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1.
为准确、快速、全面获取内陆养殖小区池塘及尾水处理池水体水质变化情况,建立养殖水环境实时预警调控及数字化管控机制,选择浙江湖州市集中连片的养殖小区为试验区,于2020年12月采用搭载GaiaSky-mini高光谱相机的无人机进行试验区近地遥感图像采集,并进行图像拼接、辐射校正和几何校正等预处理;然后对反射波段进行差值、比值及归一化差值指数进行数值变换,基于相关性分析筛选不同水质参数的敏感波段,进而采用线性函数、指数函数和多项式函数构建各水质参数定量反演模型,并用全波段构建偏最小二乘回归(PLS)、径向基神经网络(RBF)和支持向量机(SVM)反演模型,进行模型验证与评价;最后基于各水质最佳水质模型对试验区水质参数进行空间分布反演与分析。结果表明,总悬浮物(TSS)、总氮(TN)、总磷(TP)、高锰酸盐指数(COD;)和氨氮(NH;-N)的最大相关系数分别为0.86、0.65、0.72、–0.85和0.75;对比6种建模方法,多项式函数对TSS反演精度最高,偏最小二乘对NH;-N反演精度最高,RBF对TN和COD;反演精度最高,支持向量机对TP反演精度最高,其中NH;-N反演精度需要进一步优化提高,其他4种水质参数均达到养殖池塘预测精度要求。基于无人机高光谱技术可快速反演养殖小区水质空间分布图,实现养殖池塘及尾水处理池水质信息的快速准确获取。  相似文献   
2.
Accurate atmospheric temperature and moisture information with high temporal/spatial resolutions are two of the key parameters needed in regional numerical weather prediction(NWP) models to reliably predict high-impact weather events such as local severe storms(LSSs). High spectral resolution or hyperspectral infrared(HIR) sounders from geostationary orbit(GEO) provide an unprecedented source of near time-continuous, three-dimensional information on the dynamic and thermodynamic atmospheric fields—an important benefit for nowcasting and NWP-based forecasting. In order to demonstrate the value of GEO HIR sounder radiances on LSS forecasts, a quick regional OSSE(Observing System Simulation Experiment)framework has been developed, including high-resolution nature run generation, synthetic observation simulation and validation, and impact study on LSS forecasts. Results show that, on top of the existing LEO(low earth orbit) sounders, a GEO HIR sounder may provide value-added impact [a reduction of 3.56% in normalized root-mean-square difference(RMSD)] on LSS forecasts due to large spatial coverage and high temporal resolution, even though the data are assimilated every 6 h with a thinning of 60 km. Additionally, more frequent assimilations and smaller thinning distances allow more observations to be assimilated, and may further increase the positive impact from a GEO HIR sounder. On the other hand, with denser and more frequent observations assimilated, it becomes more difficult to handle the spatial error correlation in observations and gravity waves due to the limitations of current assimilation and forecast systems(such as a static background error covariance). The peak reduction of 4.6% in normalized RMSD is found when observations are assimilated every 3 h with a thinning distance of 30 km.  相似文献   
3.
海面溢油无人机高光谱遥感检测与厚度估算方法   总被引:2,自引:0,他引:2  
任广波  过杰  马毅  罗旭东 《海洋学报》2019,41(5):146-158
海上溢油是海洋国家所面临的共同问题,但至今仍没有一种可靠实用的海上溢油准确识别和油量遥感监测方法。为此,本文以无人机高光谱遥感为手段,开展了海面溢油检测与厚度估算方法研究。实验中,通过搭建室外大型水槽溢油实验装置,获取了模拟真实海洋环境条件下不同溢油量的遥感和现场光谱数据,在此基础上,分析并提取了海上溢油特征光谱波段,给出了海上溢油高光谱检测模型;针对现场实验条件下水面油膜厚度难以测定的问题,设计了3种利用总体溢油量的油膜厚度估算模型。得到如下主要结论:(1)675 nm和699 nm是海上溢油检测的有效特征波段,但对极薄的油膜没有检测能力;(2)提出了归一化溢油指数模型、反比例模型和吸收基线模型等3种海上溢油油膜厚度估算模型,其中对于薄油膜(厚度≤ 5 μm)和厚油膜(厚度>50 μm),反比例模型是溢油厚度反演的首选也是唯一选择。对于中厚度油膜,晴朗天气条件下,归一化溢油指数模型是油膜厚度反演的首选,同时反比例模型和溢油吸收基线模型也都有较好的反演能力,而在多云天气条件下,反比例模型效果最佳。  相似文献   
4.
朱德辉  杜博  张良培 《遥感学报》2020,24(4):427-438
高光谱遥感影像具有光谱分辨率极高的特点,承载了大量可区分不同类型地物的诊断性光谱信息以及区分亚类相似地物之间细微差别的光谱信息,在目标探测领域具有独特的优势。与此同时,高光谱遥感影像也带来了数据维数高、邻近波段之间存在大量冗余信息的问题,高维度的数据结构往往使得高光谱影像异常目标类和背景类之间的可分性降低。为了缓解上述问题,本文提出了一种基于波段选择的协同表达高光谱异常探测算法。首先,使用最优聚类框架对高光谱波段进行选择,获得一组波段子集来表示原有的全部波段,使得高光谱影像异常目标类与背景类之间的可分性增强。然后使用协同表达对影像上的像元进行重建,由于异常目标类和背景类之间的可分性增强,对异常目标像元进行协同表达时将会得到更大的残差,异常目标像元的输出值增大,可以更好地实现异常目标和背景类的分离。本文使用了3组高光谱影像数据进行异常目标探测实验,实验结果表明,该方法与其他现有高光谱异常目标探测算法对比,曲线下面积AUC(Area Under Curve)值更高,可以更好地实现异常目标与背景分离,能够更有效地对高光谱影像进行异常目标探测。  相似文献   
5.
混合像元的存在不仅影响了基于高光谱影像的地物识别和分类精度,而且已成为遥感科学向定量化发展的主要障碍。本文以扎龙湿地为试验区,以环境一号卫星采集的高光谱影像为数据源,分别采用传统的全约束最小二乘光谱解混算法(fully constrained least squares spectral unmixing algorithm, FCLS)与基于稀疏约束最小二乘光谱解混算法(sparse constrained least squares spectral unmixing algorithm, SUFCLS)实现了试验区湿地的精细分类,并对两种分类结果的表现及其分类精度进行了对比分析。研究结果表明:SUFCLS算法能够自适应的从光谱库中选择场景中所占比例最高的一组端元,并将此端元的组合应用于传统的全约束最小二乘光谱解混中实现不同湿地类型丰度的提取,该算法充分考虑了端元的空间异质性,弥补了FCLS算法在端元选取过程中的不足。精度验证结果表明与FCLS算法相比,SUFCLS算法分类结果的均方根误差更小,丰度的相关系数更高,因此该方法对于提高湿地解混精度以及实现湿地精细化分类具有重要意义。  相似文献   
6.
高光谱遥感影像混合像元分解研究进展   总被引:6,自引:1,他引:5  
受高光谱成像仪低空间分辨率及复杂地物的影响,高光谱遥感图像存在大量混合像元。为提高地表分类精度以及满足亚像元级目标探测的需求,混合像元分解技术一直是高光谱遥感研究热点之一。本文主要对高光谱混合像元分解技术中的核心问题:端元数目估计、端元提取算法、丰度估计算法进行综述,系统地分析了各种典型算法的原理及优缺点,进一步阐述研究过程中建立高精度遥感混合反演模型与遥感产品业务化中的混合像元分解技术难题,同时针对今后混合像元分解技术发展方向,指出在继续引入新型算法理论方法基础上,结合用户应用需求,推进高光谱混合像元分解算法业务化应用,为高光谱遥感工程化应用提供支持。  相似文献   
7.
张亚平  张宇  杨楠  罗晓  罗谦 《测绘通报》2019,(12):60-64
为获得分类效果更优良的遥感图像分类方式并解决高光谱遥感图像分类运算速度缓慢的问题,集成Lanczos算法与谱聚类算法,探讨了高光谱遥感图像谱聚类算法应用于遥感图像分类的可行性,提出了一种面向高光谱遥感图像的快速谱聚类算法;通过对比美国圣地亚哥机场高光谱遥感图像K-均值算法与谱聚类算法的分类结果,发现面向高光谱遥感图像的谱聚类算法易于识别线性地物,且分类的速度能得到较大提升。  相似文献   
8.
稀疏多项式逻辑回归在分类中仅利用图像光谱信息,导致分类效果不太理想。本文提出了一种顾及局部与结构特征的稀疏多项式逻辑回归高光谱图像分类方法。首先利用加权均值滤波与拓展形态学多属性剖面对原始高光谱图像进行局部与结构特征提取;然后对二者进行加权平均特征级融合以获取更具唯一性的像元特征;最后由稀疏多项式逻辑回归分类器对融合结果进行分类。结果表明,本文方法能有效地提高分类精度,而且具有较强的稳健性。  相似文献   
9.
传统的混合像元分解算法认为每个像元都包含图像中所能提取的全部端元组分,但这并不符合实际情况。实际上图像中大多数混合像元仅由少部分端元混合而成。由于端元提取精度及噪声的影响,采用全部端元对混合像元进行分解,会使得混合像元中实际并不存在的端元的丰度估计值不为零,分解结果存在较大误差。由于混合像元大多存在于不同地物的交界处,基于此,本文提出了一种结合图像的空间信息选取混合像元最优端元子集的方法。利用一个空间结构元素,从混合像元的附近邻域开始搜索,将搜索到的纯净像元光谱与所提取的图像端元光谱进行对比,并确定混合像元的端元子集进行分解。根据RMSE大小和变化情况,逐步扩大结构元素的大小,不断调整搜索范围,直至得到最优端元组合。模拟数据和真实数据的试验结果表明,该方法相比传统的全端元光谱分解方法,在总体上获得了更好的分解效果。  相似文献   
10.
波段选择是高光谱遥感图像分类的重要前提,本文提出了一种用于高光谱遥感图像波段选择的改进二进制布谷鸟算法,通过使用混合二进制编码算法更新子代鸟巢和使用遗传算法交叉方式更新被发现鸟巢两个方面对二进制布谷鸟算法进行改进,找出在图像中起主要作用且相关性低的波段,实现对高光谱遥感图像降维。将本文算法运用于PaviaU数据集和AVIRIS数据集,并与二进制布谷鸟算法、二进制粒子群算法、最小冗余最大相关算法、Relief算法等进行对比分析。结果表明,改进二进制布谷鸟算法波段特征选择效率更高,且选取的波段更具代表性,能够较好地提高后续分类精度。  相似文献   
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