中国科学院空天信息创新研究院, 北京 100094
高分四号PMI可为防灾减灾提供稳定数据, 其搭载的中红外传感器可以很好地应用于快速火灾监测中。 但由于缺少传统火灾监测的热红外波段, 高分四号提供的光谱信息大多作为灾中监测的辅助数据, 且现有的火点识别研究所构建的火点自适应阈值检测算法受单一波段的影响, 错检率和漏检率均偏高。 为进一步探究高分四号数据在林火监测中的应用方法, 提高火点识别精度, 本研究分析高分四号数据的特点, 结合单通道红外光谱的火点监测方法, 应用上下文思想提出一种基于双时相影像的亮温差校正火点检测的方法来进一步提高检测精度。 该方法使用灾前和灾中两期影像, 具体分为时间尺度上基于空间插值的亮温补偿获取, 空间尺度上的上下文自适应阈值分割以及火点判识三个部分。 首先将两期影像做差值处理, 并将潜在火点周围动态邻域内其他无污染像元的亮温差作为采样点进行空间插值, 随后将插值结果带入灾前影像中得到灾中未发生火灾时的背景亮温, 最后利用判别条件进行火点判别和虚警剔除, 得到最终火点检测结果。 其中在灾中背景亮温的预测研究对比了反距离加权插值(inverse distance weigh)、 简单克里金插值(simple kriging)和普通克里金插值(ordinary kriging)三种插值方法, 从拟合结果来看普通克里金插值既体现了像素区域的波动性又有一定的平滑效果避免峰值过高, 是较为理想的拟合结果。 实验以目视解译的火点数据为参照验证了山西沁源县和内蒙古呼伦贝尔新巴尔虎左旗地区的两起火灾, 对比最新提出的单时相火点检测算法, 研究结果表明引进的亮温差校正数据可以更好地拟合背景亮温, 减少错分误差至3%, 并保持综合评价指标Fβ分数在0.9以上。 该方法有效结合了高分四号空间和时间的信息, 未来可用于高分四号PMI数据自动化火点检测与快速提取。
高分四号 火点检测 温度补偿 克里金 GaoFen-4 Fire point detection Temperature compensation Kriging 光谱学与光谱分析
2021, 41(11): 3595
1 中国科学院遥感与数字地球研究所, 北京 100101
2 广西空间信息与测绘重点实验室, 桂林理工大学, 广西 桂林 541004
3 中国科学院大学, 北京 100049
2013年4月20日芦山7.0级大地震发生后, 产生大面积滑坡、 崩塌、 碎屑流等次生地质灾害, 造成大量人员财产损失, 并严重阻碍了应急救援和灾后重建工作的顺利开展。 利用快速获取的震前和震后航空、 航天等多源遥感数据、 地形地貌和地质构造数据, 首先结合次生地质灾害在高分辨率多光谱影像上的形态、 结构和纹理特征, 对地震重灾区次生地质灾害的数量和空间分布进行了有效监测。 结果显示: 芦山县、 宝兴县和天全县次生地质灾害最为严重, 各有164处、 126处和71处大型次生地质灾害点。 并结合GIS技术对这些次生地质灾害的空间分布规律, 特别是同区域地质构造、 烈度和地形地貌之间的关系进行了综合分析和评估。 评估结果显示: 在监测区存在四个次生地质灾害高发区, 其中一个聚集在震中6公里范围内, 其他三个沿本区域两个主要地质断层分布; 超过97%的次生地质灾害位于烈度Ⅶ～Ⅳ度、 坡度25°～50°且海拔800～2 000 m之间的区域。 最后结合震害遥感监测评估结果, 对震后恢复重建规划及实施提出建议。
高分辨率 多光谱遥感 芦山地震 监测 次生地质灾害 High Resolution Multi-spectral remote sensing Lushan earthquake Monitoring Secondary geological disasters
1 长沙理工大学 化学学院, 长沙 410114
2 湖南神州光电能源有限公司技术研发部, 长沙 410205
采用低温酸刻蚀, 通过优化HFHNO3H2O腐蚀溶液体系配比及相关工艺参数, 在多晶硅材料的表面制备了绒面结构, 并进行SEM表面形貌分析和反射谱的测试。结果表明, 低温刻蚀比常温刻蚀在生产工艺中更有利于控制反应速度, 从而得到效果较好的绒面结构。研究中发现, 在不同HFHNO3H2O腐蚀溶液体系配比中, 温度对反应速率的影响有较大差异, 当HNO3含量相对较低时, 低温刻蚀工艺有较好的效果。所得最佳绒面制备方案为：酸腐蚀溶液体系配比为VHF∶VHNO3∶VH2O=1∶4∶2, 温度为3℃, 反应速率控制为2.6μm/min。该方案已在25MW多晶硅太阳电池生产线上实施, 不增加工艺难度和生产成本, 适合于工业生产。
低温刻蚀 多晶硅 表面织构化 腐蚀速率 温度 lowtemperature etching multicrystalline silicon texturization etching rate temperature
1 中国科学院遥感应用研究所遥感科学国家重点实验室, 北京100101
2 中国科学院研究生院, 北京100049
3 北京钢铁学院附属中学, 北京100083
耕地撂荒严重影响了我国的粮食产量, 成为中国近20年来耕地利用过程中出现的又一重大问题。 多光谱遥感具有数据获取范围广、 速度快等特点, 在国土资源研究中具有非常大的优势和潜力。 为了提取撂荒地, 文章采用多光谱遥感数据Modis/Terra 2000年—2009年的NDVI数据产品和日本ALOS卫星遥感影像数据, 利用时间序列NDVI来表征主要土地利用类型的生命周期特征, 对各土地利用类型采样点生成的NDVI时间序列曲线, 结合各类型的生长周期特征及其对应的NDVI特征, 进行对比分析, 从而识别撂荒地, 并区分耕地撂荒与轮休。 最后通过野外考察开展实地验证, 结果表明应用多光谱遥感的方法能够很好的提取撂荒地, 并区分主要土地覆盖类型, 正确率高达90%。 因此多光谱遥感在撂荒地识别研究中具有相当的可行性。
撂荒地 多光谱遥感 时间序列 生命周期 Abandoned farmland Multispectral remote sensing NDVI NDVI Time series Life cycle 光谱学与光谱分析
2011, 31(6): 1615
1 中国科学院遥感应用研究所遥感科学国家重点实验室, 北京100101
2 中国科学院研究生院, 北京100039
植被作为干旱的承载体, 其含水量的变化反映了旱情的时空分布以及受旱程度。 文章从监测原理、 植被水分表征以及遥感数据反演模型等三个方面, 开展了基于多光谱遥感数据的植被水分反演方法研究。 以2010年春季西南四省为应用案例, 进行了植被水分的反演和时空分析, 并与气象数据进行了相关性分析。 结果表明: 在2010年旱情中, 降水对植被水分变化具有一定的影响; 然而由于植被吸收降水的过程是一个滞后的过程, 因而降水的变化对植被水的影响也存在一定滞后效应。 在上述分析基础之上, 从时间和空间尺度对植被水分在旱情监测和评估中的应用进行了评价。 通过时间合成以及与其他数据(如历史数据)的结合, 可克服多光谱数据的自身不足, 提高多光谱遥感数据在旱情监测和评估的应用性。
多光谱遥感 植被水分 旱情监测 Multi-spectral remote sensing Vegetation water content Drought monitoring 光谱学与光谱分析
2011, 31(10): 2804
1 中国科学院遥感应用研究所, 遥感科学国家重点实验室, 北京100101
2 中国科学院研究生院, 北京100049
重大自然灾害发生后, 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。 多光谱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、 洪涝灾害和干旱灾害为例, 简要总结了多光谱遥感在重大自然灾害评估中的具体应用情况。 其次对多光谱遥感在重大自然灾害评估在应用过程中存在的数据源相对不足和应用的广度和深度不够的问题进行了分析。 最后对今后扩展多光谱遥感数据的获取手段、 建立重大自然灾害遥感评估指标体系和完善多光谱遥感评估技术体系等发展方向进行了展望。
多光谱遥感 灾害评估 应用 展望 Multi-spectral remote sensing Disaster assessment Application Prospect
1 中国科学院遥感应用研究所遥感科学国家重点实验室, 北京 100101
2 中国科学院研究生院, 北京 100049
青海玉树7.1级地震使当地人民群众的生命和财产受到严重损失。 利用多光谱遥感技术获取数据范围广、 手段多等优势, 以地震前后不同空间分辨率的航空和航天多光谱遥感影像作数据源, 通过遥感和GIS技术的应用, 对玉树地震的构造背景, 地震重灾区的房屋建筑倒塌、 场地震害、 生命线工程等震害信息进行遥感监测和分析, 并对监测区内毁坏严重的土木结构房屋分布、 寺庙建筑损毁情况以及地裂缝滑坡、 崩塌、 碎屑流、 塌陷等灾害的空间分布、 规模、 对道路等设施的影响进行了详细的评估。 最后结合震害遥感评估结果, 对震后恢复重建规划及实施从房屋建筑群烈度设防、 房屋建筑群的具体选址以及房屋建筑的结构等方面提出了建议。
多光谱遥感 玉树地震 震害 评估 Multi-spectral remote sensing Yushu earthquake Earthquake disaster Disaster assessment 光谱学与光谱分析
2011, 31(4): 1047
1 中国科学院遥感应用研究所遥感科学国家重点实验室, 北京100101
2 中国科学院研究生院, 北京100049
提出了一种新的基于光谱匹配的内陆水体反演算法。 该方法首先使用已知的水面实测光谱和水体组分(叶绿素, 悬浮物, 黄色物质)的吸收系数, 计算得到悬浮物的后向散射系数。 第二步是通过水体组分浓度的交叉组合, 利用生物光学模型计算光谱反射率, 建立包含所有水体组分组合情况的查找表(LUT: look-up table), 查找表中每条光谱都对应已知的三种水体组分的浓度。 第三步利用MODIS的通道响应函数, 把查找表光谱数据变换成MODIS波段反射率。 检验查找表的适用性, 使用验证数据基于最小距离的匹配原则进行查找, 最后得到与之对应的三种水质参数。 利用春秋两个季节的数据进行以上的研究, 其中秋季建立的查找表代表性较好, 其中叶绿素的平均相对误差为38.6%, 悬浮物的平均相对误差为28%。 本方法既结合了生物光学模型物理意义明确的优点, 又回避了单位光学量随时空变化的缺点, 是一种可行的方法。
生物光学模型 查找表 光谱匹配 Bio-optical model Look-up table MODIS MODIS Spectral matching 光谱学与光谱分析
2010, 30(11): 3056
1 中国科学院遥感应用研究所 遥感科学国家重点实验室, 北京 100101
2 中国科学院研究生院, 北京 100049
提出了一种基于短波红外(SWIR, short wave infrared)波段离水反射率为0的Ⅱ类水体大气校正算法.采用 MODIS的1.240μm和1.640μm两个SWIR波段的反射率计算出了可见光及近红外(NIR, near infrared)波段气溶 胶散射反射率, 进而反演得到了这些波段的离水反射率.应用该算法对中国东部近海及湖泊的Ⅱ类水体进行了大 气校正, 并与实测数据和常用的大气校正算法进行了比较分析, 结果表明该算法能够有效地去除大气的影响.
大气校正 Ⅱ类水体 短波红外 MODIS MODIS atmospheric correction case Ⅱ waters short wave infrared(SWIR)
