定量遙感模型、應(yīng)用及不確定性研究

前言

遙感應(yīng)用水平要提高，遙感定量化是必由之路。定量遙感機理、建模和應(yīng)用研究是國際遙感科學前沿領(lǐng)域。中國科學院遙感應(yīng)用研究所建設(shè)有“農(nóng)情遙感監(jiān)測”、“國土資源遙感監(jiān)測”、“災(zāi)害遙感監(jiān)測”三大遙感應(yīng)用運行系統(tǒng)，在全國農(nóng)作物估產(chǎn)、農(nóng)作物長勢旱情監(jiān)測、洪水監(jiān)測、國土資源調(diào)查等方面發(fā)揮了巨大的示范應(yīng)用作用，多年來為國家提供了大量的決策咨詢意見和建議，但是也存在定量化程度不高、精度不能滿足需要等問題。2003年，中國科學院啟動知識創(chuàng)新工程重要方向性項目（KZ（2X3-SW-338），由我擔任首席科學家組織項目組，重點針對應(yīng)用運行系統(tǒng)中的模型和方法不確定性開展深入系統(tǒng)研究，以提高遙感監(jiān)測定量化水平，推動遙感應(yīng)用系統(tǒng)的升級改造，并探索遙感基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究相結(jié)合的新模式。項目組以青年骨干為主，是一支團結(jié)的攻關(guān)隊伍。幾年來，圍繞遙感應(yīng)用運行系統(tǒng)中定量遙感模型、應(yīng)用方法及不確定性開展了系統(tǒng)深入的研究，取得了一批很好的研究成果?！抖窟b感模型、應(yīng)用及不確定性研究》是項目組相關(guān)研究成果的總結(jié)，既有理論深度，又與應(yīng)用緊密結(jié)合，是定量遙感領(lǐng)域一本有價值的參考書。定量遙感機理、實驗、建模、反演與應(yīng)用是遙感科學的前沿領(lǐng)域，遙感應(yīng)用中的不確定性問題仍然是我們面臨的關(guān)鍵科學問題，需要更多的青年科技骨干不畏艱難、繼續(xù)開展更深入的研究。我衷心祝愿我國定量遙感科學研究能取得更大的突破。

內(nèi)容概要

針對當前定量遙感應(yīng)用發(fā)展的現(xiàn)狀和趨勢，本書結(jié)合中國科學院遙感應(yīng)用研究所建設(shè)的“農(nóng)情遙感監(jiān)測”、“國土資源遙感監(jiān)測”、“災(zāi)害遙感監(jiān)測”三大遙感應(yīng)用運行系統(tǒng)，闡述了遙感基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究中的模型、方法及不確定性方面的發(fā)展狀況、學科前沿問題、發(fā)展趨勢和應(yīng)用成果，包括定量遙感應(yīng)用在中國科學院知識創(chuàng)新工程重要方向性項目（KZCX3-SW-338)等項目中取得的最新研究成果。    本書可供從事定量遙感基礎(chǔ)研究、遙感應(yīng)用研究、遙感項目規(guī)劃管理以及遙感應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)的科技和管理人員參考，也可作為各高校遙感和地理信息系統(tǒng)專業(yè)的教材。

書籍目錄

序言前言第1章 定量遙感應(yīng)用不確定性分析理論和方法  1.1 定量遙感應(yīng)用不確定性研究現(xiàn)狀    1.1.1 不確定性的概念和內(nèi)涵    1.1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀  1.2 定量遙感應(yīng)用中不確定性的來源  1.3 定量遙感應(yīng)用中不確定性研究進展    1.3.1 定量遙感參數(shù)反演中的不確定性研究    1.3.2 遙感數(shù)據(jù)專題分類不確定性研究    1.4 小結(jié)  參考文獻第2章 定量遙感信息模型與反演  2.1 定量遙感信息模型與反演研究現(xiàn)狀    2.1.1 地表二向反射特性和植被BRDF模型    2.1.2 地表熱輻射方向性模型  2.2 定量遙感信息模型及其不確定性研究    2.2.1 均勻作物冠層的輻射傳輸模型——SAILE模型    2.2.2 行結(jié)構(gòu)作物冠層的輻射傳輸模型    2.2.3 基于仿真三維結(jié)構(gòu)的計算機模擬模型  2.3 地表參數(shù)定量遙感反演及其不確定性    2.3.1 植被指數(shù)遙感提取及方向性校正    2.3.2 葉面積指數(shù)遙感反演    2.3.3 地表反照率遙感反演    2.3.4 地表溫度遙感反演  2.4 小結(jié)  參考丈獻第3章 土地利用／土地覆蓋自動更新技術(shù)  3.1 土地利用／土地覆蓋遙感監(jiān)測與更新技術(shù)概況    3.1.1 遙感在土地利用／土地覆蓋變化監(jiān)測中的應(yīng)用    3.1.2 土地利用／土地覆蓋遙感動態(tài)監(jiān)測研究進展  3.2 土地利用／土地覆蓋分類特征的分析與評價    3.2.1 專家解譯的類別特征    3.2.2 像素級類別特征的分析與評價    3.2.3 面向?qū)ο筇卣鞯姆治雠c評價  3.3 基于對象的土地利用/土地覆蓋自動更新技術(shù)    3.3.1 遙感圖像提取對象技術(shù)概述    3.3.2 基于多分辨率分析的分水嶺分割算法    3.3.3 基于分割對象的土地利用／土地覆蓋自動更新技術(shù)  3.4 基于GIS的土地利用／土地覆蓋自動更新技術(shù)    3.4.1 基于單幅遙感圖像的變化檢測機理    3.4.2 土地利用變化檢測基礎(chǔ)上實現(xiàn)土地利用圖更新    3.4.3 試驗及精度分析  3.5 土地利用／土地覆蓋遙感更新的不確定性分析與精度評價    3.5.1 土地利用／土地覆蓋遙感更新工作中的不確定性    3.5.2 土地利用／土地覆蓋遙感更新的精度評價  3.6 小結(jié)  參考文獻第4章 農(nóng)作物長勢遙感監(jiān)測方法  4.1 農(nóng)作物長勢監(jiān)測概述    4.1.1 直接監(jiān)測方法    4.1.2 同期對比的方法      4.1.3 作物生長過程監(jiān)測的方法    4.1.4 作物生長模型方法    4.1.5 診斷模型  4.2 已有基礎(chǔ)    4.2.1 CCWS中的作物長勢監(jiān)測    4.2.2 存在的問題  4.3 面向問題的長勢監(jiān)測新指標研究    4.3.1 遙感數(shù)據(jù)    4.3.2 野外調(diào)查數(shù)據(jù)    4.3.3 實時監(jiān)測指標集      4.3.4 過程監(jiān)測指標集  4.4 長勢監(jiān)測方法的不確定性分析    4.4.1 研究方法的不確定性    4.4.2 指標集和方法應(yīng)用的不確定性  4.5 小結(jié)  參考文獻第5章 農(nóng)田旱情遙感監(jiān)測模型與方法  5.1 農(nóng)田旱情監(jiān)測概述  ……第6章 洪澇災(zāi)害雷達遙感監(jiān)測方法參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：遙感數(shù)據(jù)分類的不確定性表達是和其評價方法聯(lián)系在一起的。可以說，遙感分類不確定性的表達指標是不確定性評價的一部分。遙感分類不確定性評價方法經(jīng)歷了一個逐步細化和嚴格的過程。（Congalton（1994）將分類不確定性評價的發(fā)展分為四個階段：第一階段的精度評價方法以目視判斷為主，顯然這種精度評價方法是一種定性的評價方法，而且具有很大的主觀性。第二階段的精度評價方法由定性方法發(fā)展到定量方法，這一階段中，精度評價主要通過比較分類所得的專題圖中各類別的面積范圍（或面積比例）與地面或其他參考數(shù)據(jù)中相應(yīng)類別的面積范圍（或面積比例）。與第一階段的方法比較，這種評價方法具有定量和客觀的優(yōu)點。但這種方法的最大局限在于其非定位（non-site specific）本質(zhì)。因為分類專題圖中的某些類別面積即使占有正確的比例，但它可能在錯誤的位置。因此，這種評價方法可能掩蓋分類結(jié)果的真實精度。第三個階段以定位（site specitic）類別比較和精度測量（accuracy metrics）為特征。在這一階段，精度評價將特定位置的分類結(jié)果中的類別和地面實況或其他參考數(shù)據(jù)中相應(yīng)點的類別進行比較，并在比較基礎(chǔ)上發(fā)展出各種精度測量（如總體精度等）。第四階段的評價方法是在第三階段方法基礎(chǔ)上的細化和發(fā)展。其核心是誤差矩陣方法。其特點是在充分利用誤差矩陣信息的基礎(chǔ)上，計算出各種精度測量（如Kappa系數(shù)），且統(tǒng)計上更為嚴格。誤差矩陣精度評價方法是當前遙感分類精度評價的核心方法，有人建議將其作為分類精度評價的標準方法（Smits et a1.，1999）。但以誤差矩陣為基礎(chǔ)的精度評價方法存在諸多局限性。隨著對遙感數(shù)據(jù)分類問題認識的深入，以及不同精度評價目標的需求，科學家們進一步發(fā)展了許多新的誤差評價方法和指標。同時，基于誤差矩陣的精度評價方法也在不斷發(fā)展和完善中。

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