Comparative spatio-spectral heterogeneity analysis using multispectral and hyperspectral airborne images     

QIU Bingwen  ZENG Canying  CHEN Chongcheng 《地球空间信息科学学报》2013,16(2):83-90

Knowledge of spatio-spectral heterogeneity within multisensor remote sensing images across visible, near-infrared and short wave infrared spectra is important. Till now, little comparative research on spatio-spectral heterogeneity has been conducted on real multisensor images, especially on both multispectral and hyperspectral airborne images. In this study, four airborne images, Airborne Thematic Mapper, Compact Airborne Spectrographic Imager, Specim AISA Eagle and AISI Hawk hyperspectral airborne images of woodland and heath landscapes at Harwood, UK, were applied to quantify and evaluate the differences in spatial heterogeneity through semivariogram modelling. Results revealed that spatial heterogeneity of multisensor airborne images has a close relationship with spatial and spectral resolution and wavelength. Within the visible, near-infrared spectra and short wave infrared spectra, greater spatial heterogeneity is generally observed from the relatively longer wavelength in short wave infrared spectra. There are dramatic changes across the red and red edge spectra, and the peak value is generally examined in the red middle or red edge wavelength across the visible and near-infrared spectra for vegetation or non-vegetation landscape respectively. In all, for real multisensor airborne images, the change in spatial heterogeneity with spatial resolution will accord with the change of support theory depending on whether dramatic change exists across the corresponding wavelength. Besides, if with close spatial resolution, the spatial heterogeneity of multispectral images might be far from the overall integration of these bands from the hyperspectral images involved. A comparative assessment of spatio-spectral heterogeneity using real hyperspectral and multispectral airborne images provides practical guidance for designing the placement and width of a spectral band for different applications and also makes a contribution to the understanding of how to reconcile spatial patterns generated by multisensors.  相似文献   

近40年来中国湖泊叶绿素a浓度的时空分异特征分析     

武昭鑫  孔祥生  徐兆鹏  曾健  刘鑫 《海洋与湖沼》2024,55(2):347-362

随着经济社会快速发展, 中国湖泊表现出不同程度的富营养化, 湖泊生态正面临着严峻挑战。叶绿素a是评价水体营养状态的重要指标, 可以反映湖泊中浮游植物生物量情况。基于Landsat系列数据集, 对1986~2022年间中国范围内面积在10 km²以上湖泊叶绿素a浓度分布状况进行研究, 并对各区域叶绿素a浓度演变趋势进行分析, 结果表明: (1) 中国湖泊叶绿素a浓度存在地域性空间分布差异。叶绿素a浓度分布整体呈现东南高, 西北低的态势, 大约69%的湖泊处于轻富营养化程度, 中富营养化状态约占17%。以35°N和100°E为分界线, 各区域叶绿素a浓度随经纬度呈现出一定的变化规律。(2) 近40年间中国湖泊叶绿素a浓度年均值处于缓慢波动上升趋势, 时间序列呈现先降低后升高, 再降低的变化状态。所有湖泊叶绿素a浓度显著上升的数量占比约为30%, 显著下降的占比约为24.8%, 变化不显著的约占45.2%。整体变化较为稳定, 变异系数处于中等波动水平以下, 波动较大的区域位于青藏高原, 东北地区和长江中下游的部分地区。(3) 各流域内湖泊叶绿素a浓度时空分异特征表现为: 空间分布上, 内陆流域和西南流域普遍较低, 珠江流域和东南流域较高。时间变化上, 除了西南流域和内陆流域的湖泊叶绿素a浓度呈现下降趋势外, 其他流域均为上升趋势。中国湖泊叶绿素a浓度呈现出明显的地域性差异和时间变化趋势, 这主要归因于地区气候、水文条件、土地利用以及人类活动变化等因素。受温暖湿润气候和较强人类活动的影响, 东南部地区的湖泊叶绿素a浓度相对较高。西北部地区气温偏低, 降水较少, 湖泊叶绿素a浓度普遍较低。近40年的时间尺度上, 受城市化、工业化快速发展和全球气候变化的共同影响, 中国整体湖泊叶绿素a浓度呈缓慢上升趋势。  相似文献   

基于机器学习的土壤温度预估研究综述     

谭晓晴  罗斯琼  舒乐乐  李晓旭  王景元  曾礼  董晴雪  陈自航 《高原气象》2022,41(2):268-281

土壤温度是地球科学研究中的重要物理量。在陆-气相互作用研究中,土壤温度不仅影响土壤内部的物理、生物、化学过程,而且对陆-气之间能量和物质交换起重要作用。随着可获取的相关数据越来越丰富,机器学习方法已经被越来越多的研究人员引入到土壤温度预估中,在很多任务中已经超过了统计模型、物理模型的性能。本文对比了统计模型、物理模型和机器学习方法这三种土壤温度常用计算方法的异同,简要介绍了应用于土壤温度研究的各类机器学习模型的原理和特点,综合国内外文献归纳了传统机器学习和深度学习在土壤温度空间分布、时间变化和时空变化三方面的研究进展。在土壤温度空间分布研究中,传统机器学习方法能够通过影响因子的空间异质性学习空间特征,并利用站点观测数据计算土壤深处的温度,但随土壤深度增加模型效果减弱,而深度学习模型有能够提取空间特征的结构,但对数据量要求高,当前研究中仅用于地表温度的遥感反演;在土壤温度时间序列研究中,加入了周期性信息的传统机器学习方法具有更好的模型效果,深度学习中的序列学习模型能自动捕捉土壤温度变化规律,结合了非平稳序列分析方法的混合模型能充分考虑土壤温度变化的连续性和周期性;由于陆面过程复杂性,土壤...  相似文献   

2014年夏季一次那曲强降水的诊断分析和水汽来源的模拟研究     

曾钰婷  张宇  王熙瞾  郝倚天 《高原气象》2022,41(2):477-488

青藏高原作为“亚洲水塔”,研究其降水来源对我国水安全和水资源利用有重要意义。采用诊断分析和拉格朗日模式模拟的方法,对高原涡引起的一次那曲强降水进行了分析研究,确定了那曲地区的水汽来源并进一步量化了水汽源区对研究区夏季降水的贡献。结果表明：那曲上空上升运动强烈,且具备良好的水汽条件。有多次多个强对流云团相继生成,形成短时强降水。影响降水的绝大多数目标气块来自目标区域以南的相对较低的大气层,可追溯到孟加拉湾、阿拉伯海和印度洋。此外,青藏高原以西路径有一小部分目标气块来自中、低层大气。高层水汽主要为南亚高压反气旋输送。少数气块来自中国东部和南海。西边界和南边界的水汽输送为本次那曲强降水的主要来源,水汽源区主要为印度洋、阿拉伯海、印度、孟加拉湾、新疆和中亚。来自印度洋和阿拉伯海的水汽对降水区起到了关键的水汽贡献,局地水汽贡献忽略不计。  相似文献   

Estimation and Long-term Trend Analysis of Surface Solar Radiation in Antarctica: A Case Study of Zhongshan Station     

Zhaoliang ZENG  Zemin WANG  Minghu DING  Xiangdong ZHENG  Xiaoyu SUN  Wei ZHU  Kongju ZHU  Jiachun AN  Lin ZANG  Jianping GUO  Baojun ZHANG 《大气科学进展》2021,38(9):1497-1509

Long-term,ground-based daily global solar radiation (DGSR) at Zhongshan Station in Antarctica can quantitatively reveal the basic characteristics of Earth’s surface radiation balance and validate satellite data for the Antarctic region.The fixed station was established in 1989,and conventional radiation observations started much later in 2008.In this study,a random forest (RF) model for estimating DGSR is developed using ground meteorological observation data,and a highprecision,long-term DGSR dataset is constructed.Then,the trend of DGSR from 1990 to 2019 at Zhongshan Station,Antarctica is analyzed.The RF model,which performs better than other models,shows a desirable performance of DGSR hindcast estimation with an R~2 of 0.984,root-mean-square error of 1.377 MJ m~(-2),and mean absolute error of 0.828 MJ m~(-2).The trend of DGSR annual anomalies increases during 1990–2004 and then begins to decrease after 2004.Note that the maximum value of annual anomalies occurs during approximately 2004/05 and is mainly related to the days with precipitation (especially those related to good weather during the polar day period) at this station.In addition to clouds and water vapor,bad weather conditions (such as snowfall,which can result in low visibility and then decreased sunshine duration and solar radiation) are the other major factors affecting solar radiation at this station.The high-precision,longterm estimated DGSR dataset enables further study and understanding of the role of Antarctica in global climate change and the interactions between snow,ice,and atmosphere.  相似文献   

冶炼废渣综合回收铀、铌、钽和锡     

艾永亮  李伯平  曾青云  郭冬发 《国外铀金地质》2012,(2):115-118

根据某冶炼尾渣的成分和矿物特性,研究了铀、铌、钽和锡的回收工艺。开发出酸浸提铀-重选抛尾-弱磁选回收铌、钽一强磁选除铁回收锡的联合工艺流程。铀浸出率大于80％;铌、钽品位大于31％,回收率大于80％;锡精矿品位大于62％,回收率大于65％,锡精矿经放射性去污后,其放射性水平基本符合有色冶金行业标准。  相似文献   

基于ARCGIS的土地开发潜力测算与分级——以宝鸡市陇县为例     

葛菁华  曾彬 《地下水》2012,34(6):187-190

土地开发潜力评价是科学开展土地开发工作的基础,影响土地开发潜力的因素众多,目前还没有公认比较成熟的评价理论与方法。结合陇县的实际情况,提出以增加耕地系数、增加耕地面积和未利用地区位指数三个指标结合评价土地开发潜力测算,以乡镇为分级单元在科学地定量评价土地开发潜力的基础上,对陇县的土地开发潜力进行分级,为土地开发整理工作提供判断依据。  相似文献   

曹岘黄土和小良山红土剖面磁化率解释机制的差异     

曾永耀  阳杰 《甘肃地质》2012,(1):86-90

磁化率因其磁测方法快捷、简便和没有破坏性的优点,作为一种研究手段以利用环境物质的磁性来恢复古环境,分析磁性矿物在环境系统中的迁移、转化和组合规律等方面,得到了快速而广泛的应用,取得了一系列研究成果。事实上影响沉积物磁化率的因素是多种多样的,因此在具体应用磁化率分析古环境上要持慎重态度,并结合其他实验结果进行解释,尤其要注意沉积类型的差别对解释磁化率结果的影响。为进一步分析磁化率对古环境的指示意义,本文选取黄土和红土两种沉积类型进行磁化率测试,了解不同类型沉积物的磁化率指示意义,为正确解析磁化率提供依据。  相似文献   

鄂西清江中上游高海拔砾石层ESR定年及地质意义     

王令占  涂兵  田洋  谢国刚  曾波夫 《地球学报》2012,33(3):316-322

在鄂西清江中游建始、巴东地区、上游利川地区的野外地质调查中,发现多处残留的高海拔河流相砾石层,其特征指示砾石层可能为NNE向古水系残留的"高阶地"。对高海拔砾石层进行了ESR测年,清江中游建始、巴东地区高海拔砾石层形成于早更新世末中更新世初（677±67）^789±78ka,上游利川地区高海拔砾石层形成于中更新世中期（371±37）^551±55ka,说明早更新世末中更新世初,清江中游地区尚发育NNE向古水系,而直至中更新世中期,清江上游利川地区仍发育NNE向古水系。这可能指示清江袭夺中游水系发生于早、中更新世之交,袭夺上游水系发生于中更新世中期,现代清江水系形成于中更新世中期之后。由于清江贯通、长江贯通三峡都与青藏高原末次快速隆升有密切关系,从而指示长江贯通三峡的方式总体上可能也是自东向西的不断袭夺,而贯通时间则可能要稍早于清江。  相似文献   

西藏查个勒铅锌矿床成矿时代研究及地质意义   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

黄瀚霄李光明  曾庆高刘 波段志明  董随亮张 晖 张 丽 《中国地质》2012,39(3):750-759

查个勒铅锌矿位于冈底斯—念青唐古拉成矿带西段。矿体受花岗斑岩岩体形态及北东向、北西向断裂控制,产于岩体接触带与断裂破碎带中,属于典型的矽卡岩型矿床。花岗斑岩的锆石ICP-MS U-Pb年龄加权平均值为(63.18±0.77)Ma,岩石具有重熔型花岗岩地球化学特征,形成于碰撞环境。初步研究表明,查个勒铅锌矿床的形成与印—亚大陆碰撞有关,形成于印度大陆陡俯冲的主碰撞阶段。  相似文献