编辑推荐丨中国遥感卫星专栏又双叒来了
遥感人的成长家园
官网
仰望星空，令中国遥感人引以为傲的是中国星越来越多。每每看到中国遥感卫星的相关成果，又是小编最开心的事，因为只有大家都来用，多多用，才能让我们的卫星性能更优，更易用。《遥感学报》2019年第3期“中国遥感卫星”专栏集结了资源、高分、天绘卫星的最新研究应用进展，期待大家共同关注，一起努力，让中国星成为夜空中最亮的星！
1
题目:ZY-3 MUX传感器数据的缨帽变换系数推导
作者:施婷婷,徐涵秋,王帅
全文链接：
http://html.rhhz.net/ygxb/ygxb-23-3-shutingting.htm
引用格式：
施婷婷,徐涵秋,王帅.2019. ZY-3 MUX传感器数据的缨帽变换系数推导.遥感学报, 23(3): 514-525
内容提要
缨帽变换是一种实用性很强的遥感影像增强方法，已被成功地应用于各种遥感领域。然而，对于缺少中红外波段的4波段高分卫星传感器，采用常规的Gram-Schmidt正交化方法难以推导出缨帽变换的湿度分量，即便少量推导出湿度分量的算法也存在结果失真的问题。
本文针对4波段传感器缨帽变换系数的推导，提出了先确定湿度分量、再确定亮度和绿度分量的逆推算法，并将其应用在ZY-3 MUX传感器数据上。
实验结果表明：
(1) 逆推方法可以有效地推导出ZY-3 MUX缨帽变换的湿度分量，较好地解决了湿度分量失真问题；
(2) 新方法求出的3个分量的散点在其三维特征空间中呈现典型的“缨帽”特征，较于传统的Gram-Schmidt正交化方法，新方法的散点在水体、植被和建筑用地/裸土之间的空间分布位置可以更好地相互分离，不会造成不同地类之间的混淆；
(3) 采用新方法所得到的缨帽变换系数的精度好于传统的Gram-Schmidt正交化方法，体现在新方法具有较高的R值和较低的RMSE误差。
本研究可为ZY-3 MUX数据提供一套有效的缨帽变换系数，同时也为缺乏中红外波段的高空间分辨率遥感影像提供一种新的缨帽变换系数推导方法，解决了常规Gram-Schmidt正交化方法无法准确表示湿度分量的问题。
图 1 原始影像及其缨帽变换分量图(实验影像：厦门；验证影像：荆门、福州、郑州、深圳)
2
题目：高分四号静止卫星辐射性能模拟与信噪比分析——以香港近海岸水体为例
作者：朱小波,田庆久,徐凯健,吕春光,王玲
全文链接：
http://html.rhhz.net/ygxb/weixin/ygxb-23-3-zhuxiaobo.htm
引用格式：
朱小波,田庆久,徐凯健,吕春光,王玲.2019. 高分四号静止卫星辐射性能模拟与信噪比分析——以香港近海岸水体为例.遥感学报, 23(3): 526-546
内容提要
随着高分四号(GF-4号)地球同步卫星的发射与初步应用，其兼顾高空间与高时间分辨率的优势在同类型卫星中独具特色，中国对地静止卫星影像的研究也越来越受到重视。为了对GF-4号卫星在轨探测能力进行评估，掌握日内可用影像数据时段以合理安排成像时间提高卫星使用效率与延长寿命，有必要对以暗像元为代表的典型地物(如水体)进行辐射能模拟与信噪比研究。
基于MODTRAN辐射传输模型，将香港沿岸水体作为暗目标，对GF-4号静止卫星多光谱遥感全色谱段以及蓝、绿、红、近红外4个多光谱谱段进行标准大气条件下入瞳处辐亮度的模拟，并利用在轨影像进行验证。在此基础上去除大气背景辐射干扰计算有效信噪比，并分别选取一年中春分、夏至、秋分、冬至，4个典型日的模拟数据进行质量分析，探讨一天连续观测中卫星能够获取高质量水体影像的有效时段，尤其是对晨昏时段临界微弱信号的敏感性进行分析。
结果表明，夏至、冬至日内表观辐亮度峰值依次为59.26 W/(m2·sr·μm)、56.20 W/(m2·sr·μm)，均出现在蓝光谱段；夏至、冬至最高地表有效辐亮度分别为17.52 W/(m2·sr·μm)、12.13 W/(m2·sr·μm)，出现在蓝光谱段，但差距有所缩小。这是由于入瞳处辐射主要受到大气背景辐射的影响，以夏至正午为例，各谱段受背景辐射影响程度达到49.7%—75.5%。为规避背景辐射噪声，提出适用于陆表观测的有效辐射百分比的概念，推导出传统信噪比、有效信噪比以及有效辐射百分比之间的转换关系式，揭示了背景辐射对成像信噪比干扰的定量形式，提出有效信噪比计算方法，并以此为依据，以香港海岸带水体为目标，建立了相应有效信噪比对应时刻表。
经计算香港海岸带水体一年中卫星全天有效信噪比均低于50 dB，夏至、冬至最高地表有效信噪比分别为41.0 dB、38.2 dB，其中蓝光谱段模拟效果最差，近红外、全色谱段结果较好。为保障影像质量，以香港海岸带水体有效信噪比35 dB为阈值确定影像获取时段，分别为夏至日北京时间7:49—17:01，冬至日北京时间9:28—15:07。
图 2 香港近海水体在夏至日和冬至日有效信噪比随时间变化曲线
3
题目：天绘一号卫星覆盖性能分析与优化方法研究
作者：林竹翀,柳丽,王翔,王丹丹,邓翔洲,李松彬
全文链接：
http://html.rhhz.net/ygxb/weixin/ygxb-23-3-linzhuchong.htm
原文链接：
林竹翀,柳丽,王翔,王丹丹,邓翔洲,李松彬.2019. 天绘一号卫星覆盖性能分析与优化方法研究.遥感学报, 23(3): 547-554
内容提要
天绘一号卫星为测绘卫星，测绘卫星标称轨道是卫星进行长期轨道维持的目标，对卫星的地面覆盖性能起到决定性的作用。
为了分析和提高卫星对地面目标的覆盖性能，根据天绘一号卫星轨道设计和维持的特点，提出了基于条带—纬度覆盖图的分析和优化方法。
推导了推扫式成像卫星覆盖经度跨度计算公式，构建了基于条带—纬度覆盖图的分析方法，通过将多颗卫星的条带—纬度覆盖图叠加得到不同区域的覆盖次数，根据每次重访时的卫星星下点条带号计算对地面目标的重访时间间隔。
提出了通过调整当前条带号和降交点地方时减小对目标区域的重访间隔的优化方法。通过与网格点方法的计算结果比较，验证了该方法的有效性。
图 3 网格点分析法覆盖性能分析结果
4
题目:高分三号影像水体信息提取
作者:谷鑫志,曾庆伟,谌华,陈尔学,赵磊,于飞,涂宽
全文链接：
http://html.rhhz.net/ygxb/weixin/ygxb-23-3-guxinzhi.htm
引用格式:
谷鑫志,曾庆伟,谌华,陈尔学,赵磊,于飞,涂宽.2019. 高分三号影像水体信息提取.遥感学报, 23(3): 555-566
内容提要
国内外针对陆地水体信息提取、洪涝灾害快速响应方面具有较深入的研究，但是多采用发展较早、图像质量可靠的可见光影像及国外星载SAR影像。
中国合成孔径雷达(SAR)卫星高分三号(GF-3)已获取了大量多极化、全极化SAR数据，为了将GF-3影像快速应用到环境保护、水资源管理等行业中，本研究分析了水体与其他目标具有的不同后向散射特性，将阈值分割法与马尔可夫随机场(MRF)相结合，发展了一种检测精度较高、自动化程度强的水体信息提取方法。
该方法首先通过直方图统计的方法对不同成像模式、不同极化的GF-3影像进行后向散射强度分析，在阈值分割的研究基础上，比较了最大类间方差法(Otsu)和Kittler and Illingworth(KI)二值化法在水体-非水体分类中的效果。然后结合DEM和GF-3轨道参数排除因阴影现象产生的辐射失真对图像概率分布的影响，得到初始的水体信息分布图，再经过Fisher变换和马尔可夫随机场(MRF)的迭代运算，综合利用GF-3影像的多极化信息和空间上下文信息，以最大后验概率准则输出最终的水体分布图。利用了湖南省东北部不同成像模式的两景GF-3影像进行试验，在成像时间接近的光学影像中随机选择检验样点进行精度评价。
实验结果表明，KI方法在GF-3水体提取应用中比Otsu方法具有更强的优势，剔除图像阴影区域后，自动化确定的阈值与目视解译阈值更加接近，通过MRF模型优化以后，实现了对水体信息的连贯提取，对图像噪声具有较强的抑制作用。本研究对水体目标的提取精度均达到了85%以上，实验结果精度优于基于光学影像的水体指数法，整个流程需要很少的人工经验参与，具有自动化程度强、检测精度高的优势。
图 4 水体提取细节展示
编辑推荐丨中国遥感卫星相关论文
吕旺,董瑶海,沈毅力,张志清,陈文强.2019. 静止气象卫星轨道运动的成像补偿研究.遥感学报, 23(2): 185-195
谭政,相里斌,吕群波,孙建颖,李平付,高爽,尹增山.2019. CX-6(02)微纳卫星超分辨率成像.遥感学报, 23(2): 196-204
孙钰珊,张力,许彪,张勇.2019. 资源三号卫星影像无控制区域网平差.遥感学报, 23(2): 205-214
陈震霆,孙晓兵,汪俊锋,李树,黄红莲,陈卫,乔延利.2019. 近红外偏振辐射卫星数据的海洋耀光动态检测.遥感学报, 23(2): 215-229
姚月,申茜,朱利,高红杰,曹红业,韩惠,孙建国,李俊生.2019. 高分二号的沈阳市黑臭水体遥感识别.遥感学报, 23(2): 230-242
涂宽,文强,谌华,于飞,谷鑫志.2019. GF-3全极化影像在地表浅覆盖区进行地质构造解译的新方法.遥感学报, 23(2): 243-251
唐尧,王立娟,马国超,贾虎军,靳晓.2019. 利用国产遥感卫星进行金沙江高位滑坡灾害灾情应急监测.遥感学报, 23(2): 252-261
......
更多成果，请看“遥感学报”官网的“过刊浏览”。
1
END
1
编辑：悠悠
指导/审核：梧桐君
声明
欢迎转载、转发本号原创内容，转载信息请与本号联系授权，标注原作者和信息来源为《遥感学报》。
本号转载信息旨在传播交流，其内容由作者负责，不代表本号观点。如涉及作品内容、版权和其他问题，请在20日内与本号联系，我们将在第一时间处理。《遥感学报》拥有最终解释权。
QQ加群
《遥感学报》为关注论文写作和发表的亲们，搭建了专属QQ交流群，欢迎加入。进群需备注“单位+姓名+研究领域”，谢谢!
QQ：535215261
投稿网站：www.jors.cn
最新成果丨年度会议
热点研究丨招生招聘
电话：010-58887052
邮箱：jrs@radi.ac.cn
鼓励下，点个“在看”吧