葉思菁

1. 北京師范大學(xué)地表過(guò)程與資源生態(tài)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100875； 2. 北京師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)部地理數(shù)據(jù)與應(yīng)用分析中心，北京 100875； 3. 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院，北京 100083

國(guó)內(nèi)外基于多源遙感影像的農(nóng)業(yè)干旱監(jiān)測(cè)研究，就遙感實(shí)際應(yīng)用而言還存在較大發(fā)展空間，面臨數(shù)據(jù)量大、多源異構(gòu)、預(yù)處理復(fù)雜等問(wèn)題。本文針對(duì)監(jiān)測(cè)對(duì)象眾多、離散、非均勻分布等特性，實(shí)現(xiàn)了海量遙感數(shù)據(jù)地高效存儲(chǔ)管理；并探討了遙感圖譜高效重組、清洗、組織方法及滿足實(shí)時(shí)性要求的遙感數(shù)據(jù)自動(dòng)化預(yù)處理方法；最后設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了農(nóng)田尺度干旱遙感監(jiān)測(cè)原型系統(tǒng)，檢驗(yàn)本文遙感圖譜組織與提取方法的計(jì)算效率、計(jì)算精度與適用性。試驗(yàn)表明，本文提出的遙感圖譜應(yīng)用體系具有較好的計(jì)算精度與穩(wěn)定性。

本文的主要研究和工作涉及以下幾個(gè)方面：

(1) 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)環(huán)境選擇了基于分布式元數(shù)據(jù)模型，并通過(guò)不同類型空間數(shù)據(jù)讀寫試驗(yàn)對(duì)比存儲(chǔ)性能，試驗(yàn)表明本文基于分布式文件系統(tǒng)的存儲(chǔ)環(huán)境對(duì)大文件與海量小文件的讀寫效率以及文件處理效率較傳統(tǒng)NAS存儲(chǔ)系統(tǒng)更高，表現(xiàn)出高吞吐率與穩(wěn)定性；制定了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)目錄體系、元數(shù)據(jù)統(tǒng)一組織規(guī)則，以及協(xié)同坐標(biāo)參考機(jī)制。

(2) 研究了適用于農(nóng)田尺度干旱遙感監(jiān)測(cè)實(shí)際需求的多級(jí)柵格數(shù)據(jù)清洗與重組格網(wǎng)體系，包括格網(wǎng)設(shè)計(jì)目標(biāo)與原則、格網(wǎng)空間基準(zhǔn)、格網(wǎng)劃分與編碼規(guī)則、格網(wǎng)索引策略。研究表明RDCRMG格網(wǎng)體系的數(shù)據(jù)檢索流程是基于無(wú)元數(shù)據(jù)檢索思想，格網(wǎng)匹配與像元矩陣提取過(guò)程均基于線性計(jì)算實(shí)現(xiàn)，具有組織靈活、冗余較小等優(yōu)點(diǎn)，并具有良好幾何穩(wěn)定性、同構(gòu)性和密實(shí)度。在此基礎(chǔ)上，定義了遙感數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到統(tǒng)一格網(wǎng)體系的重組規(guī)則與處理流程，研究了基于線性規(guī)則逼近的快速坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法，并以百分比直方圖與信息熵為指標(biāo)檢測(cè)重組過(guò)程引起波譜信息變化情況。

(3) 設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了GF-1數(shù)據(jù)自動(dòng)化預(yù)處理框架體系：輻射校正方面，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于6S模型的自動(dòng)化輻射校正模塊，并檢驗(yàn)輻射校正效率與精度，試驗(yàn)表明本文方法具有高執(zhí)行效率，計(jì)算結(jié)果相比ENVI/FLAASH具有高度一致性與相關(guān)性；正射校正方面，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了無(wú)控制點(diǎn)自動(dòng)化正射校正處理流程，并提出了對(duì)應(yīng)DEM數(shù)據(jù)的快速提取策略，測(cè)試了不同待校正影像分塊讀取策略對(duì)校正效率影響，進(jìn)而分析正射校正誤差及收斂情況；幾何配準(zhǔn)方面，對(duì)比了不同配準(zhǔn)算法在處理不同地形、時(shí)相遙感影像幾何配準(zhǔn)過(guò)程中校正精度、計(jì)算效率、穩(wěn)定性等方面差異，探索適合GF-1數(shù)據(jù)的穩(wěn)健的自動(dòng)或半自動(dòng)的影像校正策略。

(4) 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了農(nóng)田尺度干旱遙感監(jiān)測(cè)原型系統(tǒng)，檢測(cè)本文格網(wǎng)環(huán)境下柵格數(shù)據(jù)提取性能；綜合利用MPDI、PDI、NDVI模型對(duì)研究區(qū)不同時(shí)間的干旱和植被長(zhǎng)勢(shì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)與分析，研究本文方法在干旱監(jiān)測(cè)中的適宜性。

中圖分類號(hào)：P208文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：D

文章編號(hào)：1001-1595(2018)06-0892-01

基金項(xiàng)目： 國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(2016YFD0300710)

收稿日期： 2017-09-20

作者簡(jiǎn)介： 葉思菁(1988—)，男，2016年6月畢業(yè)于中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)，獲工學(xué)博士學(xué)位(指導(dǎo)教師：朱德海教授)，研究方向?yàn)榭臻g大數(shù)據(jù)。

Author：YE Sijing(1988—), male, received his doctoral degree from China Agricultural University on June 2016, majors in spatial big data.

E-mail：610628289@qq.com