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基于多光谱卫星遥感的输电网冰灾场景时序建模与韧性提升策略优化
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作者 牛涛 黄骞谦 +2 位作者 方斯顿 李晓冬 廖瑞金 《电工技术学报》 北大核心 2025年第13期4200-4215,4305,共17页
冰灾会对输电网造成严重破坏,提升冰灾天气下的输电网韧性至关重要。不同于台风、地震等极端自然灾害,冰灾因持续时间长且地理覆盖范围受微气象和地形等影响而难以精准预测,目前冰灾的时空演变规律尚不清晰。因此,该文提出一种基于多光... 冰灾会对输电网造成严重破坏,提升冰灾天气下的输电网韧性至关重要。不同于台风、地震等极端自然灾害,冰灾因持续时间长且地理覆盖范围受微气象和地形等影响而难以精准预测,目前冰灾的时空演变规律尚不清晰。因此,该文提出一种基于多光谱卫星遥感的冰灾场景时序建模方法,结合多光谱遥感图像融合方法对Sentinel-2卫星遥感图像中的覆冰区域空间分布和时序变化进行高效提取和分析,利用偏微分卷积实现覆冰区域滚动预测,构建冰灾时序模型并基于条件变分自动编码器生成冰灾场景集。基于冰灾场景集,提出一种综合韧性评估指标并构建输电网两阶段鲁棒韧性提升规划模型:第一阶段研究灾前固定储能配置和维修资源的预规划,寻找最优投资决策;第二阶段研究灾中固定储能应急供电,并考虑有限资源的应急维修,保证负荷快速恢复,最大限度地提升系统韧性,减少系统经济损失。最后利用改进IEEERTS-79输电系统验证所提方法的有效性。 展开更多
关键词 冰灾 多光谱卫星遥感 图像融合 时序场景 输电网规划 韧性提升
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用多光谱卫星信息分析白昼云天条件下的湿度场 被引量:8
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作者 郁凡 刘长盛 余志豪 《气象学报》 CSCD 北大核心 2002年第6期748-757,共10页
TOVS资料的晴空湿度场反演已进行多年 ,如何利用卫星遥感信息实现云天条件下的湿度场反演 ,仍是一个值得研究的问题。多光谱卫星图像上不同云类的云层高低分布蕴涵着三维湿度场的分布信息 ,文中用相关分析、最小二乘拟合分析和多元线性... TOVS资料的晴空湿度场反演已进行多年 ,如何利用卫星遥感信息实现云天条件下的湿度场反演 ,仍是一个值得研究的问题。多光谱卫星图像上不同云类的云层高低分布蕴涵着三维湿度场的分布信息 ,文中用相关分析、最小二乘拟合分析和多元线性回归分析分别讨论了多光谱卫星信息与各标准层相对湿度的关系。标准回归分析的复相关系数R在地面最小 ,约为 0 6 4,随高度增加 ,R逐层增大 ,70 0hPa以上大于 0 7,2 5 0hPa以上大于 0 8。相应显著性检验的结果F值从地面的 30 71,也逐层增大 ,至 2 0 0hPa时达 119 36。逐步回归分析在剔除了不显著的变量因子后 ,回归自变量减少到 2~ 4个 ,反映显著水平的F值有较大提高。在此基础上建立了一组云天条件下的多元线性回归方程 ,由此可得到具有卫星图像像素分辨率 (8~ 10km)的 9层湿度场。 展开更多
关键词 多光谱卫星信息 湿度场 反演 最小二乘拟合分析 逐步回归分析
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多光谱卫星图像降水强度场的分析 被引量:13
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作者 郁凡 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第3期334-345,共12页
文中将单位特征空间归类方法应用于多光谱GMS卫星图像的降水强度场分析 ,该方法可交互式地进行多光谱卫星信息和地面实测降水的协同分析 ,准确划分各强度样本集群的光谱特征空间分布 ,为可靠确定各波段卫星测值与小时降水量之间的统计... 文中将单位特征空间归类方法应用于多光谱GMS卫星图像的降水强度场分析 ,该方法可交互式地进行多光谱卫星信息和地面实测降水的协同分析 ,准确划分各强度样本集群的光谱特征空间分布 ,为可靠确定各波段卫星测值与小时降水量之间的统计关系提供了一条可行的途径。为尽量减少分界点附近数据可能造成的不确定性和误差 ,文中首先按模糊集合论的隶属度原则 ,建立了模糊划分公式。按所在降水强度等级 ,通过对多维光谱空间的各单位特征空间内计算和比较晴空、多云 (无雨 )、小雨、中雨、大雨和暴雨 6种情况发生的概率 ,经归一化处理后 ,分别建立相应的降水强度类属矩阵 ,为多光谱卫星图像降水强度场的分析确定了判识依据。就IR1 VIS降水强度类属矩阵而言 ,经 5 0 0余个实测有雨样本的检验 ,其对暴雨、大雨、中雨和小雨等各强度等级有雨样本的实测命中率均在 70 %左右。近 14 0 0个有云样本降水强度等级判识的总准确率为 73.88%。把样本仅分成无雨、中小雨和大、暴雨 3个等级进行分析 ,实测命中率和分析成功率都显著提高 ,总准确率达到 84 .4 9%。IR1 WV ,TIR1-IR2 降水强度类属矩阵 ,各项指标虽然均略低于IR1 VIS降水强度类属矩阵 ,但对无雨、中小雨和大到暴雨的 3个级判识 ,总准确率也能够达到 75 %。 展开更多
关键词 多光谱卫星图像 降水强度场 光谱特征空间 类属矩阵
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多光谱卫星图像反演云空湿度场方法的改进 被引量:5
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作者 郁凡 《国土资源遥感》 CSCD 2003年第1期38-42,共5页
利用1998年6~8月GMS图像和分析区内近70个台站的地面和探空资料,在过去工作的基础上,通过引入地面实测湿度场相关资料作新的分析参量,建立了各标准等压面相对湿度统计分析新模型,改进了应用多光谱卫星图像反演三维湿度场的方法。通过... 利用1998年6~8月GMS图像和分析区内近70个台站的地面和探空资料,在过去工作的基础上,通过引入地面实测湿度场相关资料作新的分析参量,建立了各标准等压面相对湿度统计分析新模型,改进了应用多光谱卫星图像反演三维湿度场的方法。通过比较和检验,证实新模型可有效改进大气湿度场的反演精度,特别是低层湿度场的反演精度。 展开更多
关键词 多光谱卫星图像 反演 卫星遥感 三维湿度场 水汽
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异构卫星遥感数据融合的水深反演模型 被引量:3
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作者 郭松涛 邢帅 +2 位作者 张国平 孔瑞瑶 陈丽 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2024年第5期19-23,共5页
为探究影像分辨率和水深反演模型对异构卫星数据融合水深反演结果的影响,本文将ICESat-2激光测高数据分别与多时相Landsat 8、Sentinel-2及WorldView-3卫星数据相融合,利用对数比值模型、多波段模型、BP神经网络、支持向量机、随机森林... 为探究影像分辨率和水深反演模型对异构卫星数据融合水深反演结果的影响,本文将ICESat-2激光测高数据分别与多时相Landsat 8、Sentinel-2及WorldView-3卫星数据相融合,利用对数比值模型、多波段模型、BP神经网络、支持向量机、随机森林和极限梯度提升进行水深反演。试验结果表明,影像空间分辨率对水深反演结果精度影响不显著,且综合考虑反演结果的精度和分辨率,Sentinel-2卫星数据性能最佳,同时极限梯度提升相较于其他模型的反演性能最优,其在东沙环礁试验区域的水深反演结果RMSE最优可达0.51 m。该结果对基于异构遥感卫星数据融合的近岸区域水深测量具有很好的参考价值。 展开更多
关键词 水深反演 多光谱卫星遥感影像 冰、云和陆地高程卫星 数据融合 对比分析
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卫星多光谱生物礁沉积相编图技术及其在大巴哈马滩的应用 被引量:1
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作者 宋红瑛 许红 +3 位作者 孙志鹏 刘金庆 钟泽红 韩宗珠 《海洋地质前沿》 北大核心 2011年第9期65-69,共5页
现代沉积过程与古代环境相类似,因而地质学家将现代碳酸盐岩台地作为获得沉积物分布特征空间数据的天然实验室,通过卫星多光谱资料精确描绘和模拟现代碳酸盐岩沉积相的横向分布有助于地质学家更好地表达和理解大范围岛礁区的碳酸盐岩沉... 现代沉积过程与古代环境相类似,因而地质学家将现代碳酸盐岩台地作为获得沉积物分布特征空间数据的天然实验室,通过卫星多光谱资料精确描绘和模拟现代碳酸盐岩沉积相的横向分布有助于地质学家更好地表达和理解大范围岛礁区的碳酸盐岩沉积相特征。随着遥感技术的不断发展,利用成像光谱理论进行对地观测的技术也日渐成熟。本文介绍了利用卫星多光谱资料,通过非监督分类和沉积数据校正分析法绘制相图的编图技术及在大小巴哈马礁滩的应用实践和相图。这一真实相图的产出及其全球规模的对比和分析提供了潜在经济、环境和商业的价值,并提高了油气勘探和生产的预测能力。 展开更多
关键词 卫星多光谱编图 沉积相 非监督分类 技术特征 大巴哈马滩
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基于OLI多光谱遥感影像的八所港浅海水深反演 被引量:7
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作者 郭晓雷 邱振戈 +3 位作者 谭琦 曹斌 栾奎峰 沈蔚 《海洋测绘》 CSCD 2017年第6期54-57,共4页
为了解决传统全局模型应用遥感影像反演水深的不足,提出地理自适应模型应用于八所港Landsat-8 OLI多光谱卫星影像。采用归一化水体指数进行水陆分离,在产生模拟数据时,为保证数据的合理性,对光谱灰度值进行自然对数求解。地理自适应模... 为了解决传统全局模型应用遥感影像反演水深的不足,提出地理自适应模型应用于八所港Landsat-8 OLI多光谱卫星影像。采用归一化水体指数进行水陆分离,在产生模拟数据时,为保证数据的合理性,对光谱灰度值进行自然对数求解。地理自适应模型将整个区域细分为5个小的区域单元,模型参数是自适应变化的,一般数学形式与传统全局模型一样。通过反演15m以浅的水深,发现光谱中对水体的敏感波段出现"红移";水深反演结果证明地理自适应模型有效地缓和了全局传统模型在底质类型和水体性质空间不均匀的问题,水深反演精度得到明显提高,并控制在1m以内。 展开更多
关键词 水深探测 地理自适应模型 沿岸水体 多光谱卫星影像 空间不均匀性
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多维加权密集连接卷积网络的卫星云图云检测 被引量:5
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作者 夏旻 施必成 +1 位作者 刘佳 刘万安 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2018年第20期184-189,196,共7页
云检测是多光谱卫星云图分析的前提。传统云检测方法不能很好地对多光谱卫星云图进行特征表示,导致了云检测不是很准确。卷积神经网络虽然能有效地提取特征,但训练时会产生梯度扩散,训练效率低,优化困难等问题。针对这些问题,提出多维... 云检测是多光谱卫星云图分析的前提。传统云检测方法不能很好地对多光谱卫星云图进行特征表示,导致了云检测不是很准确。卷积神经网络虽然能有效地提取特征,但训练时会产生梯度扩散,训练效率低,优化困难等问题。针对这些问题,提出多维加权密集连接卷积神经网络模型实现对多光谱卫星云图的云检测。跨层连接能够实现网络中所有层之间的信息流,从而减少训练过程中的梯度消失导致收敛困难的问题。特征图之间连接的权值不同使得网络能够更高效地利用特征信息。通过实验结果对比,该模型可以很好地提取云图特征,提高多光谱云图检测的准确率,具有更好的泛化性能和优化效率。 展开更多
关键词 多维加权密集连接 卷积神经网络 多光谱卫星云图 云检测
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基于Sentinel-2多光谱数据的棉花叶面积指数估算 被引量:22
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作者 易秋香 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第16期189-197,共9页
棉花叶面积指数(leaf are index, LAI)的快速、准确获取对棉花长势监测、发育期诊断、面积提取以及产量估算等遥感监测具有重要意义。该研究利用2017年和2018年的Sentinel-2多光谱卫星数据及大面积田间试验观测获取的棉花不同发育期LAI... 棉花叶面积指数(leaf are index, LAI)的快速、准确获取对棉花长势监测、发育期诊断、面积提取以及产量估算等遥感监测具有重要意义。该研究利用2017年和2018年的Sentinel-2多光谱卫星数据及大面积田间试验观测获取的棉花不同发育期LAI实测数据,构建了基于单波段反射率及各类植被指数的棉花不同发育期及全发育期LAI估算模型,并采用留一验证(LOOCV, leave-one-out cross validation)和交叉验证对模型精度进行了检验。结果表明:1)对于单波段反射率,基于中心波长为842 nm波宽为145 nm的B8近红外波段对不同发育期LAI估算精度最优均方根误差(RMSE, root mean square error, RMSE=0.378);2)对于各类植被指数,花蕾期(20170616)和花铃期(20170802)时增强植被指数(EVI, enhanced vegetation index,)表现最佳(RMSE分别为0.352和0.367),开花期(20180623)时校正土壤调节植被指数(MSAVI2, modified soil adjusted vegetation index 2,)估算精度最高(RMSE=0.323);3)单波段反射率和各类植被指数对全发育期LAI的估算均要优于对单个发育期LAI的估算,其中基于IRECI指数的(invertedred-edge chlorophyllindex)全发育期LAI估算模型精度最佳,LOOCV检验RMSE=0.425,交叉检验RMSE=0.368;将基于IRECI的全发育期LAI估算模型应用到单个发育期LAI估算并与各单个发育期LAI估算模型精度对比,发现交叉验证RMSE平均值仅比LOOCV验证RMSE平均值高0.07,反映了全发育期LAI估算模型良好的普适性。该研究为农作物LAI估算提供了新的数据选择,完善了Sentinel-2卫星数据在LAI估算中的应用领域。 展开更多
关键词 作物 遥感 模型 Sentinel-2多光谱卫星 棉花 叶面积指数 植被指数
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卫星遥感人工增雨作业条件 Ⅱ:层状云 被引量:13
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作者 刘贵华 余兴 +3 位作者 岳治国 戴进 徐小红 朱延年 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2012年第6期758-766,共9页
通过卫星多光谱资料的定标,利用可见光反射率、3.7μm和11μm辐射亮温,反演了云顶粒子有效半径、云顶温度等云特征参数。运用图像合成技术,建立了反映云宏、微观特征的RGB合成图。利用发展的多光谱云微物理综合分析方法,通过极轨卫星分... 通过卫星多光谱资料的定标,利用可见光反射率、3.7μm和11μm辐射亮温,反演了云顶粒子有效半径、云顶温度等云特征参数。运用图像合成技术,建立了反映云宏、微观特征的RGB合成图。利用发展的多光谱云微物理综合分析方法,通过极轨卫星分析了不同过冷层状云及其降水特征,结合增雨假设,总结出适宜人工增雨作业的卫星判据为:云厚大于1.5km,云顶温度-5~-15℃时,有效半径小于25μm;或云顶温度-15~-25℃时,有效半径小于15μm。利用可见光反射率、云顶温度和有效半径多阈值建立人工增雨播云等级和分级显示。通过静止卫星跟踪云系演变,进一步确定播云部位和作业时机,指导人工增雨作业。 展开更多
关键词 卫星多光谱资料 过冷层状云 人工增雨 作业条件
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一种改进的地理加权回归模型水深反演方法 被引量:4
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作者 朱卫东 叶莉 +2 位作者 邱振戈 岳子琳 钱楚仪 《海洋测绘》 CSCD 北大核心 2021年第3期42-46,共5页
利用多光谱卫星遥感影像反演浅海水深是水深测量的一种重要方式。提出一种基于主成分分析的地理加权回归模型(PCA-GWR),采用WorldView-2多光谱卫星遥感影像数据,对经过数学变换后的波段反射率数据先进行主成分分析,将得到第一主成分量... 利用多光谱卫星遥感影像反演浅海水深是水深测量的一种重要方式。提出一种基于主成分分析的地理加权回归模型(PCA-GWR),采用WorldView-2多光谱卫星遥感影像数据,对经过数学变换后的波段反射率数据先进行主成分分析,将得到第一主成分量进行地理加权回归分析,并与双波段比值模型、多波段线性模型和地理加权回归模型(GWR)的水深反演结果进行比较。结果显示,各个反演模型反演水深值与实测水深值的相关系数r均大于0.75,其中PCA-GWR模型水深反演结果最好,r为0.96、RMSE为1.56 m、MAE为1.06 m。研究表明,PCA-GWR模型可有效去除数据变换后的冗余信息,降低数据空间非平稳性,具有较高的反演精度与可靠性,适用于浅海水深反演。 展开更多
关键词 水深测量 多光谱卫星遥感 地理加权回归模型 主成分分析 WorldView-2
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基于改进距离投影比值指数的植被冠层水分反演 被引量:1
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作者 雷俊杰 杨武年 +1 位作者 杨鑫 李红 《人民长江》 北大核心 2021年第9期113-118,共6页
针对两个特征波段组成的植被指数存在的饱和以及植物类型依赖问题,利用便携式地物光谱仪(analytical spectral devices,ASD)和哨兵2号多光谱卫星(Sentinel 2,S2)数据,使用改进的距离投影比值指数(improved distance projection ratio in... 针对两个特征波段组成的植被指数存在的饱和以及植物类型依赖问题,利用便携式地物光谱仪(analytical spectral devices,ASD)和哨兵2号多光谱卫星(Sentinel 2,S2)数据,使用改进的距离投影比值指数(improved distance projection ratio index,DPRI2)建立新叶片等效水厚度(leaf equivalent water thickness,LEWT)反演模型,进而反演冠层等效水厚度(canopy equivalent water thickness,CEWT)。研究表明:①R语言随机森林(random forest,RF)算法可减少特征波段选取过程中人为因素;②DPRI2结构简单,能充分反映特征波段之间角度、距离、投影三者组合关系,有利于提高LEWT、CEWT反演精度;③DPRI2不受植被类型限制,适用于具有多种植被类型的研究区CEWT反演。通过遥感手段监测CEWT,有利于探究植被在区域水文循环中的调控机制,以及科学评估区域水资源储量。 展开更多
关键词 植被水文效应 冠层等效水厚度 遥感反演 光谱分析 多光谱卫星 特征波段 R语言
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PSO聚类算法的京津冀地区气溶胶光学厚度反演 被引量:1
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作者 王书涛 王贵川 +2 位作者 凡堃堃 吴兴 王玉田 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期3321-3327,共7页
气溶胶光学厚度(AOD)是气溶胶浓度和大气浊度的重要表征参数。通过遥感手段实现大气气溶胶光学厚度的反演是大气监测与治理过程中的重要方式,其中遥感反演AOD的重点和难点是如何选择适合卫星传感器成像特点的方法和符合研究区域的气溶... 气溶胶光学厚度(AOD)是气溶胶浓度和大气浊度的重要表征参数。通过遥感手段实现大气气溶胶光学厚度的反演是大气监测与治理过程中的重要方式,其中遥感反演AOD的重点和难点是如何选择适合卫星传感器成像特点的方法和符合研究区域的气溶胶类型。针对传统暗目标法无法直接应用于高分四号(GF-4)卫星多光谱遥感数据的问题,通过研究得出了GF-4卫星多光谱数据中红、蓝波段等效地表反射率的分布和两者之间的线性关系,结合AOD反演原理改进暗目标法使其适用于GF-4卫星多光谱遥感数据;分析6S辐射传输模型输入参数中气溶胶类型对AOD反演精度的影响,结果表明气溶胶类型是影响AOD高精度反演的关键要素之一;利用粒子群(PSO)聚类算法对京津冀地区气溶胶特性实测样本进行聚类分析,通过分析各个气溶胶类型聚类结果的占比和半衰期变化情况,最终确定聚类得到的C1、 C4型和6S模型内置的大陆型气溶胶类型进行京津冀地区的AOD反演。为了验证不同气溶胶类型AOD反演结果的精度,将反演结果与MODIS气溶胶产品和气溶胶自动观测网(AERONET)地基站点数据进行对比验证,通过相关系数、绝对误差等评价标准对不同气溶胶类型的适用性和特点进行评价。实验结果表明,以细粒子为主导的C4型气溶胶更满足京津冀地区夏秋两季的气溶胶特点,与AERONET地基数据的一致性较好,进一步证明了PSO聚类算法能够有效减小气溶胶类型的差异对AOD反演精度的影响。 展开更多
关键词 气溶胶 GF-4卫星多光谱数据 京津冀地区 PSO聚类算法
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