基于无人机遥感的水质监测研究综述

与传统的卫星遥感和有人机遥感相比,无人机遥感具有高时空分辨率、云下低空飞行、高机动性等优势,可解决传统水质监测工作中存在的问题。无人机遥感水质监测可及时地掌握水文情况,达到实时监测水质的高效性效果,为水质监测评价提供了新的机遇与途径。无人机遥感反演方法已经逐渐成为内陆水体水质监测评价的重要技术手段,可以反映水质在时空上更为全面的分布变化情况。该文回顾了无人机遥感的特点,阐述了无人机遥感水质监测原理、监测对象、监测方法以及无人机遥感水质监测研究进展与影响水质监测精度的因素。在此基础上对无人机水质遥感监测进行展望,提出了无人机高光谱遥感技术有望成为研究大时空尺度水域富营养化现象的重点和方向,并能在高带宽下搭载的数传模块得到多种水质参数浓度的空间反演分布图。     

浅析区域滑坡灾害遥感调查中的多源多时相融合技术

采用多源多时相遥感数据融合技术进行区域滑坡灾害调查,可节约大量人力物力,同时满足了大面积综合调查和灾害体高分辨率局部调查的要求。本文从滑坡灾害监测的角度,阐述了遥感多源多时相融合技术中的一些典型方法及其在滑坡调查中的应用,以期在区域滑坡灾害调查中起到积极作用。     

短时间间隔的土地利用变化监测

传统的土地利用变化监测方法已无法完全满足当前经济的快速发展和城市急剧扩张的要求,利用光学遥感数据对地观测也受到天气和云层覆盖等诸多因素的限制。而Radarsat-1等雷达遥感数据可以在"全天候"的条件下对地表进行观测。论文以Radarsat-1图像获取的24 d时间周期为最短时间间隔,分析了24 d、48 d和72 d时间间隔下的土地利用变化监测,对短时间间隔内的土地利用变化监测的结果进行了总结。监测的结果需要在精度与时间间隔之间做出取舍。对于大部分的情况,24 d的时间间隔已可以得到60%以上精度的结果,部分月份的监测需要48 d的监测时间间隔。若需要更高的精度,则需要72 d甚至更长。     

MODIS时序影像的福建近岸叶绿素a浓度反演

叶绿素a(Chl-a)浓度是可以直接遥感反演的重要水质参数之一,常用来评价近岸水体的富营养化程度.为有效监测福建近岸水域中的叶绿素a浓度变化,本文利用MODIS时间序列影像数据,采用适用于小样本数据的机器学习方法随机森林(Random Forest, RF)和传统的特征波段比值(Band Ratio, BR)方法,结合时序浮标观测数据,在浮标观测站点有限的情况下,采用"以时间连续补空间稀疏"的建模策略,分别对福建近岸不同时相叶绿素a浓度进行遥感反演,并对反演结果进行验证与分析.结果显示RF、BR两种方法反演的均方根误差(RMSE)分别为0.49、0.52μg·L~(-1),平均绝对百分比误差(MAPE)分别为37.50%、50.20%,平均决定系数(R~2)分别为0.87、0.21.可见,基于MODIS时序影像的RF模型可较准确估测福建近岸叶绿素a浓度,且精度优于BR模型.在近岸水环境普遍恶化且浮标观测站点有限的情况下,本研究可提供一种有效监测叶绿素a浓度的方法,有利于福建近岸水环境(如赤潮)的遥感监测.     

基于孕灾敏感性分析的高植被覆盖区滑坡地质灾害遥感解译

利用遥感数据高效、准确地获取高植被覆盖地区滑坡地质灾害信息,对区域滑坡地质灾害预警预报和风险管理具有重要意义。以浙江省飞云江流域南田、雅梅图幅为典型研究区,首先利用Landsat 8遥感数据及航片信息解译和分析了区内70处历史滑坡地质灾害的孕灾地质环境条件,并结合DEM三维影像与历史滑坡信息,开展了区域滑坡孕灾敏感性分区,将滑坡孕灾敏感性划分为极低孕灾敏感区至极高孕灾敏感区等5个等级;然后在遥感解译图上提取出区域滑坡极高孕灾敏感区,并在建立区域滑坡地质灾害解译标志的基础上,通过人机交互的解译方法,从滑坡极高孕灾敏感区准确地解译出滑坡灾害及隐患40处。该遥感解译方法能有效地缩小解译范围,并提高了解译效率和精度,可为大范围高植被覆盖区内滑坡地质灾害信息的快速、高效解译提供借鉴。     

GPS在灾害监测中的应用综述

GPS技术以其连续性、实时性和自动化程度高等优点,在变形监测的应用中越来越发挥着传统测量所无法比拟的重要作用.本文总结了GPS在地震、大坝和滑坡等灾害监测中的应用现状,说明了GPS可广泛用于灾害监测,且具有精度高、速度快、不受气候条件及通视条件的限制等优点,最后探讨GPS灾害监测技术的发展趋势.     

BP网络框架下MODIS气溶胶光学厚度产品估算中国东部PM2.5

近年来随着中国经济的快速发展,中国区域的大气污染情况日趋严重,大气污染监测与治理已刻不容缓.由于卫星遥感具有较广的空间覆盖、成本低等优点,卫星遥感反演气溶胶光学厚度(AOD)产品被普遍认为是地面PM2.5浓度的重要指标,且已被广泛地应用于地面PM2.5遥感监测.利用2007～2008年的MODIS/Terra气溶胶光学厚度产品,考虑中国东部地区5个大气成分站点风速、风向、温度、湿度和边界层高度等气象数据,构建后向(BP)神经网络,提出了基于MODIS AOD产品估算PM2.5的模型.利用5个大气成分站点PM2.5观测数据对模型进行散点拟合和时间序列拟合验证,结果表明:①从PM2.5观测值与估算值的散点回归分析来看,PM2.5估算值与观测值相关系数最好的为庐山站(R=0.6),其它4个站次之,但其相关系数均在0.4(中强相关)以上;②从PM2.5观测值与估算值的时间序列比对分析来看,PM2.5估算值和观测值差值随时间变化而变化,且存在明显的日际振荡现象,但经相邻5 d滑动平均处理,5个站点的PM2.5估算值与观测值相关系数得到普遍提升,滑动后的相关系数RMA均在0.7以上(除郑州外),庐山RMA达到0.83.结果表明在BP网络框架下,基于MODIS AOD产品估算PM2.5的模型能较好地应用于PM2.5监测.     

基于Sentinel-2的江苏省植被生物物理特征反演

Sentinel-2作为新型独特的光学对地观测遥感卫星,因拥有对植被生物监测的红光边缘波段而备受关注.植被生物物理特征对监测植被生长状况及研究全球碳氮循环过程等都具有重要意义.然而,在小尺度上利用统计模型方法进行植被理化参数反演的研究比较多,在大尺度上利用生物物理参数快速、高精度反演的研究较少.因此,本文以江苏省为研究...     

遥感技术在湖泊水质监测中的应用

环境污染遥感监测技术具有监测范围广、速度快、成本低,且便于进行长期的动态监测等优点,是实现宏观、快速、连续、动态地监测环境污染的有效方法,已成为湖泊环境动态变化监测的重要技术手段.湖泊水质遥感监测是基于经验、统计分析或水质参数的光谱特征,选择遥感波段数据与地面实测水质参数数据进行数学分析,建立水质参数反演模型实现的.在运用遥感技术对湖泊进行水质监测的方法中有传统方法和神经网络模型.与传统方法相比,神经网络模型有较强的水质识别的容错性,水质状况识别的可信度.今后,神经网络模型、高光谱遥感技术以及RS与GIS、GPS的结合运用等将是遥感技术在此领域中的发展方向.     

基于遥感的海域使用变化信息识别技术

海域使用动态监测管理的苇点是在监测海域范围内尽可能多地识别属性发生变更的"块",应用遥感进行海域使用变化信息发现是研究海域动态监测的重要手段之一.该文介绍了遥感技术用于海域动态监测的概念与目的,归纳和分析利用多时相的遥感影像进行海域使用变化信息发现与提取的方法与技术,阐述了我国即将开展的海域使用动态遥感监测的发展前景.     

基于信息熵与KPSO聚类法滑坡敏感性分析

选取南京地区滑坡为研究对象。基于DEM及遥感影像数据,选取样本,提取滑坡影响因素,计算影响因素熵值。利用K折粒子群优化(K PSO)方法,在GIS环境下针对地质资料缺乏情况,生成一个可靠的南京地区滑坡敏感图。自组织特征映射网络(SOM)法用作一个并行研究,结果作为K PSO法结果对比。结果表明,K PSO法聚类准确率为85%,自组织映射(S OM)法聚类结果准确率为80%,由此说明K PSO聚类法在地质资料不足前提下形成滑坡敏感区是一种行之有效的方法。     

自然灾害遥感应用标准体系构建方法研究

遥感技术不仅能用于获得自然灾害发生之前的背景数据,而且可用于对自然灾害进行监测预警和损失评估,近年来已经成为自然灾害信息获取与分析的重要手段。标准体系构建是开展自然灾害遥感技术标准化应用的一项重要基础性工作,亟需研究和建立满足自然灾害管理需求的遥感技术应用标准体系。对国内外遥感技术标准特别是自然灾害遥感应用相关标准现状进行了综述。分析了自然灾害遥感技术应用标准化需求,探讨了标准体系构建的思路,提出了面向自然灾害遥感技术应用的并列式、串联式和混合式标准体系构建方法和洪涝灾害遥感监测关键技术标准需求。     

基于特征基元的航空遥感海域使用信息提取技术研究

近年来,随着沿海经济的发展,海域使用状况日新月异,传统的人工监测已经不能满足海域使用变化的需求.如何快速、实时了解我国沿海海域使用现状,为政府管理部门提供管理、决策依据,是一个亟待解决的问题.航空遥感因其快速、灵活、宏观等特点被应用到海域使用动态监视监测中来.本文在充分了解归纳国内外高分辨率遥感信息提取技术的基础上,研究了适合航空遥感数据信息提取技术和方法,并将其应用到海域使用动态监视监测中.     

基于遥感的海洋溢油监测方法

石油及其产品大量进入海洋将对生态和经济产生严重危害。现代遥感技术可实时获取溢油相关信息,在溢油应急响应中扮演着重要的角色。文章以遥感平台及手段为切入点,介绍和分析遥感溢油监测现状,在遥感溢油监测向着多平台、多传感器、多源数据综合观测的方向发展的前提下,除依靠传统遥感(可见光/近红外,微波)外,需加强紫外遥感溢油监测研究,并注重高光谱和偏振溢油遥感。     

基于FY3C地表温度重建的多云地区旱情监测评估

受热红外传感器无法探测云下地表信息的影响,热红外遥感数据失去了对多云地区旱情监测的能力。采用RSDAST（Remotely Sensed Daily Land Surface Temperature Reconstruction）模型实现了FY3C/VIRR（Visible and Infrared Radiometer）云像元LST值的重建,结合重建后LST和NDVI数据采用TVDI指数对2018年重庆市干旱进行监测分析,并通过对比土壤墒情数据与OTVDI（Original TVDI）和RTVDI（Reconstructed TVDI）间的相关性来评估RTVDI在多云条件下旱情监测的能力。评估结果表明：基于RSDAST模型扩大了多云地区遥感干旱监测的空间范围和时间连续性,提升了区域旱情监测的精度（长时间序列和空间分布上RTVDI与土壤墒情数据间的R值均高于OTVDI）,极大地提高热红外遥感数据在多云条件下的可用性和可靠性。     

黄淮海地区土壤水分动态模拟模型

本文根据黄淮海地区１９９３～１９９５年麦季实测土壤水分、农业气象资料和卫星监测资料,试验了区域性土壤水分模型,以便模拟区内土壤水分及其相关要素的动态变化过程,解决以往土壤水分遥感模型只确定土壤水分含量不能确定水量结构的缺点。试验取得比较满意的效果,成功地利用遥感数据作为模型的输入,达到土壤墒情监测、水文水利分析和农作物遥感估产的目的。模型在输出水量结构的同时还提供了人类活动对水环境影响的信息。     

建设内陆水体污染遥感监测信息数据库

建设监测数据库是现代监测方法和手段的延伸,可为环境管理提供有力支撑。遥感监测信息数据库的建立和应用,能为抚顺市水体污染卫星遥感监测示范系统提供可靠的数据分析、存储及查询支持,对水环境管理和饮用水源的保护具有重要的现实意义。根据数据库技术的发展和水库及河流各种污染物信息量大的特点,该数据库有适用应用软件支撑,并有数据输入、修改、删除、查询、输出、处理及生成各种图表等功能。笔者对建设内陆水体污染遥感信息数据库有关技术要求进行了探讨。      

基于高分1号卫星和地面实测数据的杭州湾河口湿地植物物种多样性研究

遥感监测河口湿地植物物种多样性对于湿地生态环境的保护具有重要意义,利用遥感卫星准确反演湿地植物物种多样性一直是研究的难点。研究以杭州湾河口湿地植物为研究对象,利用地面实测数据,采用植物物种丰富度指数和Simpson指数分析了该湿地植物物种多样性水平。结合高分1号卫星影像,运用半变异函数对该区域植物物种多样性进行了空间异质性分析,探讨了高分1号卫星归一化植被指数（NDVI）用于湿地植物物种多样性监测的最佳遥感尺度,分析该植被指数与植物物种多样性指数的相关性,构建和应用了杭州湾河口湿地植物物种多样性遥感监测模型。结果表明：高分1号卫星NDVI监测湿地植物物种多样性的最佳尺度为19×19像元,利用该尺度及构建的遥感监测模型所得到的杭州湾河口湿地植物物种多样性水平与实际情况相吻合。研究证明利用高分1号卫星可快速有效地监测杭州湾河口湿地植物物种多样性水平。     

高分辨率卫星遥感数据在白衣庵滑坡调查研究中的应用

利用Quickbird-2卫星遥感数据对白依庵滑坡进行了调查研究。首先选取321和432波段进行彩色合成,并且与pan波段进行了分辨率融合,对融合后的图像进行正射校正作为遥感解译底图。从遥感影像上提取了白依庵滑坡的各要素,进行了稳定性评价和危害性分析,并提出了防治措施建议。根据研究结果可知,在现阶段利用Quickbird-2高分辨率卫星遥感数据进行滑坡研究具有无比的优越性、实用性和经济性。     

遥感方法应用于湖泊富营养化评价的研究

利用武汉东湖各子湖多年可靠的地面监测资料和1999年9月Landsat—7的TM各波段的卫星遥感数据,建立了各子湖的营养状态指数与TM各波段图像上灰度值之间的关系模型：一元线性模型、多元回归模型。运用这些模型对武汉各湖泊进行富营养化评价。同时基于地面监测资料,用日本学者相崎守弘提出的修正富营养化指数法对武汉主要湖泊的富营养化程度进行评价。结果显示,武汉湖泊多处于中富营养状态,遥感评价结果与地面监测结果基本一致。指出利用遥感方法进行湖泊水体富营养化监测评价是可行的、有效的、利用该方法可进行大范围的湖泊富营养化调查评价。