二向性归一化植被指数:概念及应用

最近发布的星载法国地表反射的极化与方向性观测仪(POILDER)与美国中分辨率成像光谱仪(MODIS)的地表二向性反射(BRDF)数据产品,其输入数据的大气纠正未能满足定量遥感的需求.提出了二向性归一化植被指数(BiNDVI)的概念,以同时考虑地表反射的二向性与大气程辐射的影响,并用于定义卫星多角度遥感观测值的大气质量指数.用该指数加权迭代反演,能明显改进MODIS-BRDF的数据产品质量.     

三维结构非同温像元热辐射的尺度效应

使用Monte Carlo方法讨论了三维结构遥感像元热红外辐射的尺度效应,针对V形谷这一典型的三维非同温像元,计算了其等效发射率. 导出了同温V形谷等效发射率的解析表达式,并分析了误差. 像元热辐射尺度效应的模拟结果证明,李小文等对Planck定律的遥感像元尺度纠正公式适用于三维结构非同温像元.     

遥感地表参数反演中的一种不确定性知识处理方法

在基于贝叶斯网络的遥感参数反演模型中引入虚拟节点,提出不确定性知识表示与知识更新方法,推导了遥感反演中的参数后验信息更新公式.用北京顺义遥感实验的多尺度数据对冬小麦的叶面积指数和叶绿素面质量进行反演计算,验证了多知识源反演过程中不确定性知识对参数后验分布概率的调整模式.     

基于真实三维结构的玉米冠层生化参数垂直分布的定量化分析

为了定量研究作物生化参数在冠层中的垂直分布情况,本文以2000年栾城实验测量的玉米冠层自上而下不同叶位叶片的光谱数据为基础,利用PROSPECT模型进行反演,获得每层叶片的叶绿素(a b)含量、等效水厚度、干物质含量等叶片的生化参数.通过比较发现:玉米冠层叶绿素等含量生化参数具有明显的随高度垂直分层现象,最明显的就是叶片的叶绿素含量,最大和最小叶绿素含量的相对差值甚至可以达到最大值的79.1%.在此基础上,根据实测玉米冠层结构,利用扩展L系统生成玉米真实三维结构冠层场景.通过统计计算每层叶片的生化参数,进而得到冠层生化参数的垂直分布.这为进一步基于冠层光谱的参数反演和定量分析以及农业应用等研究奠定了理论基础.     

地表非同温像元发射率的Monte Carlo模拟

在进一步阐释地表非同温像元发射率的定义和Monte Carlo模拟方法的基础上,对在非同温像元上使用基于Kirchhoff定律的模拟方法提出了不同的看法.     

再论BRDF互易原理的尺度效应

互易原理是电磁学、光学的常用原理之一,是辐射传输理论的基石.当这一理论被用到遥感研究中,相当多的测量数据,尤其是野外测量数据不支持互易原理在传感器像元尺度上的有效性,因而,互易原理被当作检验遥感数据质量标准时,受到测量界的强烈反对.李小文等用几何光学模型证明了互易原理的尺度效应(Progress in Natural Science,1998,8(3):354～358).Snyder对李等的证明提出质疑(Applied Optics,2002,41(21):4307～4313),并试图证明互易原理在遥感中适用的无条件性,文中对Snyder的质疑进行了考察,指出,由于作者忽略了李小文等证明二向反射(BRDF)互易原理尺度效应的重要条件,并不能证明互易原理是无条件适用于遥感目标的研究尺度的,并再度证明,BRDF互易原理存在尺度效应.     

基于波谱数据库先验信息的地表参数同化反演方法

我国典型地物波谱数据库的构建为地表参数反演提供了先验信息,而时间序列遥感观测数据则能够提供反演目标参数的动态变化信息．文中将描述植被冠层反射的遥感辐射传输模型与描述作物生长变化的过程模型结合,提出了综合利用时间序列遥感观测数据和波谱库所提供的参数先验信息对农作物生长过程中的关键结构参数叶面积指数（LAI）进行反演的方法．时间序列遥感观测数据能为目标参数LAI的反演提供更多信息,而作物生长模型的引入则能够对反演过程中LAI的变化趋势进行约束．实验结果表明,利用地物波谱库中提供的参数先验信息结合时间序列遥感观测数据,采用变分数据同化算法可以明显提高具有时间变化特征的地表目标参数反演精度．     

叶面积指数遥感反演方法进展

叶面积指数（LAI）是描述植被冠层结构的关键参数,而模型反演法是提取LAI的潜在有效方法．论文综述了植被冠层辐射传输模型和辐射传输模型遥感反演LAI方法的理论发展,详述了植被冠层辐射传输模型和LAI反演的发展历程．通过逐步的理论扩展,进而引出目前学者广泛关注的LAI提取同化算法,为遥感观测提取LAI或其它参数提供了理论参考．     

基于景观结构的遥感影像超分辨率制图

尺度问题是基于遥感信息的土地覆盖分类中的一个核心问题,利用低空间分辨率数据得到高分辨率分类结果的向下尺度转换又是其中的难点．遥感影像超分辨率制图是近年发展起来的用于分类向下尺度转换的新方法,可由低空间分辨率遥感数据得到高分辨率的硬分类结果,弥补了传统的通过混合像元分解进行向下尺度转换时不能得到亚像元具体空间位置的不足．但现有超分辨率制图方法对小斑块、具有平直边角的形状或线形地物制图能力普遍较差．文中提出一种基于景观结构的超分辨率制图方法并将其用于模拟景观和真实景观的超分辨率制图．结果显示该方法可用于大斑块、小斑块共存景观的超分辨率制图,且制图结果不确定性低,算法简单,对研究区的先验信息要求低．基于景观结构的超分辨率制图改善了现有方法,为遥感影像土地覆盖分类向下尺度转换提供了一种简易可行的新选择．     

水体偏振特性的室内实验研究

在偏振特性理论分析和经验总结的基础上,对水面上偏振测量试验的设计和测量方法提出了新的思路,并对已知质量浓度铜绿微囊藻溶液和泥沙悬浊液进行测量,以获得水中叶绿素、沉淀物质量浓度和观测方位变化对偏振离水辐射信息的影响机制.发现叶绿素质量浓度变化对偏振特性的影响并不是非常显著,而当沉淀物质量浓度不断上升时,偏振离水辐射信号不断增强且变化幅度愈大;离水辐射信号对观测方位具有较强的敏感性.