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期刊信息/Journal information
遥感技术与应用
遥感技术与应用

吴季

双月刊

1004-0323

rsta@lzb.ac.cn

0931-8272180

730000

兰州市天水路8号

遥感技术与应用/Journal Remote Sensing Technology and ApplicationCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊主要刊登国内外遥感理论，技术及应用研究领域的学术论文与综述，报道国内外遥感研究与应用的发展动向，新技术，新理论，新方法和新成果。
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    基于Sentinel-3A的北部湾海域叶绿素a浓度遥感反演研究

    沈娟周治刚张彤辉刘大召...
    110-119页
    查看更多>>摘要：以北部湾为研究对象,基于Sentinel-3A卫星搭载的OCLI水色传感器,探索了叶绿素浓度的遥感反演方法.通过利用实测光谱数据对北部湾海域进行了分区,结合实测的叶绿素a浓度和Sentinel-3A遥感数据尝试不同的反演因子,包括波段比值、波段差值和波段差比,构建了叶绿素a浓度的遥感反演模型.研究结果表明:①北部湾海域的遥感反射率曲线呈现明显的分区的特征,结合光谱特征将北部湾海域分为近岸水体、过渡水体和离岸水体;②不同水体类型适用不同的反演因子构建模型,其中Rrs(764.375)/Rrs(681.25)用于近岸水体,[1/Rrs(620)-1/Rrs(708.75)]/Rrs(753.75)用于过渡水体,Rrs(708.75)-Rrs(764.375)用于离岸水体,均取得了较好的拟合效果,相应的R2值分别为0.67、0.80和0.8;③分区的方法有效的提高了遥感反演北部湾叶绿素浓度模型的适用性和精度.研究基于Sentinel-3A卫星OCLI数据的分区模型,成功实现了对北部湾水体叶绿素浓度的遥感反演,同时,实现了北部湾叶绿素浓度的遥感监测,并为提升海洋生态环境管理和保护提供了重要的科学依据.

    叶绿素a浓度反演Sentinel-3A卫星北部湾

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    基于多源遥感及气象数据的河流非光学活性水质参数反演模型研究

    兑紫璇王卿王敏张璟...
    120-133页
    查看更多>>摘要：针对传统河流水质监测成本高、地面监测站点稀疏等问题,基于哨兵2卫星多光谱遥感数据,结合MODIS地表温度、植被指数、气溶胶光学厚度数据产品,以及ERA5气象数据产品中的地表风速数据,以非光学活性参数溶解氧(DO)、化学需氧量(COD)和氨氮(NH3-N)的地面水质监测站的监测数据为参照,采用支持向量回归(SVR)、随机森林(RF)和多层感知机(MLP)3种机器学习方法,通过对比实验选出每种水质参数最优反演模型及其对应的输入特征组合.模型性能测试实验结果表明,利用多源遥感及气象数据反演出的DO、COD以及NH3-N的决定系数(R2)分别为0.896、0.781、0.529,均方根误差(RMSE)分别为 0.263 mg/L、0.383 mg/L、0.061 mg/L.与仅使用哨兵2卫星多光谱遥感数据的反演结果相比,R2分别提高了 7.04％、19.05％、18.34％,RMSE分别降低了 34.58％、37.42％、14.08％.表明多源遥感及气象数据对提高DO、COD以及NH3-N水质参数反演准确性有重要意义.最后,模型鲁棒性评估实验表明,当模型训练数据的代表性与全局数据较为接近时,训练的模型具有较好的时空鲁棒性.

    机器学习多源遥感数据溶解氧化学需氧量氨氮水质反演模型

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    基于广义相加模型的东南沿海叶绿素a浓度的多重影响与季节差异

    张婧薇陈佐旗苏华
    134-148页
    查看更多>>摘要：叶绿素a浓度可以评估海水富营养化状况,对沿海叶绿素a浓度影响因素的研究在海洋环境保护方面具有重要意义.而现有研究多关注自然因素对沿海叶绿素a浓度的影响,忽视了人为因素的作用.因此实验以夜间灯光遥感数据表征人类活动强度,根据夜间灯光亮度和沿海叶绿素a浓度间的关系将东南沿海的城市分为3个类型,并同时结合海表温度、风速、太阳辐射、降水等自然因素,通过广义相加模型(GAM)分析不同季节下3类城市中人为和自然等多重因素对沿海叶绿素a浓度的影响.结果表明:在北海、汕头等类型Ⅰ城市中自然因素主导叶绿素a浓度的变化,春季的主导因素为风速,夏、秋、冬季为海表温度;而人类活动对叶绿素a浓度的影响较小且没有显著的影响关系.珠海、东莞等类型Ⅱ城市的叶绿素a浓度受自然因素主导,春、秋、冬季的主导因素为风速,夏季为海表温度;而人类活动在夏、秋季对沿海叶绿素a浓度有较大的促进作用.深圳、香港等类型Ⅲ城市中人为因素主导叶绿素a浓度的变化,春、夏、秋季人类活动对叶绿素a浓度的影响最大且为负相关,冬季海表温度对叶绿素a浓度的影响最大.

    叶绿素a人类活动自然因素广义相加模型(GAM)东南沿海

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    基于BP神经网络的地下水离子化合物含量高光谱反演方法研究

    郭晴张立福戚文超张琳姗...
    149-159页
    查看更多>>摘要：地下水水质污染日益加重,监测地下水离子化合物含量有利于地下水的动态管理与精准防治.离子化合物光谱响应信号微弱且反演机理尚不明晰,现有研究多数对离子化合物进行简单的定性分析,较少采用数理统计方法综合估算其含量.基于离子化合物光谱机理和高光谱数据冗余的特性,通过测量实验室配比的不同浓度钠、钾、钙3种离子化合物标准液的可见—近红外反射光谱(400～1 000 nm),探究水体3种离子化合物的光谱响应机理、最佳预处理方式及特征波段优选算法,并基于最优特征波段构建BP神经网络模型以定量反演离子化合物含量.研究发现:①3种离子化合物整体反射率在波长400～1 000 nm处与含量成反比,与离子的电荷数和半径成正比;②基于主成分分析较连续投影法提取的特征谱段,构建的多元线性回归模型能够较好地反演水体离子化合物含量;③KC1最优反演模型的预处理方式为SG滤波,CaCl2和NaCl最优反演模型的预处理为SG滤波后进行反射率归一化;④相较于传统线性反演模型,PCA-BPNN非线性模型取得了最优的反演结果,其中钾离子化合物含量反演结果最优,其训练集R2和RMSE分别达到0.996 4和248.77,测试集R2和RMSE分别达到0.998 8和156.89,研究可为地下水离子化物遥感反演提供重要的理论与技术支撑.

    高光谱数据地下水离子化合物反演特征提取BP神经网络

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    基于波段定制高像素无人机多光谱相机的陆浑水库水质参数反演研究

    高敏李潇屹王超董韬...
    160-169页
    查看更多>>摘要：无人机载多光谱遥感在小型水体水环境监测中具有成本低、时间灵活等优势,但是常见的多光谱相机具有像素数量低、缺少内陆水体特征波段等问题,限制了无人机多光谱遥感在水环境监测中优势的发挥.针对这些问题,研究定制了面向内陆水体水质监测的高像素航天数维K P-8多光谱相机,相机包括面向内陆水体叶绿素a反演的670和700 nm波段;利用无人机飞行实验获取了浑浊富营养化的陆浑水库的多光谱影像,并利用同步水面实验获取的水质参数构建了典型水质参数透明度、浊度、悬浮物和叶绿素a浓度反演模型;将反演模型应用于多光谱影像,反演并分析了陆浑水库典型水质参数空间分布规律.结果表明:这种波段定制的高像素无人机多光谱相机在内陆水体水环境业务化监测方面具有重要潜力.

    无人机多光谱波段定制水质参数

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    基于GF6-WFV数据的中国东部典型湖库叶绿素a浓度反演

    卜博张方方李俊生王胜蕾...
    170-184页
    查看更多>>摘要：高分六号中分辨率宽幅相机(GF6-WFV)设计了两个红边波段,具有水体叶绿素a浓度监测的潜力.实验选取官厅水库、陆浑水库和白洋淀等6个中国东部典型湖库为研究区,获取141个采样点实测光谱和叶绿素a浓度数据.基于实测数据对4种常用的叶绿素a浓度反演半经验模型进行参数优化和模型精度验证,选取最优反演模型.结果表明,GF6-WFV数据新增红边Ⅰ波段(B5:710 nm)和 红波段(B3:660 nm)构建的两波段比值模型反 演精度较高,相关系数平方(R2)为0.89,平均相对误差(MRE)为34.71％,均方根误差(RMSE)为13.29 mg/m3.研究表明:利用GF6-WFV影像数据能有效反演水体叶绿素a浓度,研究基于多湖库、多时相数据建立的GF6-WFV影像水体叶绿素a浓度反演模型,在中国东部典型湖库具有较好的适用性.

    高分六号卫星内陆水体叶绿素a浓度反演模型中国东部典型湖库

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    基于日光诱导叶绿素荧光的东北地区植被物候时空特征及其对气候的响应

    周玉科张瑞欣孙文彬张树辉...
    185-197页
    查看更多>>摘要：植被物候是监测陆地生态系统和全球气候变化的重要生物指标.基于经典遥感植被指数的陆表物候监测在不同植被类型的精确分析方面存在较大挑战,日光诱导叶绿素荧光(SIF)可以直接反映植被实际光合作用的动态变化,能够更精确地刻画出植被的年际变异.本研究基于2001～2020年GOSIF数据集,通过D-L拟合函数和动态阈值法提取东北地区植被物候参数,结合一元线性回归分析、稳定性和持续性分析,在多时空尺度下分析2001～2020年东北地区植被物候的时空演变特征,并探讨植被物候对气候变化的响应机制.结果表明:①植被生长季开始(Start of Season,SOS)、结束(End of Season,EOS)、生长季长度(Length of Season,LOS)和生长峰值(Position of Peak,POP)整体上分别呈现出提前、推迟、延长和提前趋势;②草丛SOS提前、EOS推迟趋势较为显著,针叶林EOS提前趋势显著;SOS提前、EOS推迟导致LOS延长,除针叶林外,所有植被类型LOS均呈现出延长趋势;除草丛和草原外,其余植被类型POP均呈提前趋势;③20年来植被SOS、EOS、LOS和POP变化较为稳定,变异系数均小于0.1;④大部分区域植被SOS、EOS、LOS和POP的H值介于0.35～0.5之间,说明其变化趋势与过去相反,将呈现微弱延迟、提前、缩短和延长的趋势;⑤整体上气温和降水对植被物候的影响机制相反,即气温升高(降水增加)导致SOS和POP提前(推迟)、EOS推迟(提前)以及LOS延长(缩短);相对湿度与植被物候参数均呈负相关关系.本研究结果有助于理解植被进行光合作用的时空格局变化及对气候变化的响应机制,也为东北地区生态环境的评估和管理提供参考.

    中国东北植被物候叶绿素荧光气候变化生长季

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    灾害应急响应中多源遥感数据国际共享服务研究

    王丝丝刘志春张景张连翀...
    198-208页
    查看更多>>摘要：遥感技术在重大自然灾害应急响应中发挥了重要作用,然而现有基于遥感数据的全球应急响应机制仍存在数据共享不充分、启动程序复杂、响应效率低等问题,亟需建立一个高效稳定可持续的遥感灾害应急机制.本文系统梳理了多源遥感数据在灾害应急响应中的价值和当前国际重大自然灾害应急响应机制的不足,基于大规模多源遥感数据共享资源库和一站式服务协同方法,提出了中国GEO全球重大灾害数据应急响应机制理论框架,并在汤加火山喷发和土叙地震等灾害应急响应中实际应用.通过两个代表性应用案例可以看出,该机制从数据汇集、下载、分析和应用等多方面提升了灾害应急响应服务效率,有效补充了现有机制存在的不足.新机制启动程序简化,数据汇聚能力增强,灾情评估能力更专业,共享能力更精准,有望为国际社会提供稳定可持续的共享服务.

    多源遥感数据重大自然灾害国际共享服务灾害应急响应全球灾害数据应急响应合作网络

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    "广义对称"视角下上海夜间经济集聚中心识别方法与空间分异机理

    王琳欧彩虹钟泓文徐涵秋...
    209-221页
    查看更多>>摘要：作为增加就业、提振消费及带动区域发展的城市消费"新蓝海",夜间经济在"后疫情时代"逐渐成为研究热点."夜间经济集聚中心"是夜间经济发展的核心和基础,国内外鲜有研究,它作为社会经济要素,具有非均匀对称和"灰色聚集"的特点,因此无法简单套用传统地理集聚中心的识别方法.研究从夜间经济的集聚机理出发,基于"点—轴系统"理论,提出了一种夜间经济集聚中心的识别提取方法,并利用广义对称图谱解构上海市中心城区夜间经济集聚中心的空间格局及其分异机理.首次为快速准确地识别夜间经济集聚中心,科学地挖掘其空间分布特点提供了系统的方法参考,为推动夜间经济的繁荣和可持续发展提供了决策支持.结果显示:在上海市中心城区范围内,共提取了 12个一级夜间经济集聚中心,26个二级夜间经济集聚区,夜间经济平均活力值分别为0.49和0.24.研究表明:①该方法能快速识别和提取夜间经济集聚中心.②上海夜间经济集聚中心呈"中心—外围"空间分布格局,交通导向性强;③基础设施完善程度和距市中心距离,是上海夜间经济空间集聚分异的主要驱动因子.④集聚中心的"色对称"空间格局,表明上海夜经济处于一种合理、可持续的发展阶段;未来规划中,可沿地铁二号线东西扩展并内部填充,亦可将集聚对称中心连接线作为发展轴,以"集聚区"的形式提升夜经济集聚效应.

    夜间经济发展规划夜间经济集聚中心"点-轴系统"理论广义对称图谱地理探测器

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    采用I-PSPNet语义分割模型的高分辨率遥感影像某特种植物种植地块提取研究

    卢志刚陈芳淼袁超田亦陈...
    222-233页
    查看更多>>摘要：快速准确获取某特种植物种植地块的面积信息对于毒品产量估算和防范毒品犯罪活动等具有重要意义.针对高分辨率遥感影像中现有某特种植物种植地块检测算法无法同时快速获取位置信息与面积信息的问题,提出了一种适用于快速准确提取某特种植物种植地块的改进PSPNet语义分割模型.通过引入通道注意力S E模块解决了某特种植物种植地块分割存在孔洞的问题,加入Dice Loss损失函数改善了正负样本不平衡的问题,引入编码器—解码器结构使提取的某特种植物种植地块轮廓边界更精确.通过使用MobileNetv2骨干网络将模型预测速度提高了 90％.改进得到的I-PSPNet模型在某特种植物种植地块提取中MPA和MIoU达到95％和84％,检测效率达到84 fps.通过I-PSPNet与UNet、Deeplabv3+、PSPNet 3个模型的对比实验表明,改进模型的预测精度和速度均优于上述3个模型,其中,MPA提高了 24％、7.4％和7.7％,MIoU提高了 19％、4.3％和4.9％,预测速度提高了 57 fps、56 fps和40 fps.同时,改进后的模型对于RGB波段数据集和GF-2影像也有着良好的适用能力.研究提出的改进模型可用于快速精准获取某特种植物种植地块位置信息和面积信息,可以为禁毒部门快速发现非 法种植某特种植物种植地块,客观评估非法种植规模,实施精准打击治理毒品非法犯罪活动提供技术支撑.

    深度学习语义分割I-PSPNet某特种植物种植地块提取高分辨率遥感影像

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