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自然资源遥感
中国国土资源航空物探遥感中心
自然资源遥感

中国国土资源航空物探遥感中心

唐文周

季刊

2097-034X

gtzyyg@agrs.cn;gtzyyg@163.com

010-62060291/62060292

100083

北京学院路31号航空物探遥感中心

自然资源遥感/Journal Remote Sensing for Natural ResourcesCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊由国土资源部主管，中国国土资源航空物探遥感中心主办，中国遥感应用协会、中国地质学会遥感地质专业委员会协办的技术性刊物（季刊），创刊于1989年。该刊以“促进遥感技术发展，加强遥感学术交流，推动遥感技术应用”为办刊宗旨，贯彻学术性与技术性相结合，突出技术应用，兼顾理论探讨。主要刊登实用性强的遥感、GIS及GPS（3S）技术应用论文，宣传3S技术应用的新方法和重要成果。设有综述、技术方法、技术应用及地理信息系统等栏目。
正式出版
收录年代

    ESA CCI土壤湿度资料在中国东部的综合评估

    凌肖露陈朝荣郭维栋秦凯...
    92-106页
    查看更多>>摘要：卫星遥感的土壤湿度产品为研究区域尺度的气候变化、水文效应等提供了便利,然而由于观测标准不统一、仪器更迭等因素,长时间序列土壤湿度数据集在我国的验证和应用犹显不足.该文基于中国气象局农气数据集和国际土壤水分网络(international soil moisture network,ISMN)的土壤湿度资料,首先构建了 1981-2013年中国东部地区土壤湿度的月数据集;并在此基础上对比分析了同时间段欧洲航天局气候变化倡议项目(European apace agency climate change initiative,ESA CCI)的4种微波遥感土壤湿度产品(包括主动、被动、融合和校正的融合产品)在中国东部的表现能力.结果显示,主动产品和被动产品分别低估、高估了中国东部的土壤湿度,其中主动产品的最大偏差分布在华北和西北地区,相对偏差分别达到-30.9％和-29.6％,被动产品在东北和西北地区的相对偏差分别为39.1％和26.5％,融合产品可以很好地改进东北地区和西北地区主动产品低估、被动产品高估的现象,相对偏差分别减少到24.3％和3.7％.对区域平均的月土壤湿度的变化特征而言,主动产品和融合产品在江淮地区的表现最优,最高相关系数达0.66,被动产品和融合产品在东北地区的相关系数达0.44和0.47,华北地区和西北地区较差.通过对遥感产品方差来源进行分析,主动产品在描述土壤湿度的演变特征方面更具优势,被动产品在精度方面表现更优,融合产品在精度方面表现最佳.该文同时研究了 CCI集成卫星设备的更迭对产品表现的影响,结果表明,不同时间段的主动产品在东北和西北表现较一致,被动传感器在再现土壤湿度的变化特征方面还有一定的差距,融合产品的整体方差明显优于主动产品和被动产品,但是在相关系数方面,融合产品在东北和西北较主动产品基本相当.校正后的融合产品没有特别明显的改进,这在一定程度上证明了利用CCI融合产品进行长期研究的可行性.研究结果有助于更深刻地理解不同卫星产品数据集的误差结构和特性,为研究者挑选相应数据产品、以及进行长时间序列的研究提供了证据支持.

    土壤湿度卫星遥感设备更替长时间序列ESACCI中国东部突变检验和校正综合评估

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    融合混合注意力机制与多尺度特征增强的高分影像建筑物提取

    曲海成梁旭
    107-116页
    查看更多>>摘要：由于复杂背景变换和建筑物形状多样化等因素影响,从高分辨率遥感图像中准确提取建筑物信息面临着挑战.该文提出了一种融合混合注意力机制与多尺度特征增强的高分辨率建筑物语义分割网络(building mining net,BMNet).首先,编码器部分使用VGG-16作为主干网络来提取特征,得到4层特征表示;然后设计解码器用于解决多尺度信息中高层特征的细节信息丢失问题,引入了混合通道注意力和空间注意力的串联注意力机制(series at-tention module,SAM),增强高层特征的表示能力;同时,设计了一种渐进式特征增强的建筑物信息挖掘模块(build-ing mining module,BMM),进一步提高建筑物分割的准确性.BMM把上采样后的特征映射、经过SAM处理的特征映射以及初始预测结果作为输入,获取背景噪声信息,并利用所设计的上下文信息探索模块滤除背景信息,在经过多次BMM处理后得到最佳预测结果.对比实验结果表明:BMNet在武汉大学建筑数据集上精度和交并比分别优于U-net 4.6％和4.8％,在马萨诸塞州建筑数据集和Inria航空图像标注数据集上精度和交并比分别优于U-net 7.9％,8.9％和6.7％,11.0％,验证了所提模型的有效性以及实用性.

    语义分割高分辨率遥感影像建筑物提取U-net注意力机制空洞卷积

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    基于DeepLabv3+模型的地表水体快速遥感监测

    康辉窦文章韩灵怡丁梓越...
    117-123页
    查看更多>>摘要：地表水体监测对于水资源保护具有重要的参考价值.该文以2013-2022年的国产高分一号(GF-1)系列遥感影像为数据源,发展了一种基于深度学习模型DeepLabv3+的像素级地表水体遥感提取方法.在北京市密云区的实验结果表明,该方法可快速获取多期次像元尺度的地表水时空分布,提取结果与真实空间分布基本一致;与随机森林算法、支持向量机算法和最大似然法等常规分类算法提取结果进行对比,所提方法的精确率和召回率分别达99.22％和98.01％,水体提取精度较高.通过长时间序列监测,2013-2022年间密云区地表水体面积经过持续性减小→增加→保持稳定3个过程.该方法提取精度和效率满足区域级水体空间范围变化监测的需求,在区域地表水资源遥感快速监测和生态评价等领域具有广阔的业务应用前景.

    地表水体高分一号DeepLabv3+快速遥感监测精度评价

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    地块尺度农作物遥感分类及其不确定性分析

    张冬韵吴田军李曼嘉郭逸飞...
    124-134页
    查看更多>>摘要：利用遥感技术开展农作物空间分布的快速调查与精准制图是现代精细农业的一项基础工作.然而,由于遥感影像获取、处理与分析过程中的局限性,传统农作物种植结构遥感制图精度受到一定影响,亟须面向农作物分类开展不确定性的空间建模与特征分析.该文将耕地地块作为基本空间单元,选择宁夏引黄灌区作为试验区,利用多源遥感数据和机器学习算法实现地块尺度的农作物分类,进而基于混合熵构建不确定性计算模型,生成地块农作物类型不确定性空间分布,再利用多源辅助数据对地块农作物分类不确定性进行回归建模,探究相关地理变量的潜在影响.实验结果表明:①耕地提取及分类环节共构建地块矢量单元149万个,总体作物分类精度达0.80,制图结果与实际农业耕作管理单元相匹配,分类效果较之传统的像素尺度方法更为理想;②地块尺度的农作物分类不确定性总体较低,存在较为显著的类别差异,水稻、菜地、苜蓿分类不确定性较小,单种、复种小麦不确定性较高,玉米作物分类不确定性介于二类之间;③地块级作物分类不确定性与种植结构、资源条件等多种环境因素有关,且与作物类型、水源可达性的相关性最为显著.

    遥感农作物分类地块不确定性机器学习混合熵

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    联合激光点云与立体卫星影像的露滩地区精准测绘

    王宗伟陆敏燕范仪琳
    135-141页
    查看更多>>摘要：为解决露滩地区立体卫星影像精准测绘的难题,利用立体光学卫星影像与激光雷达(light detection and ran-ging,LiDAR)点云数据在几何定位方面的互补特性,提出了以高精度LiDAR点云数据作为广义控制的立体光学卫星影像高精度测绘方法.首先,对LiDAR深度图与光学卫星影像进行匹配,提取同名点对作为广义控制;然后,将影像和控制一起作为输入进行平差,完成影像准确几何定位;最后,以LiDAR点云数据作为引导,结合多基线、多基元的匹配算法和GRM(geomorphologic refined matching)算法,自动提取露滩地区高精度数字表面模型(digital sur-face model,DSM).研究结果表明,综合利用激光点云和立体卫星影像数据,运用摄影测量技术,能够快速准确地生产露滩地区高精度的地形图,对于露滩地形精准测绘具有一定的指导意义.

    立体光学卫星LiDAR点云几何定位DSM自动提取

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    面向水体浅水区遥感识别的水体指数NMBWI研究

    罗鑫王崇倡孙尚宇
    142-148页
    查看更多>>摘要：针对传统水体指数模型易受水体边界浅水区的水体底质的影响,导致在提取水体时容易产生水体错分和遗漏等问题,该文以汤河水库、桐湖和近海浅水区为研究对象,基于Landsat影像的典型地物光谱信息构建了一种新型多波段水体指数(new multi band water index,NMBWI).与传统水体指数模型归一化差异水体指数(normalized difference water index,NDWI)、改进的归一化差异水体指数(modified normalized difference water index,MNDWI)、增强型水体指数(enhanced water index,EWI)及修订型归一化水体指数(revised normalized difference water index,RND-WI)进行了对比分析,结果表明:NMBWI对于水体边界的浅水区水体强化效果更佳,提取的水域范围更为完整,总体精度和Kappa系数总体优于传统水体指数模型且NMBWI对不同类型水体边界的浅水区水体提取具有较好的普适性和稳定性.

    新型多波段水体指数水体提取水体浅水区水体指数模型

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    一种基于对抗学习的高分辨率遥感影像语义分割无监督域自适应方法

    潘俊杰慎利鄢薪聂欣...
    149-157页
    查看更多>>摘要：语义分割模型在高分辨率遥感影像中表现良好的关键是训练集和测试集之间域的高度一致.然而,不同数据集之间存在域偏差,包括地理位置、传感器成像方式和天气条件的差异,导致在一个数据集上训练的模型在另一个数据集上预测时准确性会显著下降.域自适应是解决上述问题的有效策略,该文从域自适应模型的角度,基于对抗学习方法提出了一种用于高分辨率遥感图像语义分割任务的无监督域自适应框架.该框架对全局域对齐模块和局部域对齐模块分别融入熵值加权注意力和逐类别域特征聚合机制,缓解源域和目标域之间的域偏差;此外,引入了对象上下文表征(object context representation,OCR)模块和空洞空间金字塔池化(atrous spatial pyramid poo-ling,ASPP)模块,以充分利用影像中的空间级和对象级上下文信息,并提出了 OCR/ASPP双分类器组合策略,以提高分割精度和准确性.实验结果表明,该方法在公开的2个数据集中实现了优越的跨域分割性能,并超过了同类型的其他方法.

    高分辨率遥感图像语义分割对抗学习无监督域自适应

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    基于CNN与SETR的特征融合滑坡体检测

    李世琦姚国清
    158-164页
    查看更多>>摘要：准确、及时地检测出滑坡体对减少山体滑坡自然灾害对人类生命和财产造成的威胁与损失具有重要意义.论文提出了一种基于卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)与Set Transformer(SETR)的特征融合滑坡体检测方法.基于CNN的网络模型选择了全卷积网络(fully convolutional network,FCN)、U-Net和Deeplabv3+,基于Transformer的模型选择了 SETR.首先对CNN网络模型在滑坡检测中的效果进行评价,然后在CNN网络模型的编码器部分引入SETR,并将SETR的输出融合到CNN的解码器结构中作为模型的整体输出.基于LandSlide4Sense数据集的实验结果表明,典型CNN融合SETR后有效改善了模型的检测效果,FCN,U-Net,Deeplabv3+模型在融合SETR后F1分数分别从0.672 6,0.727 3,0.687 3提高到0.686 9,0.743 0,0.705 5.因为滑坡与地形密切相关,以效果最好的U-Net模型为基准,在模型输入中引入数字高程模型之后F1分数从0.732 5提高到0.750 3.

    CNNSETR滑坡体检测语义分割

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    针对起伏异质地表的一体化成像光谱仪成像建模

    崔博伦李欣安宁仝迟鸣...
    165-174页
    查看更多>>摘要：一体化成像光谱仪能够有效提升陆地生态系统监测能力,在设计研制阶段开展成像仿真是提升其效能的重要手段,针对目前成像仿真中场景建模和辐射传输模型的不足,建立了一套全链路的成像仿真模型,并利用该模型初步开展了载荷效能评价.首先,根据载荷观测目标开展了大型场景异构建模;然后,推导了包含荧光辐射和热辐射的起伏异质地表辐射传输模型;最后,结合光栅光谱仪成像模型,最终集成为全链路成像仿真模型.为验证起伏异质地表的邻近效应对像元日光诱导叶绿素荧光(solar-induced chlorophyll fluorescence,SIF)空间分布的影响,对比本光谱仪空间分辨率下,考虑和未考虑地形邻近效应的模拟SIFred和SIFfarred辐亮度.对于地形起伏明显且地物分布非均一的列数据,SIF辐亮度差异分别最大达到22％和52％,未考虑地形邻近效应会导致高分辨率SIF仿真的显著误差.本研究的成像建模方法能够用于异质起伏地表场景的高光谱-超光谱成像仿真,从而分析一体化成像光谱仪生态监测的复合应用的效能.

    高光谱全链路仿真日光诱导叶绿素荧光陆地生态监测高光谱成像

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    基于Himawari-8台湾海峡海温时空变化分析及应用

    张春桂吴作航王婧陈文佳...
    175-184页
    查看更多>>摘要：台湾海峡具有重要的战略地位和研究价值,开展台湾海峡及其周边海域的海洋表面温度(sea surface temper-ature,SST)时空变化研究有助于了解台湾海峡海陆环境与洋流变化,特别是对于充分了解台湾海峡复杂的海洋锋面系统有重要的意义.以台湾海峡及其周边海域为研究区,利用2016-2020年Himawari-8卫星数据,通过计算获取研究区年平均、季平均、旬平均的SST遥感数据,开展SST时空变化研究,并以此为基础,研究SST与福建内陆降水、福建沿海海雾之间存在的相关关系,研究结果表明:台湾海峡及其周边海域年平均SST由西北向东南呈带状分布并逐渐升高,按季节特点可分为等温线近似与岸界平行分布的冬季型及等温线近似均匀分布的夏季型,旬SST资料能更精细地刻画台湾海峡SST的时空变化情况;内陆月降水量与月平均SST总体存在较弱的负相关,但越远离外海海域负相关性越高;SST与沿海海雾存在着较强的负相关关系,并且随着SST的升高,海雾发生次数呈现减弱趋势.

    台湾海峡SST时空变化Himawari-8海雾

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