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Clumping index quantifies the level of foliage aggregation, relative to a random distribution, and is a key structural parameter of plant canopies and is widely used in ecological and meteorological models. In this study, the inter- and intra-annual variations in clumping index values, derived from the Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) BRDF product, are investigated at six forest sites, including conifer forests, a mixed deciduous forest and an oak-savanna system. We find that the clumping index displays large seasonal variation, particularly for the deciduous sites, with the magnitude in clumping index values at each site comparable on an intra-annual basis, and the seasonality of clumping index well captured after noise removal. For broadleaved and mixed forest sites, minimum clumping index values are usually found during the season when leaf area index is at its maximum. The magnitude of MODIS clumping index is validated by ground data collected from 17 sites. Validation shows that the MODIS clumping index can explain 75% of variance in measured values (bias = 0.03 and rmse = 0.08), although with a narrower amplitude in variation. This study suggests that the MODIS BRDF product has the potential to produce good seasonal trajectories of clumping index values, but with an improved estimation of background reflectance. 相似文献
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本文提出了一种新的混合像元聚集指数计算方法。该方法基于高分辨率遥感数据,采用方向孔隙率公式和线性混合模型相结合的方法,详细描述了混合像元内部由于植被覆盖度(FVC)、端元聚集指数以及叶倾角分布等引起的尺度差异。利用模拟数据进行初步敏感性分析,将计算得到的混合像元聚集指数与所占面积比例最大的端元聚集指数进行比较,结果表明端元聚集指数的不均一性对计算结果影响最大,由此得到的混合像元聚集指数较最大面积端元聚集指数下降了55%;植被覆盖度的不均一性影响次之,可使聚集指数降低43%;植被叶倾角分布(G函数)的空间异质性影响最小,约12%。敏感性分析的结果同时也证明了对于空间异质性较强的混合像元进行尺度差异修正的必要性。利用本文中提出的混合像元聚集指数方法有望在提高低分辨率叶面积指数反演中发挥重要作用。 相似文献
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树冠形状对孔隙率及叶面积指数估算的影响分析 总被引：1，自引：1，他引：0
叶片在树冠尺度的聚集是森林场景中的重要聚集形式,模型中常假设树冠为规则的几何形体(椭球、圆锥、圆锥+圆柱等)。对树冠形状归属进行判断时界限并不明显,从而具有很强的主观性。本文首先扩展了Nilson的森林孔隙率模型,使其适用于椭球、圆锥、圆锥+圆柱等3种常见形状的树冠,并基于该模型分析了孔隙率、聚集指数对树冠形状的敏感性。同时,本文还分析了树冠形状对叶面积指数(LAI)地面间接测量精度的影响。基于不同形状树冠的模拟数据分析发现,树冠的体积、投影面积是树冠形状产生作用的主要因子,在冠层底部椭球形树冠和圆锥+圆柱形树冠的平均孔隙率、聚集指数都非常接近,而圆锥形树冠与两者存在较大差异。树冠形状的错误设置在极端情况下可导致估算的真实LAI误差超过25%。 相似文献
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提出了一种针对嫦娥二号高分辨率立体影像的全月处理方法,采用5个激光反射器的月面位置作为绝对控制点,制作了一个新的全月地形产品（CE2TMap2015）,包括7 m、20 m和50 m 3种不同分辨率类型的数据,实现了全月球范围内的无缝镶嵌和高精度绝对定位,数字高程模型（DEM）和数字正射影像（DOM）均实现了全月球覆盖。在评估CE2TMap2015地形数据产品平面位置精度和高程精度的基础上,与SLDEM2013、GLD100和LOLA DEM等全月地形产品进行了比较,结果显示CE2TMap2015地形数据产品在空间分辨率、全月覆盖率、数据连续性、绝对定位精度和地貌结构细节表达等方面与其他全月地形产品相比具有明显的优势,可广泛用于月球科学研究和应用。 相似文献
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作为森林冠层结构的重要组成部分,树冠形状对冠层间隙率与聚集度指数的计算有重要影响。之前的研究通常将树冠假设为圆锥形、圆柱形、圆锥+圆柱形等形状计算了冠层间隙率与聚集度指数。然而,树冠生长受外部环境以及内部顶端优势等因素的影响,相较于上述理想化的树冠形状,半椭球形更符合树冠自然生长规律。事实上,半椭球形是一种十分常见的树冠形状。本文以树冠在空间呈泊松分布为前提,推导出半椭球形树冠的冠层间隙率与聚集度指数计算公式,并进一步扩展到双半椭球形树冠。同时,以半椭球形树冠为计算基准,对比分析了半椭球形树冠与其他树冠形状冠层间隙率与聚集度指数的相对差异。模拟计算中主要输入参数包括树冠密度、树冠高度、树冠半径以及叶面积指数等。最后通过虚拟场景对结果进行验证。结果表明：（1）半椭球形树冠与其他树冠形状的冠层间隙率有较大差异。随着观测天顶角增加,不同树冠形状与半椭球形树冠的冠层间隙率的相对差异也逐渐增大。当观测天顶角为70°时,圆锥形树冠与半椭球形树冠的冠层间隙率相对差异已接近100%。（2）树冠形状对聚集度指数同样有较明显影响。极端情况下,圆锥形树冠与半椭球形树冠的聚集度指数相对差异达到30%。（3）半椭球形树冠与其他树冠形状的半球空间聚集度指数期望值的差异不容忽视。 相似文献
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阐述了地理信息系统空间数据库的发展,分析了全球地形数据管理对数据组织结构的要求和数据高效索引的需求。在此基础上提出了适合于网络环境下地理信息系统中海量地形数据管理以及全球地形环境构建的多分辨率四叉树金字塔地形数据管理模型,并阐述了其中涉及到的主要技术问题的解决方案。 相似文献
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基于小波的图像插值方法 总被引：15，自引：0，他引：15
本文在分析已有插值基函数和小波函数、小波变换的基础上提出一种应用小波作为插值基函数进行图像插值的方法,给出了该方法在一般图像插值方面在多幅图像的信息揉合和累积方面的应用,并分析了一般图像插值方法在图像之间存在辐照度差异时的可行性和在同名点之间存在相对空间信息差异时的操作方法。最后,采用４幅ＰＯＬＤＥＲ多角度遥感图像对本文所述方法进行了验证。实验表明,本文所述方法是可以较好地进行图像插值的。 相似文献
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Ross-Li核驱动模型热点参数化及其校正—以POLDER数据为例 总被引：1，自引：1，他引：0
半经验、核驱动二向性反射分布函数(BRDF)模型是多角度遥感领域的一个重要模型,其热点效应在应用BRDF反演其它地表参数时有重要作用。本研究针对树冠内部叶片的间隙对热点的影响,对几何光学核的重叠函数进行热点效应的改进,并利用POLDER多角度观测数据集,对改进热点效应后的不同核函数组合模型的最优热点参数进行了确定。通过最小均方根误差(RMSE)筛选出最优热点参数,进一步分析不同模型对热点参数的敏感性和RMSE随热点参数的变化情况。结果表明:(1)该热点参数化方法可用于Ross-Li核驱动模型不同核函数组合的情况,热点校正后的模型相对于原模型很好地改善了对热点反射率的拟合能力;(2)热点参数最优值在几何光学核为LSRC (LiSparseRChen)与LDRC (LiDenseRChen)组成的模型中出现明显差别,C1在LDRC模型中的值远小于LSRC模型,主要是因为LDRC核函数自身较好考虑了树冠尺度下的热点效应,所以该热点参数改进方法起到的补偿作用较小;(3)总体上,同一模型的C1参数比C2参数对热点的变化更敏感。本研究为Ross-Li核驱动模型的热点效应进一步校正及热点参数的取值范围提供了依据,对Ross-Li模型的推广有重要意义,改进热点效应后的模型可用于未来国产多角度卫星的数据处理流程中,以获取加精确的地物热点反射率信息。 相似文献
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针对雷达探测范围会受到复杂地形因素影响,单一地依靠电磁传播模型可视化雷达探测区域很难真实有效地展现电磁覆盖情况的问题,该文提出一种基于GeoSOT-3D空间剖分的雷达探测范围的计算与表达一体化的真三维模型。GeoSOT-3D剖分框架将上至地球50 000km,下至地心的全部地球空间划分成多层次、多尺度空间体元,体元可承载多源异构空间数据。依据GeoSOT-3D的剖分流程,将地形数据、雷达探测空间数据离散化。最后,开发了雷达探测范围可视化验证平台。实验结果表明,该建模方法对复杂的地形适应性强,可视化表现效果真实直观。 相似文献
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大光斑激光雷达数据已广泛应用于森林冠层高度提取,但通常仅限于地形坡度小于20°的平缓地区。在地形坡度大于20°的陡峭山区,地形引起的波形展宽使得地面回波和植被回波信息混合在一起,给森林冠层高度提取带来巨大挑战。本文利用激光雷达回波模型和地形信息,提出了一种模型辅助的坡地森林冠层高度反演算法。该方法以激光雷达回波信号截止点为参考,定义了波形高度指数H50和H75,使用激光雷达回波模型与已知地形信息模拟裸地的激光雷达回波,将裸地回波信号截止点与森林激光雷达回波信号截止点对齐,利用裸地回波计算常用的波形相对高度指数RH50和RH75,对森林冠层高度进行反演。并与高斯波形分解法和波形参数法的反演结果进行了比较。研究结果表明:(1)利用所提取的波形指数RH50和RH75对胸高断面积加权平均高(Lorey’s height)进行了估算,在坡度小于20°时,高斯波形分解法、波形参数法和模型辅助法的估算结果与实测值线性拟合的相关系数(R2)分别为0.70,0.78和0.98,对应的均方根误差(RMSE)分别为2.90 m,2.48 m和0.60 m,模型辅助法略优于其他两种方法;(2)在坡度大于20°时,高斯波形分解法、波形参数法和模型辅助法的R2分别为0.14,0.28和0.97,相应的RMSE分别为4.93 m,4.53 m和0.81 m,模型辅助法明显优于其他两种方法;(3)在0°—40°时,模型辅助法对Lorey’s height估算结果与实测值的R2为0.97,RMSE为0.80 m。本研究提出的模型辅助法具有更好的地形适应性,在0°—40°的坡度范围内具备对坡地森林冠层高度反演的潜力。 相似文献
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针对数字地球的开源框架平台的搭建,研究了OSGEarth数字地球开源库的整体框架、实时地形渲染机制及三维地形场景中的交互响应机制,并结合Qt绘图引擎,设计了基于Qt平台下的数字地球平台,利用该框架实现矢量、影像、高程数据的加载和坐标查询、距离测量、注记符号添加等地理信息查询功能,通过加载Google全球影像与地形数据实现三维地形场景的渲染,实现地理信息查询功能验证了该数字地球平台的可用性,拓展了三维地理信息系统的研究方向。 相似文献
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全球MODIS冰雪反照率产品在定量遥感中有着广泛应用,但由于该产品的业务化算法是建立在表征植被—土壤系统基础上的罗斯表层(RT)李氏稀疏互易核(LSR)的二向性反射分布函数(BRDF)模型(简称为RTLSR),因此该模型对冰雪的二向性反射及反照率的反演能力有待评估。本文基于地球反射极化和方向测量仪(POLDER)的多角度冰雪反射率数据,综合评估了RTLSR模型在表征冰雪二向反射及反演反照率等方面的能力。为量化评估结果,本研究基于渐进辐射传输(ART)模型,从POLDER冰雪数据中筛选出高质量数据,使用ART模型拟合的高质量结果作为参考,比较结果表明:(1)在表征冰雪方向性散射方面,RTLSR模型整体拟合精度较低。在1020 nm波段,其均方根误差(RMSE)最大可达到0.0498,相较于ART模型的拟合结果偏高了约53.70%;(2)在反演冰雪反照率方面,RTLSR模型与ART模型反演结果也存在差别,其决定系数为0.529,均方根误差为0.0333,偏差为-0.0274,基于RTLSR模型的反演结果低估了ART模型的反演结果。为了使核驱动模型能更准确地表征冰雪BRDF特征和反演反照率,该模型需要针对冰雪散射特点进行进一步的发展。 相似文献
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Digital terrain data are useful for a variety of applications in mapping and spatial analysis. Most available terrain data
are organized in a raster format, among them being the most extensively-used Digital Elevation Models (DEM) of the U.S. Geological
Survey. A common problem with DEM for spatial analysis at the landscape scale is that the raster encoding of topography is
subject to data redundancy and, as such, data volumes may become prohibitively large. To improve efficiency in both data storage
and information processing, the redundancy of the terrain data must be minimized by eliminating unnecessary elements. To what
extent a set of terrain data can be reduced for improving storage and processing efficiency depends on the complexity of the
terrain. In general, data elements for simpler, smoother surfaces can be substantially reduced without losing critical topographic
information. For complex terrains, more data elements should be retained if the topography is to be adequately represented.
In this paper, we present a measure of terrain complexity based on the behavior of selected data elements in representing
the characteristics of a surface. The index of terrain complexity is derived from an estimated parameter which denotes the
relationship between terrain representation (percentage surface representation) and relative data volume (percentage DEM elements).
The index can be used to assess the required volume of topographic data and determine the appropriate level of data reduction.
Two quadrangles of distinct topographic characteristics were examined to illustrate the efficacy of the developed methodology. 相似文献
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This paper shows an explanatory tool (a FORTRAN program linked to GIS software), called VCM (Variable Clumping Method), for
detecting statistically significant `multi-level clumps' in the distribution of points. The multi-level clumps imply a set
of clumps whose clumping radius varies from a small radius to a large radius (in spirits, VCM is similar to the K-function method). Compared with the ordinary (fixed radius) clumping method, VCM can detect overall significant clumps in
the distribution of points.
Received: 8 March 1999/Accepted: 17 September 1999 相似文献
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利用主成分分析揭示变量之间关系的特性,进而提出一种既能保证较高精度又能较好地保持地形形态特征的DEM格网聚合方法。首先根据主成分变换模型推导DEM格网聚合数学公式,构建主成分聚合模型;然后以30m分辨率DEM转换为90m分辨率DEM为例,根据格网点属性间的权重关系聚合重构DEM。在此基础上,以均值聚合和双线性重采样聚合方法为比较对象,从聚合前后的检查点高程偏差的统计描述、空间分布与自相关性、地形形态保持程度方面分析3种聚合策略下重构DEM的误差特性。最后运用描述统计、半变异分析和等高线套合方法,定量评价主成分聚合重构DEM的质量效果。试验分析结果表明,同均值聚合和重采样聚合相比较,该方法重构的DEM既能保持较高精度,又能很好地保持地形形态特征。 相似文献
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In physical geodesy, the residual terrain modelling (RTM) technique is frequently used for high-frequency gravity forward modelling. In the RTM technique, a detailed elevation model is high-pass-filtered in the topography domain, which is not equivalent to filtering in the gravity domain. This in-equivalence, denoted as spectral filter problem of the RTM technique, gives rise to two imperfections (errors). The first imperfection is unwanted low-frequency (LF) gravity signals, and the second imperfection is missing high-frequency (HF) signals in the forward-modelled RTM gravity signal. This paper presents new solutions to the RTM spectral filter problem. Our solutions are based on explicit modelling of the two imperfections via corrections. The HF correction is computed using spectral domain gravity forward modelling that delivers the HF gravity signal generated by the long-wavelength RTM reference topography. The LF correction is obtained from pre-computed global RTM gravity grids that are low-pass-filtered using surface or solid spherical harmonics. A numerical case study reveals maximum absolute signal strengths of \(\sim 44\) mGal (0.5 mGal RMS) for the HF correction and \(\sim 33\) mGal (0.6 mGal RMS) for the LF correction w.r.t. a degree-2160 reference topography within the data coverage of the SRTM topography model (\(56^{\circ }\hbox {S} \le \phi \le 60^{\circ }\hbox {N}\)). Application of the LF and HF corrections to pre-computed global gravity models (here the GGMplus gravity maps) demonstrates the efficiency of the new corrections over topographically rugged terrain. Over Switzerland, consideration of the HF and LF corrections reduced the RMS of the residuals between GGMplus and ground-truth gravity from 4.41 to 3.27 mGal, which translates into \(\sim 26\)% improvement. Over a second test area (Canada), our corrections reduced the RMS of the residuals between GGMplus and ground-truth gravity from 5.65 to 5.30 mGal (\(\sim 6\)% improvement). Particularly over Switzerland, geophysical signals (associated, e.g. with valley fillings) were found to stand out more clearly in the RTM-reduced gravity measurements when the HF and LF correction are taken into account. In summary, the new RTM filter corrections can be easily computed and applied to improve the spectral filter characteristics of the popular RTM approach. Benefits are expected, e.g. in the context of the development of future ultra-high-resolution global gravity models, smoothing of observed gravity data in mountainous terrain and geophysical interpretations of RTM-reduced gravity measurements. 相似文献
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以ASTER GDEM为信息源、22个典型小流域为样区,分析黄土高原集水面积阈值与沟谷密度的关系,利用均值变点法确定最佳阈值,探讨了影响阈值的数字高程模型（digital elevation model,DEM）地形因子主成分。结果表明,集水面积阈值由北向南、自东向西逐步增大,宏观上受黄土高原地貌类型制约,地形因子对其的影响成分归纳为坡面、起伏及高程变异因子。坡面因子的最大值与阈值正相关,坡度>粗糙度>地形曲率>平面曲率>剖面曲率。起伏因子的均值与阈值正相关,起伏度>切割深度。高程变异因子与阈值负相关。三者的主成分贡献率依次为58.754%、18.915%、11.388%,权重为0.527、0.229、-0.569。研究表明,坡面特征是影响黄土沟谷发育的重要因子。 相似文献