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陆探一号卫星定位精度与辐射质量分析

测绘科学 2024年第2期49卷 165-174页

作者：蔡昇阳张永红康永辉吴宏安魏钜杰中国测绘科学研究院北京100036

针对目前关于陆地探测一号(LT-1)卫星的定位精度和辐射质量评价的研究尚少的问题,该文以天津地区LT-1升降轨影像各一景作为数据源,从直接定位和间接定位两个方面分析了LT-1影像的定位精度;采用动态范围、辐射分辨率和等效视数3项参数评... 详细信息

针对目前关于陆地探测一号(LT-1)卫星的定位精度和辐射质量评价的研究尚少的问题,该文以天津地区LT-1升降轨影像各一景作为数据源,从直接定位和间接定位两个方面分析了LT-1影像的定位精度;采用动态范围、辐射分辨率和等效视数3项参数评价了LT-1的辐射质量。结果表明,LT-1直接定位存在超过70 m的整体偏移,间接定位存在超过25个像素的整体偏移。LT-1在距离向存在斜距测量的高估,方位向存在慢时间延迟。消除整体偏移后,LT-1直接定位精度提升至10.6 m,间接定位精度提升至2.4个像素。辐射质量方面,LT-1影像的动态范围在42 dB左右,辐射分辨率约3 dB,等效视数接近于1。实验表明,LT-1具有较高的几何定位精度和良好的辐射成像质量,可为自然资源遥感、数字高程模型(DEM)生成、灾害监测高精度制图提供参考。

关键词：合成孔径雷达陆探一号卫星(LT-1) 定位精度辐射质量

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一种基于结构函数的干涉图筛选方法

测绘科学 2024年第2期49卷 89-97页

作者：周茂桐张永红康永辉吴宏安魏钜杰山东科技大学测绘与空间信息学院山东青岛266590 中国测绘科学研究院北京100036 辽宁工程技术大学辽宁阜新123000

针对目前时序合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术中最常用的时空基线硬阈值法存在的干涉图筛选盲目性问题,该文通过引入结构函数,构建了两个基于缠绕干涉相位结构函数的干涉图质量判断指标,用于干涉图筛选,其相较于传统的时空基线硬阈值... 详细信息

针对目前时序合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术中最常用的时空基线硬阈值法存在的干涉图筛选盲目性问题,该文通过引入结构函数,构建了两个基于缠绕干涉相位结构函数的干涉图质量判断指标,用于干涉图筛选,其相较于传统的时空基线硬阈值法能选出更多高质量的干涉图。分别利用结构函数法和时空基线硬阈值法筛选出相同数目干涉图,得到两种地表形变监测结果,并利用水准数据进行精度验证。结果表明:结构函数法得到的形变速率精度更高,其与水准观测值差值的标准差为5.58 mm/a,形变精度相较于时空基线硬阈值法提高了35.57%,结果验证了结构函数方法在干涉图筛选中的有效性。

关键词：合成孔径雷达干涉测量干涉图筛选结构函数地表形变

各拉丹冬地区2000—2020年冰川储量变化研究

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测绘科学 2024年第3期49卷 117-126页

作者：孙昌辉张永红康永辉吴宏安魏钜杰山东科技大学测绘与空间信息学院山东青岛266590 中国测绘科学研究院北京100036 辽宁工程技术大学辽宁阜新123000

针对2000年以来各拉丹冬地区冰川消融加速的问题,利用SRTM-C DEM、ZY-3 DEM和ICESat-1激光测高数据,采用DEM差分法获得2000—2020年间的冰川高程变化。结合2000年、2009年、2015年及2020年4个时段的陆地卫星光学影像的冰雪指数提取了这... 详细信息

针对2000年以来各拉丹冬地区冰川消融加速的问题,利用SRTM-C DEM、ZY-3 DEM和ICESat-1激光测高数据,采用DEM差分法获得2000—2020年间的冰川高程变化。结合2000年、2009年、2015年及2020年4个时段的陆地卫星光学影像的冰雪指数提取了这4个时段的冰川面积;采用体积分方法获得较为可靠的各拉丹冬地区2000—2020年冰川储量变化,并分析了降水和气温变化对冰川储量变化的影响。结果表明:2000—2020年各拉丹冬冰川面积退缩了80.449 km2,面积变化率为9.91%,平均退缩速率为4.022 km2/a。冰川平均高程变化为-0.266 m/a,冰川储量变化为-0.26 Gt/a。2000—2020年,各拉丹冬冰川整体处于消融状态,该地区整体上气温升高、降水量减少,这可能是冰川储量减少的主要原因。

关键词：各拉丹冬 ICESat-1 STRM-C DEM ZY-3 DEM 储量变化

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SAR影像变化检测的前景特征流形排序法

测绘学报 2022年第11期51卷 2365-2378页

作者：罗卿莉崔峰志魏钜杰明磊天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072 中国测绘科学研究院北京100036 中国船舶工业系统工程研究院北京100094

SAR影像变化检测的差异图分析法存在的两个问题:①连通区域内的部分变化区域易被误判为未变化区域;②中心先验假设并不适用于检测位于SAR影像边界的变化区域。本文针对以上两个问题设计了一种超像素分割和前景特征流行排序(manifold ran... 详细信息

SAR影像变化检测的差异图分析法存在的两个问题:①连通区域内的部分变化区域易被误判为未变化区域;②中心先验假设并不适用于检测位于SAR影像边界的变化区域。本文针对以上两个问题设计了一种超像素分割和前景特征流行排序(manifold ranking,MR)的SAR影像变化检测方法(MRSFCD)。首先,通过单像素和邻域对数比算子进行加权融合构造差异图,可以保持变化区域内部的一致性并抑制噪声干扰。其次,对差异图进行超像素分割。然后,改进超像素的无向图连接方式,不对边界四周的超像素进行连接,利用超像素分割结果和灰度信息进行三次邻接。最后,将基于前景特征流行排序后得到的显著性图与单像素对数差异图进行点乘,对其进行阈值分割得到最终的二值变化图。本文通过采用3组双时相影像进行试验。结果表明,相较于其他变化检测算法,本文方法有效地提高了变化检测的精度。

关键词： SAR影像变化检测差异图超像素流行排序

考虑植被红边信息的多时相Sentinel-2大范围冬小麦提取研究

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遥感学报 2022年第10期26卷 1988-2000页

作者：田欣媛张永红刘睿魏钜杰中国测绘科学研究院北京100036 山东科技大学测绘与空间信息学院青岛266590

冬小麦是中国的主要粮食作物且种植面积年际变化较大,及时准确掌握冬小麦种植面积变化有利于国家和相关部门科学决策。遥感技术是获取大范围冬小麦种植面积数据的最有效手段。前期研究多利用多时相中低分辨率影像(如MODIS)的归一化植被... 详细信息

冬小麦是中国的主要粮食作物且种植面积年际变化较大,及时准确掌握冬小麦种植面积变化有利于国家和相关部门科学决策。遥感技术是获取大范围冬小麦种植面积数据的最有效手段。前期研究多利用多时相中低分辨率影像(如MODIS)的归一化植被指数NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)开展大范围冬小麦种植区提取,因分辨率低导致精度难以令人满意。Sentinel-2卫星是唯一能获取3个红边波段影像的米级分辨率传感器,但应用其红边波段进行大范围冬小麦提取的研究几乎没有。本文分析了红边位置指数REPI(Red-Edge Position Index)与NDVI各自在冬小麦提取中的优势,并基于冬小麦物候特征与JM距离研究关键时相,提出一种综合多时相Sentinel-2 PERI、NDVI的大范围冬小麦提取方法,将其应用于2020年京津冀地区的冬小麦种植区提取,冬小麦总面积提取误差为-2.57%。提取结果与Google Earth高分辨率光学影像的解译结果进行比较,总体精度为94.24%,Kappa系数为0.88,相较于已有大范围冬小麦提取研究精度有明显提升,表明了本文方法的有效性。

关键词：冬小麦面积提取大范围 Sentinel-2 REPI 多时相

结合轻量双注意力模块的孪生卷积网络变化检测

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测绘科学 2022年第8期47卷 213-219页

作者：罗卿莉陈相魏钜杰天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072 中国测绘科学研究院北京100036

针对向神经网络模型中引入注意力模块,导致模型复杂度进一步提高的问题,该文提出了结合轻量双注意力模块的孪生卷积网络变化检测方法。通过在孪生卷积网络模型基础上,加入构建的轻量双注意力模块,达到了向模型中引入较少参数量并且提升... 详细信息

针对向神经网络模型中引入注意力模块,导致模型复杂度进一步提高的问题,该文提出了结合轻量双注意力模块的孪生卷积网络变化检测方法。通过在孪生卷积网络模型基础上,加入构建的轻量双注意力模块,达到了向模型中引入较少参数量并且提升变化检测性能的效果。在现有的两个公开数据集上,该文算法分别达到了95.2%和98.4%的总体检测精度,优于其他现有方法。

关键词：变化检测孪生卷积神经网络轻量双注意力模块遥感影像

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无人机与卫星影像匹配的相似性逼近算法

测绘通报 2023年第9期 64-69页

作者：罗卿莉张书缤陈相魏钜杰天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072 中国测绘科学研究院北京100036

针对现有算法在无人机与卫星影像具有较大空间分辨率差异时存在匹配正确率不高的问题,本文提出了一种无人机与卫星影像匹配的相似性逼近算法。该方法在匹配前对无人机影像进行高斯滤波处理,提高了无人机与卫星影像的尺度相似性,并最终... 详细信息

针对现有算法在无人机与卫星影像具有较大空间分辨率差异时存在匹配正确率不高的问题,本文提出了一种无人机与卫星影像匹配的相似性逼近算法。该方法在匹配前对无人机影像进行高斯滤波处理,提高了无人机与卫星影像的尺度相似性,并最终提高了匹配算法的正确率。试验结果表明,该算法具有较高的匹配精度,适用于无人机与卫星影像空间分辨率差异较大时无人机影像的匹配与自主定位。

关键词：无人机自主定位相似性逼近影像匹配

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基于改进显著性检测的SAR影像变化检测

测绘科学 2023年第12期48卷 172-187页

作者：罗卿莉蒋鑫涛张书缤魏钜杰天津大学精密测试技术及仪器全国重点实验室天津300072 中国测绘科学研究院北京100036

针对传统合成孔径雷达(SAR)影像变化检测算法在抑制相干斑噪声时无法有效保留细节特征的问题,该文提出了一种基于改进显著性检测的SAR变化检测算法。算法改进邻域比值法生成高质量差异图,基于改进图模型的显著性检测进行差异图的有效分... 详细信息

针对传统合成孔径雷达(SAR)影像变化检测算法在抑制相干斑噪声时无法有效保留细节特征的问题,该文提出了一种基于改进显著性检测的SAR变化检测算法。算法改进邻域比值法生成高质量差异图,基于改进图模型的显著性检测进行差异图的有效分析,然后通过多阶段图融合策略生成保留细节特征的结果图,最后通过阈值分割获得二值图。使用5种经典方法在4个公开SAR影像数据集上进行实验,结果表明提出的方法具有较佳的变化检测性能,并在抑制噪声的同时有效保留了特征细节。

关键词：变化检测 SAR 显著性检测图模型

融合卫星与地面数据研究京津冀地区弹性骨架储水系数

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测绘学报 2023年第4期52卷 660-669页

作者：张玉鹏张永红吴宏安刘青豪魏钜杰康永辉中国测绘科学研究院北京100830 辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院辽宁阜新123000 中南大学地球科学与信息物理学院湖南长沙410000

地下水的过量开采已经对京津冀平原地区的土层结构造成严重的破坏。本文旨在了解京津冀地区目前土层结构的健康状况,并对地下水的适宜取水位置提出建议。首先,利用GRACE-FO数据与MCTSB-InSAR技术,分别提取了2017—2019年的京津冀地区的... 详细信息

地下水的过量开采已经对京津冀平原地区的土层结构造成严重的破坏。本文旨在了解京津冀地区目前土层结构的健康状况,并对地下水的适宜取水位置提出建议。首先,利用GRACE-FO数据与MCTSB-InSAR技术,分别提取了2017—2019年的京津冀地区的地下水变化时序和沉降变化时序。然后,利用邻域平均方法,使得二者数据空间分辨率一致,并首次获得了京津冀地区2017、2018和2019年的弹性骨架储水系数图。最后,结合京津冀地区的地形地貌、土壤类型及各年内降雨和温度情况,对弹性骨架储水系数图进行了时空维度对比分析。研究发现,京津冀地区土层结构的平均情况正在逐渐变好,但是该地区东南方向土层结构还在继续恶化;京津冀西北地区的土层结构相对于东南地区更适合开采地下水。

关键词： GRACE-FO 地下水地面沉降 InSAR 弹性骨架储水系数