1 辽宁科技大学土木工程学院, 辽宁 鞍山 114051
2 中国科学院空天信息创新研究院, 北京 100101
3 中国科学院大学资源与环境学院, 北京 100049
4 河南理工大学测绘与国土信息工程学院, 河南 焦作 454003
总悬浮物(TSM)是水环境评价的重要参数之一, 也是遥感水质反演的重要指标。 GF-1/WFV和GF-6/WFV作为高分系列对外免费开放的卫星数据, 在遥感监测中的应用较为广泛, 但目前针对两种数据的对比分析以及GF-6/WFV新增波段在水体水质参数反演中的适用性研究较少。 以云南滇池水域为研究区域, 对与水体实测数据同步过境(或时相相近)的GF-1/WFV和GF-6/WFV遥感影像采用统计分析的方法进行相同波段(蓝、 绿、 红、 近红外)一致性分析, 在此基础上运用经验回归方法分别构建两种数据的TSM反演模型, 并将加入GF-6/WFV新增波段的模型与GF-1/WFV构建的模型进行对比分析, 选择最优模型应用于滇池2020年的6幅GF-6/WFV图像得到滇池TSM分布图。 结果表明: GF-1/WFV与GF-6/WFV的蓝、 绿、 红、 近红外波段的相关系数分别为0.98, 0.98, 0.97和0.99, 两种数据的表观反射率具有很高的一致性。 GF-1/WFV基于蓝、 绿、 近红外波段构建的差值模型“B2+B4-B1”反演精度较高, 模型反演的均方根误差为6.35 mg·L-1, 平均绝对百分比误差为23.60%。 GF-6/WFV基于近红外、 红边1和红边2波段构建的比值模型“1/B5+B6”反演精度较高, 模型反演的均方根误差(RMSE)为3.07 mg·L-1, 平均绝对百分比误差(MAPE)为20.65%, 以GF-1/WFV构建的差值模型“B1-B4”与GF-6/WFV构建的“B5-B4”对比发现后者均方根误差减小了2.61 mg·L-1, 平均绝对百分比降低了32.33%, 实验表明加入红边波段的模型反演效果较其他模型更好。 采用建模公式得到了2020年滇池TSM分布图, 滇池TSM的变化范围在4~45 mg·L-1, 均值为18.23 mg·L-1, 总体空间分布呈现北重南轻的分布态势, 滇池TSM时间分布表现为上升-下降趋势。 该研究不仅可以为湖泊水质监测传感器波段设置提供参考和借鉴, 也为滇池水资源监管部门进行水质遥感监测提供了技术支撑。
滇池 总悬浮物 对比分析 GF-1/WFV GF-1/WFV GF-6/WFV GF-6/WFV Dianchi Lake Total suspended matter Comparison and analysis
1 中国科学院遥感与数字地球研究所, 北京100101
2 国家航天局航天遥感论证中心, 北京100101
3 北京大学地球与空间科学学院, 北京100871
4 南京大学地理与海洋科学学院, 江苏 南京210093
由于大气环境的变化, 大气气溶胶污染对光学遥感器成像品质的影响越来越受到载荷研制部门的重视。 天基光学遥感系统成像过程中, 受到大气气溶胶退化的影响使得光学遥感器成像品质的恶化。 大气导致图像质量降低主要原因之一是气溶胶混浊介质引起的前向光散射。 根据气溶胶辐射特性, 利用混浊介质辐射传输方程, 推导了包含气溶胶光学特性的大气点扩散函数模型。 根据此模型, 定量化分析与评价其对光学遥感器成像的大气模糊效应。 研究发现气溶胶介质除了对遥感器成像过程中大气透过率能量衰减影响外, 更重要的是由于散射对成像质量产生退化作用, 大气气溶胶光学厚度的增加使得气溶胶散射强度的增强, 气溶胶光学厚度的变化同样强烈的影响着点扩散函数的空间分布范围, 正是因为气溶胶在空间域内对图像产生的退化作用, 使得遥感图像质量降低, 尤其是图像清晰度的下降。 同时, 该模型也为遥感图像仿真中, 大气链路环节的优化与改进提供了参考依据与模型方法。
气溶胶 遥感系统 成像品质 Aerosol Remote sensing system Imaging quality
1 南京大学 国际地球系统科学研究所, 江苏 南京210023
2 南京大学 江苏省地理信息技术重点实验室, 江苏 南京210023
3 中国科学院遥感与数字地球应用研究所, 遥感科学国家重点实验室, 北京100101
基于GEOEYE-1多光谱影像、以归一化差分植被指数(NDVI)为研究对象继续就分形方法在高空间分辨率基础图影像中的适用性进行研究，并就分形模型构建最合理尺度层级的确定进行细致探讨.实验表明，基于分形理论的NDVI连续空间尺度转换模型构建方法适用于高空间分辨率遥感影像； 在给定的条件下，NDVI尺度转换分形模型构建时最合理尺度层级存在且可计算.研究使得分形方法所适用的反演量类型及基础图空间分辨率范围皆有大的扩展.
定量遥感 尺度转换 分形 归一化差分植被指数(NDVI) 真实性检验 quantitative remote sensing scale transformation fractal NDVI GEOEYE-1 GEOEYE-1 validation
1 南京大学国际地球系统科学研究所, 江苏 南京210093
2 江苏省地理信息技术重点实验室, 江苏 南京210093
3 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
4 电子科技大学自动化学院, 四川 成都611731
5 北京大学地球与空间科学学院, 北京100871
6 新疆农业大学草业与环境科学学院, 新疆 乌鲁木齐830052
尺度效应是遥感领域的一个非常重要的科学问题。 定量遥感尺度转换研究可用于解决如定量遥感反演产品真实性检验等诸多颇具挑战性的问题。 传统升尺度转换研究方法无法得到连续空间尺度上反演量的变化特性; 且面临不同传感器间几何、 光谱等特性参数校正问题的干扰, 尺度转换研究精度受到影响。 为此, 基于分形理论利用单一传感器影像解决这些问题。 基于Enhanced Thematic Mapper Plus （ETM+）数据, 以NDVI（利用其地表辐亮度计算模型）为研究对象, 建立了一个可参考的反演量连续空间尺度转换模型研究流程。 结果表明: (1)NDVI升尺度转换中存在尺度效应, 且此效应可由尺度转换分形模型定量描述; (2)此分形模型适用于NDVI产品的真实性检验中。 这表明分形作为一种有效的方法, 可用于定量遥感尺度转换研究中。
定量遥感 空间尺度转换 连续 分形 真实性检验 Quantitative remote sensing Spatial scaling Continuous Fractal NDVI NDVI ETM+ ETM+ Validation 光谱学与光谱分析
2013, 33(7): 1857
东北师范大学 城市与环境科学学院，吉林 长春 130024
水面镜面反射会产生太阳耀光，直接影响水体遥感信息的提取和利用。光在与物体相互作用的过程中，不仅其强度会发生变化，而且偏振状态也会发生变化。结合这两种情况，利用偏振反射的变化来消除太阳耀光。从理论上推导了偏振反射消除太阳耀光的可能性，实验测定了自来水和汽油在2π空间中的偏振反射光谱，分析了光线入射角、探测角、探测方位角、偏振角等因子与液体偏振反射比的普适关系。实验证明，当太阳处在一定的天顶角时，通过设置偏振角可以成功的消除太阳耀光的影响。
偏振 太阳耀光 多角度 偏振反射光谱 polarization sun glitter multi-angle polarized reflectance spectrum
东北师范大学,城市与环境科学学院,吉林,长春,130024
在反射、散射和透射电磁辐射的过程中,地表或大气中的目标地物将产生与它们自身性质有关的偏振特性.因此,地物的偏振信息探测成为遥感目标识别的新手段.偏振反射是伴随着目标的二向性反射而产生的,在探测目标地物的二向性反射的同时,可以通过偏振器获得目标地物偏振态的三维空间分布.本文从多角度偏振遥感机理的角度出发,研究了偏振化二向性反射与二向性反射之间存在的定量关系,并从实验上验证了二向反射、45°偏振、偏振均值三者在2π空间的相应方位角、天顶角、探测角以及通道上的反射比均相等.
偏振反射 二向性反射 多角度 定量遥感 polarized reflectance bidirectional reflectance multi-angle quantitative remote sensing
