赤潮航空高光谱遥感探测技术研究

赤潮航空高光谱遥感探测技术研究

马毅[1]2003年在《赤潮航空高光谱遥感探测技术研究》文中研究指明本文在国家高技术研究发展计划项目和国家重点研究基础规划项目的支撑下,面向中国赤潮海洋航空监测业务的需求,开展了赤潮航空高光谱发现检测、赤潮生物优势种类识别和赤潮生物量分布特征提取等3项技术的研究,并利用国内首批赤潮航空高光谱数据和宝贵的同步监测资料进行了检测和识别模型的验证。论文的工作包括:⑴ 在把握二类水体和赤潮水体的光谱特征的基础上,分析了赤潮与正常水体的航空高光谱特征差异,提出两种赤潮航空高光谱遥感发生检测模型:基于赤潮特征反射峰的检测模型、基于人工神经网络的检测模型。⑵ 在分析赤潮水体的高光谱数据特征的基础上,给出了赤潮水体的高光谱数据的特征向量,建立了3种赤潮生物优势种类航空高光谱识别模型:SAM(Spectral Angle Mapper)、SCM(Spectral Correlation Mapper)和SVM(Support Vector Machine).⑶ 基于多组分的海水遥感反射率模型,提出已知叶绿素浓度模拟海水遥感反射率的正问题模型、已知海水遥感反射率反演叶绿素浓度的反问题模型,对赤潮生物量分布特征航空高光谱遥感提取作了探索性研究。⑷ 开展了赤潮航空高光谱遥感发现检测模型和赤潮生物优势种类航空高光谱识别模型的实验应用。赤潮发生检测方面,分别利用基于赤潮特征反射峰的检测模型和基于人工神经网络的检测模型,检测出2001年8月12日和2001年8月25日高光谱图像中的赤潮水体和正常水体的空间分布,并指出上述两种检测模型不适合于存在大面积海面太阳耀斑的高光谱图像。赤潮生物优势种识别方面,应用SAM, SCM和SVM等识别模型成功地识别出2001年8月19日和2001年8月25日的赤潮生物优势种分别为丹麦细柱藻和红色中缢虫,但叁个模型对2001年7月16日暴发的夜光藻赤潮均产生误识别。最后,就赤潮航空高光谱遥感发现检测、赤潮生物优势种类航空高光谱识别和赤潮生物量分布特征航空高光谱提取等3项技术的完善,提出了需要进一步开展的研究工作。

卜志国[2]2004年在《航空高光谱遥感赤潮与油污染水体信息提取》文中研究指明近年来,频繁发生的海洋油污染灾害和赤潮灾害给我国沿海经济带来巨大损失。在对海洋灾害的监视监测中,航空遥感是重要的监测平台。推帚式成像光谱仪(PHI)是获取高分辨率的高光谱图像的重要手段。2001年,国家海洋局等科研部门首次应用高光谱遥感监测技术对海洋赤潮进行监测研究,对中国黄渤海海域的有限目标进行了航空监测和高光谱数据获取工作,第一次获取了海上油污染和赤潮高光谱数据。具有高分辨率、波谱连续的高光谱数据,不同于以往的数据,因此有必要发展基于高光谱数据的数据处理与信息提取方法,研究高光谱数据对海洋目标监测能力。本文对推帚式成像光谱仪(PHI)的原理及在海洋监测中的应用进行了分析研究,重点以其获取的数据为研究对象,在对数据进行相关处理的基础上较为系统地研究了了以下内容:(1)赤潮与油污染水体反射光谱特性曲线的获取方法及其特征分析。文中通过对几种反射率反演方法的研究和获得的高光谱数据的特点运用基于图像特征模型的方法尝试对反射光谱特性曲线进行了反演。经过进一步对油污染水体和赤潮水体与正常海水水体的光谱特性进行分析比较,提取出赤潮水体与油污染水体的特征光谱。得出在不具备大气参数的情况下,运用基于图像特征模型的反演方法进行反射率反演及利用高光谱数据的光谱信息进行赤潮与油污染检测的可行性。(2)高光谱数据对赤潮及油污染水体海域的判别分类。文中根据高光谱数据特点,运用基于光谱信息的分析方法中的光谱角度分析法对高光谱数据中的赤潮和油污染进行了分类研究,得到了分类图像。(3)高光谱数据彩色图像合成。文中对于具有一百多个波段的高光谱遥感数据,对特定区域运用联合熵计算和主成成分分析的方法进行彩色图像的合成,并对两者的合成图像进行了、分析比较,得出利用高光谱图像数据进行海上目标监测与信息提取的可行性。(4)高光谱图像几何特征提取方法。以信息量最大的的灰度值图像为依据,确定适合目标几何特征提取的图像二值化处理和灾害发生区域边缘跟踪算法,目的是对污染发生区域的面积、周长和形状因子等几何参数做出计算。

马毅, 张杰, 张汉德, 刘宇中[3]2002年在《中国海洋航空高光谱遥感应用研究进展》文中进行了进一步梳理详述了我国赤潮航空高光谱遥感应用研究的发展现状 ,对所发展的赤潮发现检测、生物优势种类识别、生物量分布特征提取技术及所建立的赤潮光谱数据库进行了详细介绍。概述了基于高光谱数据的溢油发生检测及面积信息提取、海冰发生检测及密集度信息反演、海岸带典型要素光谱波段敏感性等的研究进展。从遥感平台、成像光谱仪的角度对我国的海洋航空高光谱遥感发展进行了展望 ,简要介绍了建设中的国内首套适用于海洋环境与灾害快速监测的海洋航空遥感多传感器集成与应用系统。指出发展我国海洋航空高光谱遥感应用研究的 3个关键问题 :(1)大量获取海洋及海岸带要素的高光谱数据 ;(2 )开展海洋及海岸带要素现场光谱数据的同步测量研究 ;(3)大力建设海洋及海岸带要素的地物光谱数据库。

佚名[4]2001年在《上海技术物理研究所等单位共同承担的赤潮航空高光谱遥感监测技术研究课题取得突破性进展》文中研究说明由国家海洋局北海分局主持、中国科学院上海技术物理研究所和国家海洋局第一海洋研究所共同承担的“赤潮航空高光谱遥感监测技术研究”第一期课题已按实施方案实现第一阶段的工作目标,在基础数据获取方面取得了突

崔廷伟, 马毅, 张杰[5]2003年在《航空高光谱遥感的发展与应用》文中认为概述了成像光谱遥感技术的内涵、高光谱数据的特点、成像光谱仪的主要类型、数据处理软件以及光谱数据库建设等内容。在此基础上,综述了航空成像光谱技术在海洋、环境资源勘探以及植被与生态遥感等方面的应用现状。最后对高光谱遥感技术的发展方向提出了几点建议。

辛红梅, 张杰, 马毅, 初佳兰[6]2003年在《基于植被指数的赤潮高光谱敏感波段确定方法初探》文中研究表明为满足赤潮遥感监测业务的需要, 将植被指数的表达形式引入高光谱遥感研究领域,提出了用于判别图像分类效果的量———显着性度量,并以显着性度量的大小为判据,遴选出用于赤潮探测的敏感波段。

王强[7]2006年在《航空高光谱遥感光谱域噪声滤波应用研究》文中研究指明高光谱是目前遥感技术发展的一个前沿,已被成功应用于许多领域中。高光谱技术的广泛应用在于它能提供地物详细的光谱信息,而高光谱应用精度的提高也取决于高光谱遥感提供的地物光谱的信噪比,因此在高光谱应用之前不仅需要对空间域图像进行噪声滤波,还需要对光谱域噪声进行滤波。本文主要以航空高光谱遥感PHI数据为研究对象,对高光谱数据光谱域噪声的检测、分析,高光谱数据信噪比的计算,光谱域噪声的去除,以及不同光谱域噪声滤波方法对高光谱数据造成的影响进行了深入的研究,主要的工作可概括为以下四个方面: 1、从航空高光谱图像的均方差、直方图、各波段相关系数、反射率转换后的图像光谱曲线对航空高光谱图像中的噪声进行了分析;对现有的高光谱遥感数据的信噪比计算方法进行总结,从反射率光谱曲线的噪声求解提出一种基于像元光谱的信噪比计算方法,利用2003年PHI高光谱数据对各信噪比计算方法进行了测试和比较。 2、针对高光谱图像光谱域中存在的噪声,提出一种利用导数光谱分析、诊断光谱噪声,并使用基于最小二乘的Savitzky-Golay滤波进行自适应噪声去除的DSGF(Derivative based Savitzky-Golay Filter)方法,该方法在有效的去除高光谱图像光谱域噪声的同时,能保留图像光谱的大部分细微特征,是地物实测光谱和高光谱图像光谱域噪声去除的一种有效手段。 3、将小波变换用于高光谱图像光谱域噪声滤波,利用小波变换的多分辨率分析,将图像光谱分解为平滑分量和噪声分量,并对不同地物类型图像光谱进行了分析,认为通过去除图像光谱小波变换的D1和D2高频噪声分量后再进行小波逆变换,可以在保持大部分光谱特征同时取得较好的光谱平滑效果。 4、从统计检验、光谱相似度计算、类间距离计算叁个角度对光谱域噪声滤波方法进行了分析与评价;将滤波前后的高光谱遥感数据用最大似然分类法和SAM分类方法进行了分类,发现光谱域滤波对最大似然分类精度的影响不明显,但对SAM分类而言,未能分类的像元数较滤波前大大减少,分类精度也有了一定提高。

张卡, 盛业华, 张书毕[8]2004年在《遥感新技术的若干进展及其应用》文中指出概述了高光谱遥感、微波遥感、激光雷达和偏振探测等遥感新技术的特点 ,并在此基础上 ,综述了这些新技术在地质、海洋、大气、农业、环境、测绘等领域的应用现状

周宏杰[9]2005年在《高光谱遥感资料用于海岸带分类与沙滩表面承载特性的研究》文中研究指明高光谱遥感数据具有图像—光谱合一的特点,与传统的多光谱遥感数据相比,能够更好的分类与识别各类地物,本文主要利用高光谱遥感数据,实现海岸带分类,并且在此基础上实现沙滩表面承载特性信息的提取,主要内容分为以下叁个部分: 第一部分概要介绍了高光谱遥感技术。首先回顾了高光谱遥感的基本概念、原理和发展历史,然后介绍了高光谱遥感数据的预处理,包括大气校正,几何校正,以及高光谱遥感技术的主要分析方法,最后对试验高光谱数据做了预处理。 第二部分研究高光谱遥感海岸带分类技术。分析了海岸各类地物的光谱特性,并介绍了基本的遥感图像分类算法,在基本的分类算法的基础上,根据海岸带地物光谱特性,设计了海岸带混合决策分类算法,实现海岸带地表覆盖信息的初步分类。 第叁部分利用高光谱遥感资料研究海岸带沙滩表面承载特性。对海岸沙滩的光谱影响因素以及沙滩表面承载特性进行了实验分析,并根据实验分析的结论利用高分辨高光谱遥感数据制作了海岸带沙滩表面特性的专题图,最后探讨了高光谱数据在海岸带探测方面应用。

娄全胜, 陈蕾, 王平, 张晨, 谢健[10]2008年在《高光谱遥感技术在海洋研究的应用及展望》文中提出在分析高光谱遥感特点的基础上,从其在海洋应用的基础研究和在海洋与海岸带资源环境监测研究2个方面,论述了高光谱遥感在海水叶绿素浓度、悬浮泥沙含量、污染物和表层水温、海冰、海岸带探测的应用和研究进展,最后本文提出了高光谱遥感在海洋研究中着重发展的几个问题:(1)建设海洋及海岸带要素的地物光谱数据库;(2)开展海洋遥感信息系统建设;(3)开展基于高光谱遥感数据的海洋系统光学特性提取模型的研究;(4)开展基于高光谱遥感数据的海陆系统交互作用的环境效应研究。

参考文献:

[1]. 赤潮航空高光谱遥感探测技术研究[D]. 马毅. 中国科学院研究生院(海洋研究所). 2003

[2]. 航空高光谱遥感赤潮与油污染水体信息提取[D]. 卜志国. 中国海洋大学. 2004

[3]. 中国海洋航空高光谱遥感应用研究进展[J]. 马毅, 张杰, 张汉德, 刘宇中. 海洋科学进展. 2002

[4]. 上海技术物理研究所等单位共同承担的赤潮航空高光谱遥感监测技术研究课题取得突破性进展[J]. 佚名. 红外. 2001

[5]. 航空高光谱遥感的发展与应用[J]. 崔廷伟, 马毅, 张杰. 遥感技术与应用. 2003

[6]. 基于植被指数的赤潮高光谱敏感波段确定方法初探[C]. 辛红梅, 张杰, 马毅, 初佳兰. 第十四届全国遥感技术学术交流会论文选集. 2003

[7]. 航空高光谱遥感光谱域噪声滤波应用研究[D]. 王强. 华东师范大学. 2006

[8]. 遥感新技术的若干进展及其应用[J]. 张卡, 盛业华, 张书毕. 遥感信息. 2004

[9]. 高光谱遥感资料用于海岸带分类与沙滩表面承载特性的研究[D]. 周宏杰. 浙江大学. 2005

[10]. 高光谱遥感技术在海洋研究的应用及展望[J]. 娄全胜, 陈蕾, 王平, 张晨, 谢健. 海洋湖沼通报. 2008

标签:;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  

赤潮航空高光谱遥感探测技术研究
下载Doc文档

猜你喜欢