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期刊信息/Journal information
遥感学报
遥感学报

顾行发

双月刊

1007-4619

jrs@irsa.ac.cn

010-64806643

100101

北京市安外大屯路中国科学院遥感应用研究所

遥感学报/Journal Journal of Remote SensingCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊为专业性学术刊物。反映遥感领域的科研与技术应用成果。包括航天航空、农业、林业、资源开发、环境监测和保护、区域和工程地质勘探和评价、找矿、灾害监测和评估等领域的应用，以及地理信息系统、遥感、GIS及空间定位系统的综合应用等方面。读者对象为遥感及相关学科的科研人员及高等院校师生。
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    迁移深度卷积神经网络模型秋粮作物泛化识别

    张凤张锦水段雅鸣杨志...
    661-676页
    查看更多>>摘要：深度卷积神经网络DCNN(Deep Convolutional Neural Networks)具有"端到端"、高效提取多尺度语义特征的优点,被广泛应用于遥感农作物识别中,取得了重要的进展.但深度学习模型需要大量标签样本,获取费时费力、成本高,限制了其广泛使用.本文基于模型迁移学习策略,将美国农业部统计署作物数据层CDL(Cropland Data Layer)作为作物标签数据,利用伊利诺伊州和印第安州的作物生长季Landsat OLI卫星影像训练2016年—2019年4个单年份模型和2016年—2017年、2016年—2018年两个多年份的U-net模型,将模型直接在美国3个测试区和中国黑龙江省黑河市的2016年—2020年迁移泛化分类.研究结果表明:1)基于CDL训练的U-net模型能够在美国本土推广应用,美国3个测试区的2016年—2020年的时间泛化总体精度在80％以上,玉米识别精度高于大豆,说明了模型在空间上具有很好的迁移能力.(2)对于黑河市秋粮,多年玉米识别总体精度平均高出大豆3％,原因是玉米种植地块更为规整、种植规模更大,单年份秋粮识别总体精度69％—79％,但多年份模型要优于单年份模型,这可能是随标签样本数量增多提升了训练样本的代表性,将中国与美国秋粮种植的差异通过样本数量的增加得以弥补,模型迁移到中国黑河区域的精度均低于美国本土,这是由于洲际间气候、作物物候、种植农业景观等差异导致遥感特征不一致,导致模型泛化能力降低.

    遥感迁移学习CDL时空泛化大豆玉米

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    基于集成学习的近实时FY-4A反演降水快速订正方法

    吕毅雍斌沈哲辉李季...
    677-688页
    查看更多>>摘要：卫星遥感反演是大范围快速获取近实时高分辨率降水信息的重要途径.2016年成功发射的风云四号卫星(FY-4A)是中国自主研发的新一代地球静止轨道定量遥感气象卫星,由FY-4A反演的中国区域近实时降水产品(FY-4AREGC)为天气监测、水文预报、气候分析等研究提供了高分辨率的近实时降水数据,但其精度与全球卫星降水观测计划的对标产品(IMERG-Early)仍有差距,降水反演的核心订正算法亟待改进与提高.本研究针对中国大陆区域,设定FY-4A REGC和IMERG-Early为模型输入和训练标定,采用最新的集成学习方法(LightGBM)动态构建了一种快速订正高分辨率FY-4A降水产品的新方法.以国家气象信息中心发布的气象地面自动站观测数据(CMPA)作为地面参考,将订正后的FY-4A降水产品(FY-4AAdj)与原始FY-4A REGC进行对比,结果表明新产品FY-4A Adj的相关系数、均方根系误差、相对误差等均有明显改善,而且订正算法有效地降低了原始FY-4A REGC数据对中国东南部区域降水的显著高估.综上,本文提出的基于集成学习的订正算法能够快速、有效地提高近实时风云降水数据FY-4AREGC的综合性能,为生产高精度高分辨率的国产卫星反演降水产品提供了新方法.

    遥感风云卫星FY-4A集成学习近实时降水降水订正

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    基于Landsat和数字化岸线系统(DSAS)的惠州市海岸线近50年动态变化研究

    王同皓章桂芳张珂傅强...
    689-703页
    查看更多>>摘要：海岸线动态变化反映了海陆边界的进退过程,对沿海地区环境保护与发展规划有重要意义.本研究在惠州市1973年—2019年间6期Landsat卫星影像的基础上,利用人机交互式解译的方法获取6期海岸线数据并统计其长度和类型的变化.在数字化岸线系统(DSAS)中对净移动距离(NSM)、变化率(EPR)以及线性回归率(LRR)进行分析,探讨海岸线动态变化中的潜在驱动因素.结果表明,1973年—2019年期间,惠州市海岸线的总长度由224565 m增加到249656 m,平均NSM为185.46 m,平均EPR为4.04 m/a.1973年—1984年海岸线总体表现为侵蚀特征,1984年以后总体呈趋势,其中1984年-1993年扩张幅度最高,NSM达到100.2 m.此外,不同岸线类型中人工岸线变幅最为明显(8.27％-57.45％),以大亚湾石化区、范和湾北岸围垦养殖段、惠州港、考洲洋段西部围垦养殖段以及临近黄埠镇段等区域为主.其变化原因主要有沿海养殖业的发展,港口、工业区和滨海旅游区的建设以及人口增长和经济发展需求下的建筑用地扩张.部分自然岸线段如巽寮湾段核心旅游区、双月湾东岸和西岸则在整个研究时间段内保持稳定.研究表明人为因素是惠州市近50年来海岸线变化的主要驱动因素,自然因素对海岸线变化影响较小.与整个中国大陆海岸线变化速率相比,惠州市的变化速率并不高.从近期,即2013年—2019年的变化率来看(EPR为2.51％),惠州市海岸线变化趋于稳定,预计未来一段时间内不会大范围向海扩张.

    惠州市海岸线遥感DSAS动态变化

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    自然资源陆地卫星激光测高标准产品高程精度评价

    陈继溢唐新明李国元刘诏...
    704-716页
    查看更多>>摘要：卫星激光测高技术能够获取高精度地表高程分布信息,在对地观测领域具有独特的优势.中国近年来陆续发射的高分七号卫星和资源三号03星均搭载了激光测高系统,用于全球高程控制点获取.随着高分七号卫星、资源三号03星稳定在轨运行,并持续获取激光测高数据,中国首次在激光测高领域形成相关数据产品,即自然资源卫星激光测高标准产品(SLA03).本文以平原、有森林覆盖的山地两个不同类型区域的高精度机载点云数据为参考,对中国自然资源卫星激光测高标准产品的高程精度进行综合评价.结果显示:在使用合适的阈值剔除人工建筑、树木冠层的激光点后,高分七号卫星SLA03数据在平原地区高程精度RMSE达到0.653 m,LE90为1.055 m,其中60％以上精度优于0.3 m,而在有森林覆盖的山地下降至1.210 m(RMSE)和2.002 m(LE90);资源三号03星SLA03数据在平原地区达到1.312 m(RMSE)和2.389 m(LE90),其中50％以上精度优于0.5m,有森林覆盖的山地则为1.661 m(RMSE)和2.999m(LE90).另外,高分七号卫星SLA03数据受季节因素影响较为明显,主要由植被生长引起.相关结论能够指导自然资源卫星激光测高标准产品的深入应用,并为后续卫星激光测高载荷设计与参数论证提供支撑.

    遥感卫星激光测高高分七号卫星资源三号03星高程精度激光测高标准产品

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    面向高光谱异常检测的背景记忆模型

    谢卫莹钟佳平李云松
    717-729页
    查看更多>>摘要：高光谱图像具有丰富的连续光谱信息,覆盖从可见光到红外波长范围内数百个波段.此数据特性使得高光谱数据在图像处理中有挖掘光谱内在特征的独特优势,从而有利于充分利用空间和光谱信息,检测感兴趣区域中的目标.但是由于高光谱数据的高维性、实际场景的复杂性以及有标签样本数量的有限性,高光谱异常检测仍面临背景和异常不易区分和检测精度低的问题.为了解决以上问题,本文提出一种面向高光谱异常检测的背景记忆模型.首先,通过无监督的基于密度估计的粗检方法,获得伪背景和伪异常向量.其次,设计基于异常突出正则项约束的背景记忆生成对抗网络模型,扩大伪背景和伪异常间的距离,并采用弱监督—伪标签的训练方式,使得网络具有较强的背景生成能力,同时弱化其对于异常的重构效果,减少对于背景和异常重构的泛化性,增强输出检测结果中背景和异常的差异和辨别度.此外,在特征域和图像域进行对抗学习,提高样本生成能力,更好地学习到输入样本的分布情况,提高网络对背景的生成能力.最后,使用非线性背景抑制方法减小虚警率,进一步提升检测精度.实验结果表明,本文方法相比其他检测算法在不同数据集上具有更好的检测效果.

    遥感生成对抗网络高光谱异常检测弱监督学习无监督学习

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    SAR图像方向性上下文协方差矩阵构建方法及地物分类应用

    符婷陈思伟
    730-746页
    查看更多>>摘要：合成孔径雷达(SAR)是对地观测等领域的重要传感器,得到了广泛应用.然而,单通道SAR图像每个像元只包含一个复散射值,有限的信息量在一定程度上限制了其应用性能.针对这一问题,本文提出了一种SAR图像空间纹理信息表征方法:方向性上下文协方差矩阵(DCCM).DCCM通过提取邻域中不同方向上的散射强度变化来拓展利用图像上下文信息,将单个像元从一个标量拓展为一组矩阵,从而极大提升了像元信息容量,实现了信息增广.在此基础上提取的DCCM纹理特征能够更完备地表征地物空间纹理特性,有望应用于地物分类等领域.本文将DCCM纹理特征分别与传统分类器和卷积神经网络结合,构建了基于方向性上下文协方差矩阵的SAR图像地物分类方法.利用AIRSAR和UAVSAR数据开展的对比实验表明,相比基于灰度共生矩阵、Gabor滤波和多级局部模式直方图3种典型纹理特征的分类方法,本文方法结合传统分类器时对总体分类精度提升达到7％以上,结合卷积神经网络时也展现出了优异的分类性能以及更好的稳健性.

    SAR图像表征方向性上下文协方差矩阵空间纹理地物分类

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    基于可见光红外扫描辐射计杂散光建模仿真

    殷恺钮新华张锷
    747-755页
    查看更多>>摘要：杂散光对星载红外光学系统的影响体现在两个方面,一是成像质量会恶化,二是仪器定标精度会降低.因此,开展星载红外光学系统杂散光分析与抑制工作十分必要.本文以FY-3气象卫星的可见光红外扫描辐射计(VIRR)为研究对象,使用TracePro对仪器成像光学系统进行建模仿真,得到了不同光谱通道在不同维度的点源透过率(PST)曲线.结合在轨仪器备份产品的杂散光实验室复测,对模型仿真与实测结果做了定性比对分析.通过分析PST曲线,找到了仪器可能受杂散光影响的光照角度;通过对卫星轨道参数进行仿真和分析,在考虑载荷间相互影响的情况下模拟了卫星穿越晨昏线时的光照射情况,获得了杂散光量级的初步结果.该工作还可以为同类载荷的消杂散光设计和太阳污染抑制提供参考,同时为遥感历史数据再定标提供基础支撑.

    遥感可见光红外扫描辐射计(VIRR)杂散光抑制点源透过率(PST)太阳污染再定标

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    高分七号卫星双线阵相机几何处理及其精度验证

    李对对隋正伟龙小祥李庆鹏...
    756-766页
    查看更多>>摘要：高分七号卫星于2019年11月在太原顺利发射,是中国首颗亚米级高分辨率立体测绘卫星.星上采用国内首套星图融合星敏传感器,双星敏夹角动态修正,可大幅度提高卫星姿态确定精度,同时给卫星地面系统建设带来了新的机遇和挑战.本文根据高分七号卫星的总体设计,分析高分七号双线阵相机几何处理的关键技术,并对高分七号卫星前视后视精度以及立体精度进行几何验证.结果表明,高分七号双线阵相机的前后视几何检校精度优于0.28个像素,相机的无控定位精度可以控制在6m左右;在引入少量地面控制点进行刚性平移后,平面几何残差在1.4 m左右,高程残差在0.86 m左右.总体而言,高分七号卫星双线阵相机几何精度相较于高分系列其他卫星有了明显的提高,为后续卫星几何方面的处理具有重要意义.

    高分七号立体测绘卫星几何检校严密几何模型姿轨数据处理星敏传感器无控定位精度高程残差控制点

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    Grid A*:面向野外空地协同应急处置的快速路径规划

    王修远孙敏李修贤周航...
    767-780页
    查看更多>>摘要：在野外应急救援活动中,灾害现场或事故区域通常缺乏地面交通工具可直达的现成道路,但该区域地表环境仍可满足部分越野车辆的通行.在空地协同系统中,无人机可提供行进路径周边环境的影像,地面终端可快速提取影像中地表类型以及地形起伏等特征信息,通过分析计算便可为车辆提供通往救援目标点的导航路径.本文针对这一应用需求,对现有A*算法进行了改进,主要有3个方面的创新:其一,针对户外地表环境的应用特点,提出一种综合地表类型与地表高程信息的通行性代价函数;其二,针对无人机影像分辨率与实际车辆通行路径之间的尺度关系,提出一种基于格网单元的路径快速搜索算法;其三,在顾及格网单元内部地表类型连通分布特点的基础上,选择格网边缘特征点用于通行性路径规划,在提高算法搜索效率的同时,兼顾了格网单元内部的地形信息,从而使算法在优化计算的同时,能充分利用到无人机影像的细节信息.实验表明,算法搜索得到的可通行路径具有较高的可靠性,从路径三维可视化结果来看,符合越野车辆通行的需要.此外,同等情况下,本算法的运行时间降至传统A*算法的15％,提高了野外应急救援应用的时效性.

    遥感路径规划算法GridA*算法A*算法空地协同通行性

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    基于特征值分解和自适应滤波的极化相位优化方法

    姜修成张正加王猛猛刘修国...
    781-792页
    查看更多>>摘要：基于分布式散射体DSs(Distributed Scatterers)的时序InSAR技术很好的弥补了 PSInSAR技术在低相干区域难以获取足够形变监测点的缺陷.考虑到DS目标容易受时间和空间失相干因素的影响,从而引入斑点噪声,因此优化相干点目标的相位非常必要.基于此,本文提出了一种新的基于特征值分解和自适应滤波的极化相位优化方法(EVD-FPO).该方法利用Sentinel-1A双极化数据幅度信息识别DS与PS目标,并基于时空间相干矩阵利用特征值分解极化相位优化技术和自适应均值滤波技术改善相位质量.为了证明本文方法的可行性与有效性,17景Sentinel-1A双极化(VV-VH)SAR数据用于评估本文方法的性能.结果表明:EVD-FPO方法能够有效提高相干目标点的密度和改善相位质量,相较于单极化振幅离差法(VV-DA)和振幅离差极化相位优化方法(ESM-DA)相干点目标分别增加了 9.06倍和1.64倍,相较于单极化CAESAR方法提取的PS目标更加完整.为了定量评价优化后的相位结果,本文采用相位导数变化指标来评估各相位优化方法的相位质量,研究发现ESM-DA方法的平均相位导数为1.184,CAESAR方法的平均相位导数为0.854,EVD-FPO方法的平均相位导数为0.810,表明EVD-FPO方法得到的干涉相位质量高于CAESAR方法和ESM-DA方法.

    遥感极化相位优化特征值分解自适应滤波相干点InSAR

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