型,计算出地表目标的遥感反射率.由于消除了天空漫射辐射带来的额外影响使得可见光波段的反演准确度大为提高,此外将菲涅尔反射率表示为波长的函数进行计算使反演光谱在整个波段范围内能更好地匹配实验室光谱.实验结果表明,改进算法计算的反射率能更好地匹配实验室光谱,具有更高的反演准确度.     

基于UNet深度学习算法的东海大型漂浮藻类遥感监测

基于语义分割神经网络UNet,利用GOCI(Geostationary Ocean Color Imager)卫星传感器数据,构建出能够有效提取大型漂浮藻类的深度学习模型,实现了对大型漂浮藻类信息端到端、像素到像素的分割识别.验证结果表明:所提出的深度学习模型对验证集中大型漂浮藻类的平均识别精度达到88.54％;通过与...     

淮北地区大气污染的光学遥感监测与预报

在淮北地区建立差分吸收光谱遥感系统,监测淮北地区主要大气污染气体,监测时间从2011年8月7日至8月28日. 结果表明污染物排放达到国家标准. 并以臭氧为例建立污染气体浓度变化趋势跟踪预测模型.     

太湖藻华水体的遥感监测与预警

受水体富营养化的影响,藻华暴发已成为目前我国湖泊和水库面临的主要环境问题之一.针对藻华水体的动态监测,特别是提前预警技术的研究对于内陆水体的污染防控具有重要意义.该文结合高光谱实验数据,综合运用指数法和遥感影像假彩色合成法.建立了基于MODIS数据的太湖藻华水体遥感信息提取模型,并在此基础上,对2007年3～5月间太湖藻华形成过程进行了遥感实时动态监测研究.通过埘春夏季节蓝藻水华的空间分布特征和藻华不同形成阶段的特征分析,提出了太湖藻华水体预警的技术方法,即当MODIS水体绿度指数GI集中分布于0.6～0.8区间时,可认为太湖水域已进入蓝藻水华大规模暴发前的预警阶段.     

遥感数据在农业旱情监测中的应用研究进展

在全球变暖的背景下,农业干旱频发不仅严重影响区域粮食安全和生态安全,同时还威胁社会经济稳定和可持续发展。农业旱情遥感监测是预防农业旱灾发生发展的重要途径,可以为科学制定旱灾风险管理措施提供有力支撑。因此,厘清农业旱情遥感监测研究进展对于今后更好地开展农业旱情监测及预警研究以及进一步促进社会经济的可持续发展具有重要的现实意义。基于此,系统梳理了当前遥感数据在农业旱情监测中的应用研究进展。针对不同的农业旱情评价对象,将旱情监测指标分为降水监测指标、土壤含水量监测指标和作物需水监测指标,并对不同指标涉及的遥感数据源和评价方法进行了归纳和总结。重点针对农业旱情监测涉及的最主要的两种典型地物（土壤和植被）的光谱特性差异和对水分变化的敏感波段不同,系统总结了微波遥感监测法,可见光、近红外与热红外遥感监测法和高光谱遥感监测法用于农业典型地物旱情监测的近今进展,并探讨了未来农业旱情遥感监测研究的主要发展方向,以期为今后更好地开展农业旱情预警和调控管理工作提供参考。     

黄浦江上游遥感监测溶解氧模型与时空变化

溶解氧含量是反映水体有机污染的重要水质指标。文章选择黄浦江上游水源中的典型水质参数——溶解氧为研究对象,利用地面高光谱遥感数据、多光谱遥感数据和现场水质监测数据来研究水体反射光谱特征与水质参数浓度之间的关系,发现溶解氧含量与641 nm波段的光谱反射率相关性最高,由Landsat5 TM第3和4波段的遥感反射率比值变量所建立的对数模型相关性最高,达到0.829。在此基础上,基于多时相遥感影像对溶解氧模型的通用性和准确性进行验证,并探讨了溶解氧的时空变化规律。结果表明,该模型具有较高精度,估测值与地面实测值在时间变化规律上保持一致,同时根据该模型得出的黄浦江上游溶解氧含量空间分布规律与该区域的有机污染实际分布情况是相互吻合的。     

草地退化的高光谱遥感监测方法

我国草地分布面积广,退化情况严重,实时、准确地监测草地的生态状况,对于区域气候、碳循环研究以及经济发展具有重要意义。利用地面实测光谱数据进行了高光谱草地退化监测研究。选择内蒙古呼伦贝尔市的温性草甸草原为研究对象,测量了草甸草原的羊草、克氏针茅、冷蒿等多种植物的叶片、冠层以及多种植物混合的群落反射率光谱数据。通过有效的光谱特征参量化方法,提取叶片和冠层光谱的光谱特征,准确区分了草甸草原的几种建群和退化指示草本植物,验证结果表明光谱识别的精度高于95%。以此为基础,利用线性光谱混合模型对群落植被的混合光谱数据进行混合光谱分解,得到各组分的覆盖度,误差在5%以内。该文的研究结果为高光谱遥感草地监测提供了有力依据。     

多光谱遥感在重大自然灾害评估中的应用与展望

重大自然灾害发乍后,及时、准确的灾情评估对决策部门制定科学和有效的救灾减灾方案具有关键性的作用.多光游遥感具有数据获取范围广、速度快等特点.应用在灾害评估中具有非常大的优势和潜力.在我国近年来的多次重大自然灾害评估中,多光谱遥感技术都发挥了重要的作用.该文首先以地震灾害、洪涝火害和十旱灾害为例,简要总结了多光谱遥感在重...     

作物生物量遥感估算研究进展

作物生物量是作物长势监测以及产量估算中的一个关键指标。随着3S技术的发展,遥感数据可以为作物生物量的估算提供有力的支撑,充分发挥遥感信息的宏观及实时动态性,使在大的时间和空间尺度上进行作物的生物量估算成为可能。文章通过总结作物生物量遥感估算的研究现状,根据采用的数据源不同以及基于的模型基础不同将现有作物生物量遥感估算模型划分为6类,并对每一类模型的方法、原理、和应用进行了详细阐述,讨论分析了作物生物量遥感估算方法的发展趋势,以及各种估算方法的自身优势和仍需完善的方面,并对今后的发展进行了展望。     

积雪污染物含量高光谱遥感监测研究

积雪中的污染物含量可以用来反映区域和全球范围内人类活动对环境的污染,但是迄今为止,对大范围或人类活动难以到达的地区进行积雪污染物含量时空监测的研究尚不多见.文章通过模拟大气沉降实验,应用光谱学技术分析了不同污染物含量对积雪反射光谱的影响,而后分别利用构建特征指数法、主成分分析法、BP神经网络以及RBF神经网络模型对积雪污染物含量预测,表明神经网络模型结合高光谱遥感数据方法能够较为准确地估算积雪污染物含量.     

光谱分析在植被重金属污染监测中的应用

矿产资源的开发导致环境污染日益严重,尤其足矿山废弃物中大量的重金属元素,严重污染土壤,影响了作物生长和人类健康,矿山环境污染的监测和治理成为亟待解决的一个问题.基于地物波谱特征的遥感技术,能克服传统监测方法的不足,成为环境污染监测的有力手段.并以德兴铜矿为研究区,以盐肤木为研究植被,样品采集与波谱采集同步进行,化学分析和光谱分析相互结合,建立了由光谱参数到重金属含量的回归方程和反演模型,提出了利用光谱分析技术监测重金属含量的方法,证明了高光谱遥感的光谱分析法应用在环境污染监测上的可行性.     

高光谱遥感监测土壤含水量研究进展

土壤含水量是监测旱情墒情的关键参量,近年来在利用高光谱遥感数据监测土壤含水量方面,国内外进行了大量的研究。文章首先在分析利用不同波段监测土壤含水量的原理及优缺点基础上,指出高光谱遥感监测的独特优势和问题。并以此为出发点,从机理上归纳了土壤含水量对土壤反射率的整体影响,以及对不同波段响应的差异。在此基础上,从物理机理和统计方法两个方面,总结了土壤含水量与土壤反射率的关系。并分析和评价了各模型及统计方法中的关键问题和优缺点。以往研究土壤含水量与土壤反射率关系的实验方法中往往存在一些问题,文章也一一指出并提出了解决方案。同时,探讨了高光谱在消除植被影响,更好地反演土壤含水量方面的可行性。最后对未来的研究方向进行了展望。     

作物残茬覆盖度遥感监测研究进展

作物残茬作为农田生态系统的重要组成部分,影响着农田生态系统中的营养物质、碳、水和能量的流动与循环。作物残茬覆盖度作为描述作物残茬数量和分布的重要指标,对于农田生态系统C循环和全球气候变化均有实际意义,具备重要的定量监测价值。遥感技术具有准确、经济、快速大面积监测的能力,因此利用遥感监测区域尺度的作物残茬覆盖度,受到国内外学者的关注。工作回顾总结了目前利用遥感监测作物残茬覆盖度的主要方法和最新研究进展,并根据基本方法的差异以及数据源的不同,从五个类别分别介绍了遥感监测原理与技术革新,对每一类方法的优点和缺陷进行分析,并提出了相应的改进措施。最后对作物残茬覆盖度遥感监测方法的发展趋势进行了展望。     

Microwave subsurface remote sensing in the Negev Desert: monitoring of soil water-content

We report the use of the microwave remote sensing as a technique with great potential for the mapping of subsurface properties including the monitoring of soil water conditions. Remote sensing experiments with microwave instrumentation were conducted in the Negev desert in Israel. The remote sensors used were a P-band (68 cm, 441 MHz) scatterometer and an ERS-2 C-band (5.3 cm, 5.7 GHz) SAR (synthetic aperture radar) along with the collection of ground truth data such as volumetric and gravimetric soil water-content, surface roughness and dielectric measurements. Corner reflectors in the field were used for calibration and geo-rectification of the SAR data. The results of the microwave experiments are in a good agreement with the developed theoretical models that take into account the effects of the random surface roughness. The optical modelling of microwave processes is presented as a tool for developing the physical basis for empirical studies. This practice simplifies testing theoretical predictions and reduces the immense cost of running field and laboratory measurements in the microwave range.     

Microwave subsurface remote sensing in the Negev Desert: monitoring of soil water-content

We report the use of the microwave remote sensing as a technique with great potential for the mapping of subsurface properties including the monitoring of soil water conditions. Remote sensing experiments with microwave instrumentation were conducted in the Negev desert in Israel. The remote sensors used were a P-band (68 cm, 441 MHz) scatterometer and an ERS-2 C-band (5.3 cm, 5.7 GHz) SAR (synthetic aperture radar) along with the collection of ground truth data such as volumetric and gravimetric soil water-content, surface roughness and dielectric measurements. Corner reflectors in the field were used for calibration and geo-rectification of the SAR data. The results of the microwave experiments are in a good agreement with the developed theoretical models that take into account the effects of the random surface roughness. The optical modelling of microwave processes is presented as a tool for developing the physical basis for empirical studies. This practice simplifies testing theoretical predictions and reduces the immense cost of running field and laboratory measurements in the microwave range.