最新刊期
      2023 年 第 27 卷 4 期
      封面故事

        综述

      • 熊巨华,吴浩,高阳,蔡顺,梁丹,于文凭
        2023, 27(4): 821-830. DOI: 10.11834/jrs.20232644
        遥感科学十年：自然科学基金项目申请资助、研究成果与发展挑战
        摘要：过去十年，中国遥感科学基础研究领域不断拓宽，取得了一批丰硕的研究成果，培养出一批优秀的人才队伍。遥感科学基础研究水平的稳步提高，不仅极大地推动了地理科学学科的全面发展，而且在服务国家经济主战场和重大战略中发挥了重大作用。本文分析了2013年—2022年遥感科学领域国家自然科学基金项目的申请与资助情况，总结了研究热点和取得的主要成果，并对中国遥感科学基础研究的发展挑战进行了讨论。结果表明，十年来遥感相关的基金项目申请代码不断优化，共经历了4个版本，其更新速度快，对学科的发展带动和促进作用明显，也更好地适应了中国遥感科学的发展规律。期间遥感科学领域的基金项目申请数持续升高，申请质量也越来越高，并且所获资助数也有小幅度上升。获资助项目的研究热点主要聚焦于高光谱遥感、多光谱遥感、热红外遥感和可见光—近红外遥感4大前沿领域，并在国家自然科学基金委员会的支持下，遥感科学领域相关研究取得了丰硕的研究成果。此外，在后续遥感科学领域研究中，需要加强遥感机理的基础研究，提升传感器研发和支撑国家重大需求的能力，提高国产高分遥感卫星的研究，从而推动遥感科学的健康可持续发展，更好服务于国家对遥感科学研究提出的重大需求。  
        关键词：国家自然科学基金委;遥感科学;资助情况;研究成果;发展挑战   
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        发布时间：2023-05-10
      • 梁顺林,陈晓娜,陈琰,程洁,贾坤,江波,李冰,刘强,马晗,宋柳霖,唐伯惠,徐蒋磊,姚云军,袁文平,张晓通,张玉珍,赵祥,周纪
        2023, 27(4): 831-856. DOI: 10.11834/jrs.20232462
        陆表卫星遥感GLASS产品集的研发新进展
        摘要：GLASS（Global LAnd Surface Satellite）产品集是在中国国家高新技术研究和发展项目“十一五”和“十二五”863计划及“十三五”国家重点研发计划的支持下，经十余年努力研发而生成的多种陆表特征参数的高级卫星数据产品。与国际上同类产品相比较，它们具有一系列的独特特性，正得到国内外1000多家单位研究人员的使用，总下载量超过1.7 PB。本文概述了GLASS产品集算法的发展，产品特征，精度验证，以及这些产品的一些初步应用示例。同时还介绍了30 m分辨率的Hi-GLASS产品集，以及将来继续完善和发展GLASS产品的一些考虑。  
        关键词：卫星遥感;陆表;GLASS产品;能量平衡;碳循环   
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      • 汪钱盛,罗海燕,李志伟,施海亮,丁毅,熊伟
        2023, 27(4): 857-870. DOI: 10.11834/jrs.20211149
        温室气体星载被动遥感探测载荷研究进展
        摘要：应对CO2和CH4等温室气体含量增加导致的全球气候变暖问题，促进碳减排已成为全球共识。建立完善的碳监测体系，利用星载平台进行被动遥感探测是当前温室气体观测的主要手段之一。本文以在轨成功应用的星载被动遥感探测载荷3种技术体制为基线，介绍了有效载荷的仪器指标，分析比较了各种技术的优缺点，结合未来温室气体探测计划，总结了温室气体星载被动遥感探测的发展趋势。将高分五号卫星大气主要温室气体监测仪在轨表现与新型干涉成像光谱技术相结合，分析其在高光谱分辨、高信噪比基础上进一步实现高空间分辨率的可行性，为研制具有实时动态、不同细分程度区域的碳监测能力的下一代温室气体载荷提供可能。  
        关键词：温室气体;被动遥感;碳监测;卫星载荷;干涉成像光谱技术   
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        发布时间：2023-05-10

        中国卫星海洋遥感研究进展

      • 王志雄,邹巨洪,林明森,林文明,张有广,李秀仲,冯倩,何宜军
        2023, 27(4): 871-880. DOI: 10.11834/jrs.20222221
        HY-2卫星微波散射计海面风场地球物理模式函数研究
        摘要：地球物理模式函数GMF（Geophysical Model Function）在星载微波散射计海面风场反演中具有关键作用。本文以C波段MetOp/ASCAT散射计风场数据为参考数据，通过改进现有Ku波段NSCAT-4 GMF中后向散射系数对海面风速和风向的依赖关系，以及增加海表温度（SST）因子项，构建了适用于HY-2卫星微波散射计海面风场反演的NSCAT-5.HY-2 GMF。研究结果表明，相比NSCAT-4 GMF，采用NSCAT-5.HY-2 GMF反演得到的HY-2散射计海面风速与ASCAT散射计风速的一致性提高了约11%，特别是风速反演误差不再依赖于SST变化、不再呈现显著经向分布特点。本论文研究结果对进一步提升国内外其他Ku波段星载微波散射计数据的海面风场遥感应用具有重要参考价值。  
        关键词：海面风场遥感;海洋二号微波散射计;ASCAT散射计;地球物理模式函数;海表温度   
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      • 黄冰清,李晓明,蔡琼琼
        2023, 27(4): 881-890. DOI: 10.11834/jrs.20211210
        北极海域SAR海浪方向谱反演及其与中法海洋卫星CFOSAT/SWIM数据的比较
        摘要：北极海域的海浪与海冰相互作用是目前北极海冰变化研究的一个前沿问题。但观测数据的缺失，限制了对于该问题的深入研究。星载合成孔径雷达SAR（Synthetic Aperture Radar）具有独特的海面二维成像能力，是极地边缘区海浪—海冰相互作用研究重要的遥感手段。本文基于哨兵1号干涉宽幅模式IW（Interferometric Wide Swath）数据，利用SAR海浪非线性反演方法在格陵兰海及挪威海开展了海浪方向谱的反演实验，进而使用中法海洋卫星CFOSAT搭载的SWIM波谱仪的海浪谱数据和星下点有效波高数据对SAR反演结果进行了验证。结果表明，无论是海浪方向谱的结构、能量分布特征还是海浪方向谱的积分参数，SAR的反演结果都与SWIM的测量结果具有良好的一致性。其中，SAR海浪方向谱和SWIM斜率谱积分计算的有效波高的偏差和均方根误差为0.11 m和0.71 m，平均波周期的偏差和均方根误差分别为-0.52 s和0.62 s，谱峰传播方向与波长的偏差分别为-7.74 °和-0.56 m， 均方根误差分别为15.75°和52.73 m。SAR反演的有效波高与SWIM星下点测量的有效波高之间偏差为0.03 m，均方根误差为0.48 m，二者相关系数为0.95。本研究验证了利用SAR海浪非线性反演方法进行北极海域海浪方向谱及海浪参数反演的可行性，为后续的海浪向冰传播衰减过程研究奠定了数据基础和方法基础。  
        关键词：遥感;北极;海浪;SAR;CFOSAT   
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      • 万勇,马恩男,曲若钊,戴永寿
        2023, 27(4): 891-904. DOI: 10.11834/jrs.20221503
        哨兵1号和高分三号SAR数据海浪谱反演精度评估
        摘要：合成孔径雷达SAR（Synthetic Aperture Radar）是一种重要的海浪观测手段，研究其SAR图像海浪谱反演结果的精度，是其广泛应用于海浪观测的前提。欧洲航天局ESA（European Space Agency）的哨兵1号卫星（Sentinel-1）和中国自主研发的高分三号卫星（GF-3）是目前在轨运行的两颗SAR卫星，利用两颗卫星的SAR数据反演海浪和风场参数是目前国内外研究团队最为关注的问题之一。本文重点研究并对比了哨兵1号卫星SAR IW模式（Interferometric Wide swath）和GF-3卫星SAR条带模式数据海浪谱反演的精度。选取印度洋海上丝绸之路海域和太平洋、大西洋近岸海域不同海况下的两卫星SAR数据进行海浪参数反演，将反演结果分别与欧洲天气预报中心ECMWF（European Center for Medium-range Weather Forecasts）的ERA-5数据和浮标海浪数据进行了对比，结果显示，与ERA-5数据对比，Sentinel-1卫星反演有效波高和平均波周期的均方根误差RMSE（Root Mean Squared Error）分别为0.30 m、0.63 s，GF-3卫星反演有效波高和平均波周期的均方根误差分别为0.37 m、0.99 s；与浮标数据对比，哨兵1号卫星反演有效波高和平均波周期的均方根误差分别为0.40 m、0.91 s，GF-3卫星反演有效波高和平均波周期的均方根误差分别为0.42 m、0.94 s。结果表明，基于海浪谱反演的GF-3卫星与Sentinel-1卫星SAR海浪参数反演精度满足海洋遥感领域的要求，二者海浪谱反演结果精度相当。  
        关键词：SAR;高分三号（GF-3）;哨兵1号（Sentinel-1）;海浪谱反演;精度比对   
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      • 孙宏亮,王怡然,贾童,施英妮,李晓明
        2023, 27(4): 905-918. DOI: 10.11834/jrs.20211324
        基于Faster R-CNN的卫星SAR图像南海海洋内波自动检测
        摘要：海洋内波广泛存在于世界各大洋和边缘海中，在海洋能量串级中扮演着重要角色，在海洋资源开发、海洋工程建设和海洋军事活动等方面均具有重要学术价值与实际意义。海洋内波在合成孔径雷达SAR（Synthetic Aperture Radar）图像上呈现出亮暗相间的条纹状特征。本文利用2001年—2020年南海海域包含不同微波波段（C、L、X）、不同极化方式、不同空间分辨率的631幅星载SAR图像，构建了5480个SAR图像南海海洋内波样本，结合Faster R-CNN框架，利用迁移学习的方法，实现SAR图像上的海洋内波自动检测。模型识别准确率达到95.7%，召回率为92.3%，在准确率较高的同时还能保持较低的虚警率。该算法的建立使得基于海量卫星SAR数据检出海洋内波成为可能，从而为针对性地开展内波动力参数反演和过程研究提供了技术和数据基础。  
        关键词：海洋内波;自动识别;合成孔径雷达;深度学习;Faster R-CNN   
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      • 白卓,张颢馨,马纯永,赵朝方,陈戈
        2023, 27(4): 919-931. DOI: 10.11834/jrs.20221170
        星载成像高度计双侧独立交叉定标方法
        摘要：为通过数据处理提高SWOT的观测精度，本文采用双侧刈幅独立交叉定标对相位误差和倾角误差复合输入的情况进行误差估计。本文选取横跨经度100°和纬度60°的南太平洋东部地区，以HYCOM数据作为海洋真值，根据AVISO官网提供的SWOT和Jason-2（2016年10月前）轨道参数利用SWOT simulator进行仿真采样，进行刈幅自交叉和星下点刈幅交叉实验。实验将90%的误差校正到4 cm内，近75%的交叉点残差的标准差降到2 cm内，较解算前提升一倍，表明在仪器精度较低时，双侧刈幅独立交叉定标的方法能够科学有效估计两种误差的复合输入值，显著降低了误差水平。  
        关键词：交叉定标;误差反演;相位误差;基线倾角误差;干涉成像高度计   
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      • 禹乐乐,曹川川,王璇,陈戈
        2023, 27(4): 932-942. DOI: 10.11834/jrs.20221690
        全球海洋偶极子涡旋特征提取与动力调制的遥感研究
        摘要：中尺度涡旋具有封闭的环流结构，在海洋物质输运与能量平衡方面发挥了重要作用。观测表明海洋中涡旋并非是孤立的：气旋涡与反气旋涡倾向于相互伴随而形成稳定传播的偶极子结构。本文以1993年—2020年卫星高度计识别与追踪的中尺度涡旋数据为基础，结合涡旋的时空特征提出了偶极子涡旋的判据，建立偶极子涡旋数据集。结果表明偶极子涡旋主要分布于南北纬10°—70°纬度范围内，且平均占比约为29.53%。偶极子结构的形成对涡旋有明显的调制作用，相对于非偶极子状态，偶极子状态的涡旋振幅的增强幅度为11.09%、半径的增强幅度为7.33%、动能的增强幅度为8.58%，涡旋涡度的减小幅度为1.34%。同时，调制作用与涡旋所处的纬度和生命状态有关。在运动特征方面，偶极子状态下涡旋的传播稍有增速，变化在10%以内，而平均地转流速的最大增幅超过30%，其高值对应海洋的强流区。全球偶极子涡旋的定量分析将有助于深化对涡旋动力学的理解，为进一步剖析涡—涡相互作用机理与精细化海洋数值模拟奠定基础。  
        关键词：遥感;卫星高度计;中尺度涡旋;偶极子涡旋;参数统计;调制作用   
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      • 史鑫皓,陈树果,林明森,刘建强,马超飞,宋庆君,薛程,胡连波
        2023, 27(4): 943-952. DOI: 10.11834/jrs.20221666
        中国海洋水色卫星传感器COCTS HY-1D产品初步评价
        摘要：卫星遥感产品的真实性评价对利用遥感产品开展应用研究具有重要的意义。本文利用全球典型的长期固定平台现场测量数据对中国自主海洋水色卫星HY-1D所搭载的水色水温扫描仪COCTS（COCTS HY-1D）遥感反射率（Rrs）和叶绿素a（Chl-a）产品进行了评价，并在全球尺度上通过与国际主流海洋水色卫星传感器的产品进行了进一步的对比分析。结果表明，COCTS HY-1D Rrs产品与现场测量Rrs数据吻合较好，可见光波段相关系数在0.91—0.98，各波段平均绝对百分比误差平均值约为22.9%。相较于国际主流海洋水色卫星传感器MODIS Aqua与现场数据各波段平均绝对百分比误差平均值约为20.5%的比较结果，产品精度相当；在全球尺度上，与MODIS Aqua相比，Rrs产品分布趋势一致，数值大小一致，相关系数在蓝光波段较高，可达0.94，各波段相关系数平均值为0.84。Chl-a产品相关系数为0.85，高于MODIS Aqua与VIIRS-SNPP的Chl-a产品的相关系数0.76。整体上，COCTS HY-1D可以提供与国际主流海洋水色卫星传感器质量相当的水色产品，能够进行准确的海洋水色遥感观测。  
        关键词：现场测量;海洋水色;HY-1D;COCTS;遥感反射率   
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      • 刘铭坤,管磊,刘凡莉,刘建强
        2023, 27(4): 953-964. DOI: 10.11834/jrs.20221689
        HY-1D COCTS 海表温度反演与印证
        摘要：海洋一号D（Haiyang-1D，HY-1D）卫星于2020年6月成功发射，与海洋一号C（Haiyang-1C，HY-1C）卫星形成上、下午卫星组网，是中国HY-1系列卫星在轨业务化运行的海洋遥感卫星。HY-1D卫星上搭载的海洋水色扫描仪COCTS（Chinese Ocean Color and Temperature Scanner）有两个热红外通道，波段范围分别为10.30—11.40 µm和11.40—12.50 µm，可用于海表温度SST（Sea Surface Temperature）观测。本文采用HY-1D COCTS热红外通道的观测亮温，基于大气辐射传输模拟计算，开展云检测和SST反演算法研究，对2021年1月西北太平洋海域的COCTS观测数据进行SST反演，并采用现场实测和同步卫星数据对反演得到的COCTS SST进行印证。COCTS与现场实测SST的比较结果表明，二者的平均偏差为-0.04 ℃，标准偏差为0.45 ℃。且COCTS与iQuam的SST偏差与SST以及大气水汽总量之间没有明显的依赖关系。COCTS与搭载在Suomi NPP卫星上的可见光红外成像辐射计VIIRS（Visible Infrared Imaging Radiometer Suite）SST产品的比较结果表明，二者的平均偏差为-0.05 ℃，标准偏差为0.49 ℃。基于以上算法得到的HY-1D COCTS西北太平洋海域的SST具有较高的精度，与国际海表温度产品达到了相当的水平。  
        关键词：遥感;HY-1D;COCTS;海表温度;云检测;反演;印证   
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      • 李鸿喆,龚芳,朱乾坤,何贤强
        2023, 27(4): 965-972. DOI: 10.11834/jrs.20221525
        HY-1/CZI卫星影像的海上运动船只自动检测方法
        摘要：船只遥感检测对于海上航行安全保障和海洋权益维护具有重要意义，传统基于极高空间分辨率的合成孔径雷达（SAR）和光学卫星影像的船只检测由于重访周期长，难以实现高频监测应用。中国自主“海洋一号”系列卫星（HY-1）搭载的中分辨率海岸带成像仪（CZI），虽然空间分辨率相对较低（星下点50 m），但HY-1C、HY-1D形成双星上下午组网观测，具有重访周期短的优势，对于海上船只监测具有重要价值。本文利用卷积神经网络进行特征学习和目标提取，建立了HY-1/CZI影像船只自动检测方法。验证结果表明，相对于传统图像处理方法，本文方法具有不需要调整阈值、适应性强的特点，检测精度达到77.71%，可应用于HY-1/CZI影像的海上运动船只自动监测。  
        关键词：海岸带成像仪;船只检测;卷积神经网络;卫星遥感   
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      • 武苏辉,邹斌,石立坚,曾韬,张茜,路敦旺
        2023, 27(4): 973-985. DOI: 10.11834/jrs.20222336
        基于Bootstrap算法的FY-3/MWRI北极海冰密集度反演
        摘要：海冰作为全球气候系统的重要组成部分，不仅影响着大气与海洋环流，也是气候变化的重要指示器。海冰密集度是描述极地海冰极为重要的地球物理参数之一。本文基于风云三号卫星微波成像仪（MWRI）亮温数据开展北极海冰密集度反演研究，采用线性回归和阈值法确定了动态亮温系点值，利用天气滤波器和陆地污染修正法消除了天气和陆地对海冰密集度反演的影响，计算了2019年—2020年海冰范围和海冰面积并与同类产品进行了比对。结果表明，本研究获取的北极海冰密集度产品与NSIDC发布的海冰密集度产品有较高的相关性，海冰密集度的差异在冬季小于3%，夏季小于8%。利用SAR数据进行了不同产品的结果评估，结果表明本文算法的反演结果优于NASA Team算法，在冬季精度约有1%的提升，在夏季精度约有4%左右的提升。动态亮温系点值较好地反映了海冰辐射特性的季节变化。本研究为中国自主卫星的海冰密集度产品的业务化发布奠定了基础。  
        关键词：遥感;微波辐射计;亮温;FY-3;海冰密集度;北极;Bootstrap算法   
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      • 闫忠男,庞小平,季青,肖泽辉
        2023, 27(4): 986-997. DOI: 10.11834/jrs.20221508
        利用FY-3B MWRI遥感数据反演南极海冰表面积雪厚度
        摘要：海冰表面积雪厚度是冰冻圈和全球气候系统的重要组成部分，在海洋、海冰和大气的能量传输中起着关键的作用。针对目前缺乏南极海冰表面积雪厚度国产卫星遥感数据产品的问题，本文探索应用FY-3B MWRI被动微波亮温数据开展南极海冰表面积雪厚度的遥感反演研究。结果表明基于2016年FY-3B MWRI 18.7 GHz、36.5 GHz垂直极化亮温及海冰密集度数据，采用Comiso03模型反演的积雪厚度结果较Markus98更好，与AWI 2016年部署在威德尔海的浮标（2016S31、2016S37、2016S40）观测的积雪厚度同日同像元对比的偏差为-1.72 cm。FY-3B MWRI反演的2016年南极海冰表面积雪厚度与美国雪冰数据中心发布的GCOM-W1 AMSR-2积雪厚度产品整体上具有较好的一致性（时空平均偏差为-0.11 cm、相关系数为0.90），积累期和稳定期（4—10月）两者差异较小（时空平均偏差为-0.81 cm，相关系数为0.93），消融期（11月—次年3月）差异较大（时空平均偏差为2.76 cm，相关系数为0.85），差异主要分布在威德尔海北部和东南极冰边缘区。开展FY-3B MWRI南极海冰表面积雪厚度遥感反演研究可为应用国产卫星数据开展业务化极地冰雪环境动态监测、评估南极海冰变化及其全球效应提供科学数据和技术支撑。  
        关键词：积雪厚度;南极海冰;被动微波;卫星遥感   
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        发布时间：2023-05-10

        模型与方法

      • 李治,隋正伟,傅俏燕,郑琎琎,卜桐
        2023, 27(4): 998-1008. DOI: 10.11834/jrs.20221077
        基于形态学序列和多源先验信息的城市建筑物高分遥感提取
        摘要：城市建筑物自动提取是高分辨率遥感影像理解的重要研究方向，其对于城市基础地理信息更新和城市生态保护均具有重要的应用价值和实际意义。然而由于城市场景的复杂性和建筑物形态的多样性降低了空间特征的综合表达能力，成为了制约城市建筑物自动提取的瓶颈问题。为此，本研究在综合分析城市建筑物不同模式空间特征的基础上，提出了一种多模式形态学序列特征和多源先验信息协同的城市建筑物高分遥感自动提取方法。该方法在提取高分遥感多模式形态学序列特征的基础上，引入多源先验信息构建自适应分割模型对其进行自适应分割与信息融合，从而实现城市建筑物信息的自动提取。实验结果表明，本文方法能够准确且自动的提取城市建筑物信息，结果的准确性均优于DMPs和DAPs算法。  
        关键词：形态学结构序列;形态学属性序列;特征显著水平模型;自适应分割模型;决策级信息融合;多源先验信息   
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        发布时间：2023-05-10
      • 杨洁,李四维,王庆鑫
        2023, 27(4): 1009-1020. DOI: 10.11834/jrs.20231333
        利用MODIS多通道反照率产品估算OCO-2氧气A吸收带陆表反照率方法
        摘要：在基于OCO-2卫星氧气A吸收带观测的云反演中，陆表反射是重要的干扰因素，其强度主要由陆表反照率决定。然而，目前尚无卫星产品能提供OCO-2云反演所需的氧气A吸收带陆表反照率，为此本文提出基于MODIS多通道黑空/白空反照率的OCO-2氧气A吸收带陆表反照率估算方法。该方法顾及地表覆盖类型对波段间转换陆表反照率的影响，在不同时间和不同空间上测试的相关系数均超过0.93，均方根误差为0.026。其中，MODIS反照率数据的质量是决定多通道模型转换精度的最重要因素。当输入最佳质量的MODIS反照率时，OCO-2氧气A吸收带陆表反照率估值的均方根误差略优于0.02，随着MODIS反照率数据质量的下降，估值的均方根误差逐渐增大至超过0.05。  
        关键词：遥感;陆表反照率;地表覆盖类型;OCO-2;氧气A吸收带;云反演   
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        发布时间：2023-05-10
      • 郝娇娇,倪欢,管海燕
        2023, 27(4): 1021-1033. DOI: 10.11834/jrs.20221421
        方差分析引导的高阶马尔可夫网络及其在点云建筑物提取中的应用
        摘要：以ALS（Airborne Laser Scanning）系统为代表的三维点云获取技术为建筑物重建提供了一条高效便捷途径。本文基于ALS点云超体素，提出了一种方差分析引导的高阶马尔可夫网络，并用以提取建筑物。该方法以超体素作为无向图模型节点，根据三维邻域特有的局部几何属性，结合方差分析原理，生成高阶因子，并将特征转化为表达能力更强的节点和边势函数；再采用信念传播算法，对高阶马尔可夫网络进行推理，形成了一种非监督的建筑物识别框架。此外，本文采用由粗到精的识别策略，首先在独立假设前提下，利用贝叶斯高斯混合模型实现节点初始状态捕捉，再采用高阶马尔可夫网络对三维邻域的相关性建模，以提高建筑物提取精度。本文引入两组具备人工标记真值的开放ALS点云数据集进行实验，利用4种国际通用指标对建筑物提取结果进行精度评价。可视化分析表明，本文方法提取的建筑物内部完整，且边界清晰，为建筑物三维重建提供了可靠信息。定量化分析表明，在低层建筑主导的住宅区，本文方法的建筑物提取精度（基于投影面积和对象的F1指数）为95.4%和91.5%，均高于现有方法；在高层建筑主导的商业区，基于对象的F1指数达到93.5%，高于现有方法，基于投影面积的F1指数为92.9%，仍处于较高水平。  
        关键词：ALS;贝叶斯高斯混合模型;建筑物提取;方差分析;高阶马尔可夫网络   
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        发布时间：2023-05-10
      • 姚远,倪文俭,张志玉
        2023, 27(4): 1034-1044. DOI: 10.11834/jrs.20221439
        面向森林高度提取的光学多角度立体观测影像模拟
        摘要：森林冠层高度是森林生态系统植被碳储量的重要指示因子之一。已有研究表明光学多角度立体观测（即摄影测量）数据具备森林冠层高度提取的潜力，然而光学影像容易受到云、雨等天气因素的影响，区域高精度森林冠层高度制图必需依靠多星多时相数据融合才能实现。现有星载摄影测量系统获取的影像分辨率和观测角度差异较大，系统研究影像分辨率和观测角度变化对多角度立体观测点云垂直分布的影响规律，是实现多星多时相数据融合的前提。森林光学多角度立体观测模型是开展该研究的有效理论工具，但现有“森林光学多角度立体观测模型（LandStereo）”仅具备沿轨前后视立体观测影像模拟能力，无法用于WorldView等侧视立体观测影像的模拟分析。因此，本文对LandStereo模型进行了改进，使模型具备林区任意指定观测角度的影像模拟能力，进而利用改进后的模型对正视、正侧视和斜侧视等典型观测角度影像进行了模拟，并对不同观测角度组合构成的立体像对森林高度的提取精度进行了分析。结果表明，改进后的模型能够用于刻画森林冠层多角度立体特征，观测角度的变化是利用立体像对提取森林冠层高度精度的重要影响因素。本文为系统研究林区任意角度组合的多角度立体观测点云随影像分辨率和观测角度的变化规律提供了理论工具。  
        关键词：森林高度;多角度;立体观测;影像模拟;LandStereo;POV-ray;植被光学模型   
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        发布时间：2023-05-10
      • 霍轩琳,牛振国,张波,刘林崧,李霞
        2023, 27(4): 1045-1060. DOI: 10.11834/jrs.20222080
        高寒湿地分类的遥感特征优选研究
        摘要：高寒湿地是青藏高原重要的地表覆盖类型之一，对于水源涵养、调节气候、维护生物多样性等起着关键作用，准确及时获知高寒湿地的时空分布对于湿地的保护和管理十分必要。遥感分类特征优选对湿地制图具有关键性的作用。虽然像光谱特征、纹理特征、地形特征等均在已有研究中有涉及，但鲜有研究聚焦光谱指数特征，深入探讨其数理统计特征和特征优选方法。本研究以甘肃首曲高寒湿地保护区为研究区，基于Sentinel-2数据得到各分类特征（光谱、植被指数、红边指数和水体指数），采用Filter和Wrapper特征选择方法包括Jeffries-Matusita距离、光谱角距离（SAD）、欧氏距离（ED）、RF-RFE算法和Relief-F算法对上述特征进行优选，并利用Filter方法的Z检验进行量化评价。研究表明：（1）所有参与分类的类别中，河流与裸地最容易区分，其次为草原与沼泽，沼泽化草甸与草甸较为难分。对沼泽、沼泽化草甸、草甸、草原邻近两类可尝试MCARI2、NDWI、DVI、EVI、EWI、IRECI、MCARI、TCARI、UGWI指数进行区分；（2）就不同指数特征对湿地信息提取贡献程度而言，水体指数特征>植被指数特征>红边指数特征；（3）从特征优选方法角度看，Filter方法中的ED距离算法与 Relief-F算法表现突出；（4）最终选出适于高寒湿地信息提取的指数有RDVI、NDVI、MSR、RVI、VIgreen、RNDWI、NDWI、NDWI_B、MNDWI、EWI、CIre；（5）从不同分类特征的数理统计指标看，中值特征的分类结果最好，其次是平均值特征。本研究为湿地信息提取在特征变量优选方面提供了一种可迁移且普适性高的方法和思路。  
        关键词：遥感;湿地分类;高寒湿地;特征优选;青藏高原;Sentinel-2   
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