检索结果-内蒙古大学图书馆

全球定位系统 2025年第2期50卷 79-88页

作者：魏浩翰蔡玉蓝徐文洲沈哲辉郭沈凡南京林业大学土木工程学院南京210037 南京市测绘勘察研究院股份有限公司南京210000

星基全球导航卫星系统反射测量(Global Navigation Satellite System Reflectometry,GNSS-R)技术已经成为大范围监测地表土壤湿度的一个有效手段.旋风全球导航卫星系统(Cyclone Global Navigation Satellite System,CYGNSS)以高时空分辨率的优势广泛应用于土壤湿度反演研究.2024年9月,土壤湿度主被动(soil moisture active passive,SMAP)遥感卫星首次公开了GNSS-R反射率数据.本文首先对多源GNSS-R地表反射率、SMAP卫星土壤湿度产品和第五代全球气候和天气再分析数据集(fifth generation ECMWF atmospheric reanalysis of the global climate,ERA5)土壤湿度产品进行时空匹配;其次讨论不同地理纬度、不同土地类型、不同植被光学厚度情况下CYGNSS和SMAP的星基GNSS-R地表反射率在全球范围内的差异性,并提出了基于幂律函数的经验公式模型对它们的差异进行了修正;最后分析了星基GNSS-R地表反射率对土壤湿度的响应.结果表明:CYGNSS在38°S~38°N数据量充足且分布较均匀,有利于开展地表参数反演,而SMAP数据量偏少,但能覆盖中高纬度地区,二者具有互补性;在不同地理纬度、土地类型、植被光学厚度情况下,CYGNSS和SMAP的地表反射率在数值上存在非线性差异,这与二者接收到的信号频率和极化方式不同有很大关系,前者接收的是GPS L1频段的左旋圆极化反射信号,后者接收的是GPS L2C频段的水平和垂直线性极化反射信号,可用幂律函数很好地修正它们之间的差异;CYGNSS和SMAP的地表反射率与土壤湿度整体上存在较好的相关性.研究结果有利于未来开展多源星基GNSS-R反射率联合反演地表环境参数.

关键词：星基全球导航卫星系统反射测量(GNSS-R) 地表反射率旋风全球导航卫星系统(CYGNSS) 土壤湿度主被动(SMAP)遥感卫星土壤湿度

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面向近紫外地表反射率生成的机器学习算法对比研究

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宇航学报 2025年第4期 775-787页

作者：奥勇唐冰倩张文娟李红丽王博文李翔宇长安大学土地工程学院中国科学院空天信息创新研究院合肥工业大学物理学院

针对现有卫星近紫外波段数据量不足的问题，对基于机器学习算法的近紫外地表反射率生成方法进行了对比研究。首先，以Sentinel-2数据为数据源，基于地物光谱库中典型地物光谱数据，并利用光谱响应函数进行等效计算。然后，采用RR、SVR-L... 详细信息

针对现有卫星近紫外波段数据量不足的问题，对基于机器学习算法的近紫外地表反射率生成方法进行了对比研究。首先，以Sentinel-2数据为数据源，基于地物光谱库中典型地物光谱数据，并利用光谱响应函数进行等效计算。然后，采用RR、SVR-LR、SVR-POLY2、SVR-POLY3、SVR-RBF、XGBoost和RFR 7种机器学习算法，分别构建了近紫外地表反射率回归模型，生成了地表反射率数据；对比分析7种模型在不同波段、不同地物地表反射率数据生成的适用性。结果表明，机器学习算法用于近紫外地表反射率生成取得了良好的效果，越临近数据源波段，模拟精度越高，其中RFR模型在各个波段和不同地物类型上表现最佳；采用最优模型RFR生成近紫外地表反射率图像，生成的图像清晰地体现出地物的纹理和光谱特征。

关键词：近紫外波段地表反射率机器学习

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地表反射率外场无人值守测量方法

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光学精密工程 2023年第16期31卷 2319-2332页

作者：夏志伟王硕衣小龙王玉鹏方伟中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春

在轨运行载荷的性能不可避免地出现衰减,场地定标是一些卫星载荷在轨辐射定标主要手段之一,其精度主要取决于地表反射率的准确程度。本文介绍了地表反射率自动观测系统原理和系统组成,并在敦煌辐射校正场实现无人执守自动化、无间断的... 详细信息

在轨运行载荷的性能不可避免地出现衰减,场地定标是一些卫星载荷在轨辐射定标主要手段之一,其精度主要取决于地表反射率的准确程度。本文介绍了地表反射率自动观测系统原理和系统组成,并在敦煌辐射校正场实现无人执守自动化、无间断的地表光谱反射率测量,采用标准白板法和辐照度法两种方法同步观测,对两种方法获取的地表反射率数据分别进行了短期和长期稳定性的对比分析,地表反射率可直接溯源至标准白板反射率,减少了定标传递环节。结果表明:标准白板法测量地表反射率短期均值偏差为0.130%,长期测量350~600 nm波段均值偏差为4.996%,600~2500 nm波段均值偏差为2.104%。标准白板法测量地表反射率合理可行,测量曲线连续、平滑、抖动少,可通过定期清洁标准白板提高测量准确性。辐照度法短期测量与标准白板法具有相近的性能,350~1900 nm波段均值偏差为0.236%,1900~2500 nm波段均值偏差为0.443%。长期测量地表反射率整体漂移小,平均漂移为0.735%,但存在反射率曲线局部噪声大的缺点。可将两种方法相结合,获得更为准确的地表反射率数据。

关键词：标准白板法辐照度法地表反射率自动观测系统场地定标

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地表反射率及气溶胶光学厚度对星载路径积分差分吸收激光雷达性能的影响

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中国激光 2019年第9期46卷 258-266页

作者：杨巨鑫朱亚丹王勤卜令兵刘继桥陈卫标南京信息工程大学气象灾害预警与评估协同创新中心中国气象局气溶胶与云降水重点实验室教育部气象灾害重点实验室江苏南京210044 中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光信息传输与探测技术重点实验室上海201800

利用中分辨率成像光谱仪地表反射率产品和欧洲中期天气预报中心的气溶胶光学厚度产品,分析了全球地表反射率及气溶胶光学厚度的分布特征,分析了地表反射率及气溶胶光学厚度对星载路径积分差分吸收激光雷达系统回波功率、探测器输出信噪... 详细信息

利用中分辨率成像光谱仪地表反射率产品和欧洲中期天气预报中心的气溶胶光学厚度产品,分析了全球地表反射率及气溶胶光学厚度的分布特征,分析了地表反射率及气溶胶光学厚度对星载路径积分差分吸收激光雷达系统回波功率、探测器输出信噪比、相对随机误差的影响。结果表明:在给定的系统参数下,得到的单脉冲回波功率范围为0.299~321 nW,对探测器动态范围的要求较高;单脉冲回波探测器输出信噪比在13.6 dB以上,累计148次(陆地)/296次(海洋)脉冲的探测器输出信噪比在26 dB以上;相对随机误差高值区出现在撒哈拉沙漠及阿拉伯半岛附近海域,最大相对随机误差达到了0.22%(0.88×10^-6)。

关键词：遥感路径积分差分吸收激光雷达地表反射率气溶胶光学厚度信噪比相对随机误差

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地表反射率地形校正物理模型与效果评价方法研究进展

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遥感学报 2020年第8期24卷 958-974页

作者：林兴稳闻建光吴胜标郝大磊肖青柳钦火浙江师范大学地理与环境科学学院金华321004 中国科学院空天信息创新研究院遥感科学国家重点实验室北京100101 中国科学院大学北京100049

地形校正是准确获取地形复杂区遥感反射率的重要步骤,对提高山区地表遥感参数定量化反演精度,扩大遥感产品应用广度具有重要意义。从20世纪80年代开始,国内外学者开始对准确获取山区地表遥感反射率进行研究,建立了多种地形校正模型来减... 详细信息

地形校正是准确获取地形复杂区遥感反射率的重要步骤,对提高山区地表遥感参数定量化反演精度,扩大遥感产品应用广度具有重要意义。从20世纪80年代开始,国内外学者开始对准确获取山区地表遥感反射率进行研究,建立了多种地形校正模型来减少或消除遥感图像中地形效应影响,减少同种地表类型的反射率差异,并将地形校正模型分为经验模型和物理模型。根据构建物理模型时是否考虑地表非朗伯体特性,将物理模型分为朗伯体假设模型和非朗伯体假设模型,本文分别从朗伯体假设模型和非朗伯体假设校正模型展开叙述。从两类模型构建的理论基础,模型特点,局限性等几方面进行分析和讨论,描述了两类模型的发展历程,系统阐述了朗伯体假设模型和非朗伯体假设模型的适用性和不足,剖析了目前地形校正模型存在的问题与挑战。同时,本文也比较了应用于地形校正的效果评价方法,并展望了地形校正方法和地形校正评价方法的未来主要发展方向。

关键词：遥感图像处理朗伯体假设模型非朗伯体假设模型地表反射率地形校正评价

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大气CO_2反演的地表反射率影响分析与比值反演方法

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光谱学与光谱分析 2013年第8期33卷 2182-2187页

作者：叶函函王先华吴军方勇华麻金继江新华韦秋叶中国科学院安徽光学精密机械研究所安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230031 安徽师范大学国土资源与旅游学院安徽芜湖241000

近红外波段空基大气CO2反演是一个病态问题,地表特征的不确定性是其重要的影响因素之一。针对大气CO2高精度反演的需求,研究了地表反射率两大不确定性因素对大气CO2反演的影响程度,提出了比值光谱法对这种影响进行校正。比值光谱法中CO... 详细信息

近红外波段空基大气CO2反演是一个病态问题,地表特征的不确定性是其重要的影响因素之一。针对大气CO2高精度反演的需求,研究了地表反射率两大不确定性因素对大气CO2反演的影响程度,提出了比值光谱法对这种影响进行校正。比值光谱法中CO2无吸收通道(off-line)的选择至关重要,通过比较和分析多种off-line通道的选择方法,发现多通道多点平均法因多数据平均可降低随机误差的优势,获得的off-line通道对应的反演精度最高,而且离散程度也小。比值光谱法结合多通道多点平均法选取出的off-line通道对地表反射率的不确定性影响有明显的校正效果,有利于大气CO2反演精度的提高。

关键词： CO2反演地表反射率比值光谱法校正

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利用无人机搭载的多光谱相机直接测定地表反射率的新方法

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光谱学与光谱分析 2022年第5期42卷 1581-1587页

作者：孙华生张远史云飞赵敏临沂大学资源环境学院(山东省水土保持与环境保育研究所) 山东临沂276000 华东师范大学地理科学学院崇明生态研究院地理信息科学教育部重点实验室上海200241

目前,无人机获取的多光谱遥感数据已被广泛应用于农业、林业、环境等领域的定量监测中。然而,现有的将多光谱遥感数据转换为地表反射率的方法,仍然存在一定的缺陷,如需要依赖地面参考板、无法适应光照条件变化、得到的结果不准确等,从... 详细信息

目前,无人机获取的多光谱遥感数据已被广泛应用于农业、林业、环境等领域的定量监测中。然而,现有的将多光谱遥感数据转换为地表反射率的方法,仍然存在一定的缺陷,如需要依赖地面参考板、无法适应光照条件变化、得到的结果不准确等,从而影响了多光谱遥感数据定量化应用的效果。为了解决该问题,提出了一种可以利用无人机搭载的多光谱相机,直接对地表反射率进行测量的新方法。该方法具有非常强的适应能力,即使在环境光照强度变化的条件下,仍然能够得到准确的地表反射率。其中,如何利用倾斜状态下的光强传感器获取准确的太阳辐照度,是需要解决的关键问题。对此,提出了一种利用两个或者更多朝向不同方向的光强传感器,实现太阳直射和散射辐照度测量的新方法。利用此方法即可将相机记录的数字量化(DN)值直接转换为地表反射率。为了验证本方法的实际效果,设计了具体的实验验证方案,对不同日期不同光照条件下获取的无人机遥感数据进行验证。实际测试结果表明:利用该方法,得到黑、灰、白三张参考板的反射率在5个多光谱(蓝、绿、红、红边和近红外)波段中最大的平均绝对误差为3.34%,其对应的标准差为2.11%;三张参考板在所有波段中最大的平均绝对误差为2.94%,其对应的标准差为1.84%。由此可见,在光照强度变化的条件下,利用该方法实现地表反射率的准确测量是可行性的。该方法极大地简化了无人机遥感数据转换为地表反射率的过程。对多光谱无人机的设计,以及无人机遥感数据的定量化应用,都具有重要的参考价值。

关键词：无人机遥感多光谱相机地表反射率辐射校正太阳辐照度

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基于冠层辐射传输模型的地表反射率光谱重建方法

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光谱学与光谱分析 2015年第7期35卷 1763-1769页

作者：赵永光马灵玲李传荣朱小华唐伶俐中国科学院定量遥感信息技术重点实验室中国科学院光电研究院北京100094 中国科学院大学北京100049

针对基于多光谱数据有限光谱信息重建地表反射率光谱的病态求解难题,提出一种基于冠层辐射传输物理机理并充分考虑像元异质性的地表反射率光谱重建方法,该方法假设混合像元由植被和土壤两种地物类型组成,利用冠层辐射传输模型构造端元... 详细信息

针对基于多光谱数据有限光谱信息重建地表反射率光谱的病态求解难题,提出一种基于冠层辐射传输物理机理并充分考虑像元异质性的地表反射率光谱重建方法,该方法假设混合像元由植被和土壤两种地物类型组成,利用冠层辐射传输模型构造端元光谱查找表,进而通过组分比例因子估算实现基于多光谱图像的高光谱地表反射率模拟。以Landsat ETM＋多光谱图像为例的地表反射率超光谱重建验证实验结果表明,模拟的反射率光谱能够较好的反映不同地物特征信息。进一步地,利用模拟的地表反射率拟合Landsat ETM＋图像和MODIS图像,各波段模拟图像与实际观测图像之间具有较高的相关系数（Landsat：0.90-0.99,MODIS：0.74-0.85）,进一步验证了该方法的可行性。

关键词：多光谱图像地表反射率图像模拟 SLC模型

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太阳天顶角对反演高光谱地表反射率影响分析

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光学学报 2021年第2期41卷 182-188页

作者：杜沈达张运杰韦玮黄冬李新郑小兵中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230026 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031

为了满足星上载荷高频次的在轨定标需求,常使用场地自动化定标技术将多光谱反射率反演为高光谱反射率,所以提升光谱的反演精度对提高自动化定标精度尤为重要。使用布设在敦煌辐射校正场的通道式自动化观测仪器计算从2018年9月至2019年9... 详细信息

为了满足星上载荷高频次的在轨定标需求,常使用场地自动化定标技术将多光谱反射率反演为高光谱反射率,所以提升光谱的反演精度对提高自动化定标精度尤为重要。使用布设在敦煌辐射校正场的通道式自动化观测仪器计算从2018年9月至2019年9月的反射率;根据测量过程中太阳天顶角的不同将数据分为6组,并使用双向反射分布函数模型对不同太阳天顶角下的光谱形状进行一致性分析。实验结果表明,双向反射分布函数模型校正不同入射角度是有效的。

关键词：散射自动化观测太阳天顶角地表反射率相似度光谱反演双向分布函数

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基于HJ-1-CCD数据的地表反射率反演与验证

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光谱学与光谱分析 2011年第2期31卷 516-520页

作者：李莘莘陈良富陶金花韩冬王中挺贺宝华中国科学院遥感应用研究所遥感科学国家重点实验室北京100101 大气边界层物理与大气化学国家重点实验室北京100029 环境保护部卫星环境应用中心北京100094

环境一号卫星CCD相机(HJ-1-CCD)30m的空间分辨率在地物识别中具有潜在优势,然而由于缺少短波红外通道,利用暗像元法反演地表反射率较为困难。基于北京与珠三角地区的地物光谱试验,获得暗像元的植被指数与红、蓝波段反射率比值,构建基于... 详细信息

环境一号卫星CCD相机(HJ-1-CCD)30m的空间分辨率在地物识别中具有潜在优势,然而由于缺少短波红外通道,利用暗像元法反演地表反射率较为困难。基于北京与珠三角地区的地物光谱试验,获得暗像元的植被指数与红、蓝波段反射率比值,构建基于辐射传输模型的大气校正算法。为了验证算法精度,将北京地区卫星反演值与实测的草坪、水体、沥青、水泥等光谱数据,以及居民区、建筑物等模拟数据进行对比分析,表明红、蓝波段反演的相对误差分别控制在38.7%和37.2%以内。通过与MODIS地表反射率标准产品对比,当反射率较小时红、蓝波段的相关性R2分别达到0.809 4和0.723 9;环境星CCD数据能有效减弱混合像元影响,对水泥、建筑物等亮目标的反演精度高于MODIS产品。

关键词： HJ-1-CCD MODIS 地表反射率光谱分析

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