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高光谱分辩率成像光谱仪系统在中国荒漠化监测中应用的研究

成果名称:高光谱分辩率成像光谱仪系统在中国荒漠化监测中应用的研究 

任务来源:国家八六三高计划发展研究计划 

完成单位:国家林业局调查规划设计院 

项目负责人:叶荣华 

主要完成人:叶荣华  范文义  龙  晶  王君厚  蔡登遴 

王伟民  韩爱蕙  李  锋  叶  芳 

研制起止时间:1999年1月~2000年9月 

编号:863-308-13-05(3) 

鉴定情况: 

2000年11月2日,该课题通过国家八六三计划项目验收专家组验收,鉴定意见如下: 

该课题组织有序,利用863-308主题自主研制的成像光谱系统,提出了成像光谱系统波段的选择,辐射校正算法方面的新认识,选择内蒙古奈曼旗建立卫星遥感—机载成像光谱观测—地面调查相结合的监测体系框架,完成了多种荒漠化监测分析图,做出了一系列有意义的工作,显示了成像光谱技术在荒漠化监测中具有减少地面调查量、降低监测调查成本等广泛应用的潜力。 

建议进一步深入研究、考虑成像光谱数据与TM数据融合在荒漠化监测中的具体实施方案,建立并逐步完善国家对荒漠的监测体系。 

综合评价:A,全面完成任务,有突破,水平高,经费使用合理。  

内容提要: 

该课题采用308主题自行研制的机载实用型模块化成像光谱仪系统(OMIS-I),以内蒙古奈曼旗作为研究试验区,对高光谱技术在荒漠化监测中的应用进行了试验研究,已取得初步的应用成果。 

针对荒漠化地区的地物特征,对高光谱数据不同波段的数据质量、波段组合进行了评价,提出了适用于荒漠化监测的基本波段选择;提出了一种基于直方图匹配的机载高光谱数据的边缘辐射校正算法;对机载高光谱数据的几何精度进行了评定,提出了一种采用GPS记录进行图像几何校正的算法;建立了几种荒漠化监测指标的定量反演因子和分类因子,对荒漠化程度进行了评价;采用与高光谱数据同期获取的Landsat TM全色波段资料,进行了几何精校正和与TM图像的配准;对高光谱图像进行混合像元分解,得到了荒漠化地区的植被、土壤、水分特征;制作了研究区TM与OMIS-I合成影像图、合成植被指数图和合成生物量反演图;根据高光谱数据的研究结果,提出了一种基于二阶抽样的星载多光谱数据与机载高光谱数据相结合的新的监测体系框架。 

全国荒漠化监测体系每五年对全国荒漠化状况进行一次调查。国家每年投入大笔专项经费进行调查工作。该项目的研究结果表明,机载高光谱数据可以取代大部分的地面调查工作,仅需要进行野外定标测量和部分定量指标样地的测量。按两阶抽样的框架,可以比传统方案节约经费60%以上。抽样飞行还可以和荒漠化敏感地区、重点地区的监测相结合,进一步提高信息源的重复利用率。 
笔名: