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ZY-3 MUX传感器数据的缨帽变换系数推导施婷婷, 徐涵秋*, 王帅福州大学环境与资源学院, 空间数据挖掘与信息共享教育部重点实验室, 福州大学遥感信息工程研究所, 福建省水土流失遥感监测评估重点实验室, 福州350116摘要: 缨帽变换是一种实用性都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着结果失真的问题。
因此，本研究开展了针对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，较好地解决了前人研究中出现的湿度分量失真问题；(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，较之于传统的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，它解决了常规Gram-Schmidt正交化方法无法准确表示湿度分量的问题。
关键词: 缨帽变换, 湿度分量, 资源三号(ZY-3), Landsat-8, Gram-Schmidt正交化1 引言缨帽变换(Tasseled Cap Transformation, TCT)，也称为K-T变换，是Kauth和Thomas (1976)在利用Landsat MSS影像研究农作物和植被的生长过程时提出的，旨在MSS影像样点数据构成的多维光谱空间中，通过线性正交变换、空间轴旋转，将植被和土壤信息映射到多维空间的平面上，因其光谱图形呈“缨帽状”而得名。
森林生态系统净初级生产力模拟研究0引言人类社会发展、科技进步的历史同时也是一部干预和破坏环境、改变全球气候的历史。
自工业革命以来，随着现代工业的迅猛发展和矿物燃料的广泛利用，以及陆地植被破坏等人类活动引起的地球大气中的“温室气体”以前所未有的速度增加，特别是CO2浓度的急剧增加等带来了全球变暖等严重问题[1]，已经引起了全球的广泛关注，而森林作为陆地生态系统的主体，与其他陆地生态系统类型相比，森林植被具有最广泛的分布面积、最高的生产力和最大的生物量累积，其在全球碳平衡中的巨大的贡献也日益被人们重视。
森林生态系统的主体地位主要体现在地圈、生物圈的生物地球化学过程中起着重要的“缓冲器”和“阀”的功能，在陆地碳循环中发挥着重要的作用。
自20世纪80年代以来，随着对森林生态系统结构、功能和生态过程认识的不断深入以及遥感、地理信息系统（GIS）和计算机技术的发展，森林生态系统碳循环模型研究渐渐成为森林碳循环研究中的主流方向之一，并已在区域或全球尺度上对森林生态系统当前及未来的碳存储模式做出了一些预测。
其森林碳循环模型按空间尺度可分为斑块尺度的森林碳循环模型和区域尺度的陆地碳循环模型[2]。
本文在对此两大类的模型对比分析的基础上，利用英国爱丁堡大学Williams等[2]提出的斑块尺度SPA（Soil-Plant-Atmosphere）森林碳循环模型，以栅格数据为主，其他数据资料为辅等多源数据将该模型从空间尺度上进行了扩展，并利用机群图像并行技术来解决扩展后模型计算量大、计算时间过长的缺点，基于上述条件建立了新的森林生态系统碳循环RSPA模型（RegionSoil-Plant-Atmosphere），通过该模型对2004年三明市的森林生态系统多种森林植被的生产力做出了评估、预测与模型结果验证。
1 SPA模型简介SPA模型是植被冠层尺度生理生态学的过程模型[3-6]，它是以光合作用-气孔导度-蒸腾作用耦合模型为基础，涉及生理、生化和物理等机理，结合了生态学、植物生理学、气象学和水文学等多种自然科学方法来模拟森林的呼吸、光合、水量平衡、碳的分配之间的关系。
空间数据挖掘与信息共享教育部重点实验室（福州大学）开放基金管理暂行条例第一条为规范空间数据挖掘与信息共享教育部重点实验室（以下简称重点实验室）开放基金的使用与管理，参照《教育部重点实验室访问学者专项基金管理办法》制定本办法。
第二条开放基金所需经费主要从重点实验室依托单位拨发的运行经费中列支。
第三条开放基金用以资助经重点实验室学术委员会批准的开放课题。
第四条重点实验室设立办公室负责发布基金课题指南和受理基金申请等日常管理工作。
第五条开放基金资助对象开放基金资助对象的可以是：（1）凡具有中级职称以上（含中级职称）的国内外教学科研人员（含在职博士生）、博士后研究人员、以及在生产应用部门的科技工作者均可申请本重点实验室开放基金；（2）根据工作需要，应本实验室主任邀请来室参加项目研究的人员；（3）在职的博士研究生（需要导师推荐）；（4）自带项目和经费来重点实验室工作的科研人员。
第六条开放基金申请重点实验室按年度受理申请者提出的开放基金申请，每年受理一次，受理时间为5月1日至7月30日，遇有特殊情况可以随时申报。
符合条件的申请者，须按申请书格式认真填写开放课题申请书（或通过计算机网络远程申请），用计算机打印后提交。
申请书格式模版可从重点实验室网站下载。
每年10月以前由重点实验室学术委员会主任召集学术委员会会议，对各项开放课题申请进行评审，确定资助课题及经费额，遇特殊情况不能召开会议时，可采用通讯方式进行评审。
资助者每年9月前由重点实验室发出通知，获准资助的课题负责人凭通知办理有关手续。
第七条开放基金使用范围（1）与获资助项目直接相关的研究费用，如材料费、加工费、实验费、水电费、差旅费、消耗品购置费、小型仪器添置费等。
（2）与获资助项目直接相关的学术活动费，调研费，资料、论文的打印复制费等。
（3）客座人员来室的交通、住宿及生活补贴等费用。
（4）实验室公共性开支、大型设备的维护运转费、业务管理费（不超过基金总额10%）。
空间数据挖掘与信息共享教育部重点实验室（福州大学）
开放基金管理暂行条例
第一条为规范空间数据挖掘与信息共享教育部重点实验室（以下简称重点实验室）开放基金的使用与管理，参照《教育部重点实验室访问学者专项基金管理办法》制定本办法。
第二条开放基金所需经费主要从重点实验室依托单位拨发的运行经费中列支。
第三条开放基金用以资助经重点实验室学术委员会批准的开放课题。
第四条重点实验室设立办公室负责发布基金课题指南和受理基金申请等日常管理工作。
第五条开放基金资助对象
开放基金资助对象的可以是：
（）凡具有中级职称以上（含中级职称）的国内外教学科研人员（含在职博士生）、博士后研究人员、以及在生产应用部门的科技工作者均可申请本重点实验室开放基金；
（）根据工作需要，应本实验室主任邀请来室参加项目研究的人员；
（）在职的博士研究生（需要导师推荐）；
（）自带项目和经费来重点实验室工作的科研人员。
第六条开放基金申请
重点实验室按年度受理申请者提出的开放基金申请，每年受理一次，受理时间为月日至月日，遇有特殊情况可以随时申报。
符合条件的申请者，须按申请书格式认真填写开放课题申请书（或通过计算机网络远程申请），用计算机打印后提交。
申请书格式模版可从重点实验室网站下载。
每年月以前由重点实验室学术委员会主任召集学术委员会会议，对各项开放课题申请进行评审，确定资助课题及经费额，遇特殊情况不能召开会议时，可采用通讯方式进行评审。
资助者每年月前由重点实验室发出通知，获准资助的课题负责人凭通知办理有关手续。
第七条开放基金使用范围（）与获资助项目直接相关的研究费用，如材料费、加工费、实验费、水电费、差旅费、消耗品购置费、小型仪器添置费等。
（）与获资助项目直接相关的学术活动费，调研费，资料、论文的打印复制费等。
（）客座人员来室的交通、住宿及生活补贴等费用。
（）实验室公共性开支、大型设备的维护运转费、业务管理费（不超过基金总额）。
（）研究工作人员的岗位补贴、科研津贴等。
（）项目机动费（不超过基金总额）。
第八条开放基金使用及管理办法（）课题完成期限一般为年（具体期限按获准资助课题的任务书规定为准），必须持续较长时间的重大课题，可分阶段申请。
经费支持额度原则上为万元，资助课题经费一次核定，分期下拨。
（）实行课题负责制。
课题负责人负责研究工作组织、经费使用和成果提交。
每个获准课题，经费的使用权由课题负责人掌握，限额使用。
征得课题负责人同意可由重点实验室统筹协调若干科技人员配合课题研究工作。
（）项目经费的拨到课题负责人依托单位，由课题负责人按依托单位的财务管理规定使用。
课题经费的为申请者在本实验室内的实验费和来实验室工作期间的生活补助（按福州市出差补贴标准发给）。
项目承担者在本实验室工作时限以已批准的课题所需为准。
重点实验室为承担者提供必要的工作条件，并在生活上尽力提供便利。
承担者工资、奖金由依托单位支付。
（）开放基金年度拨款在课题执行期内可跨年度使用。
课题结束后所余经费、原材料、仪器器材等一律上交实验室，重点实验室将根据结余情况给予课题组成员适当奖励。
（）如检查发现开放基金课题中断或无法进行，课题负责人未按规定提交执行情况报告等，经实验室主任会议讨论通过后，可以中断该项目开放基金的使用或取消原批准的经费，并将情况报学术委员会。
