月壤厚度的研究方法与进展

月壤厚度的研究对未来月球探测、登月与月球资源开发均具有十分重要的意义。它是恢复月球起源和演化历史的重要参数,也是估算月球3He资源量的必要前提。本文将月壤厚度的研究方法归纳为直接和间接两类,直接方法主要是利用月震数据对月壤厚度进行推算,间接方法包括基于撞击坑形态、分布以及地基雷达遥感数据估算月壤厚度两种。随着定量微波遥感的发展,结合我国嫦娥探月工程的实施,利用高分辨率被动微波遥感亮温反演月壤厚度为月壤厚度的研究指出一个新的方向。     

月球表面温度物理模型研究现状

-总结了前人对月球表面温度的研究方法，对他们的研究进行了归类，分析了它们各自的优劣。直接测量和基于绕月飞行器的遥感测量均需投入昂贵的发射和维护费用，基于探测数据或月球样品分析数据的研究局限于某些时间段和地点，地基遥感探测的空间分辨率太低，这些方法自身的局限限制它们不可能用于全月的温度变化研究，只有通过建立比较完善的月球表面温度物理模型才可能达到这一目的。重点对月球表面温度物理模型进行讨论，分析了已有的模型，总结了影响月球表面温度的影响因素，包括月球表面太阳辐射、月球内部热流、月球表面物质的热吸收率、发射率、热导率、热容以及密度等，对这些因素的研究现状进行了概括，并提出了进一步研究这些参数的一些想法。     

月球探测中月面热环境影响的研究现状

在月球探测中,多光谱、热红外、被动微波辐射等探测技术被广泛应用于月表物质组分和物理特性的探测,也积累了大量探测数据。月球太阳辐照、月球表面温度、地球反照和内部热流等月面热环境的变化,改变了月表物质反射率、热发射率以及其他电磁学等基本性质,制约了探测数据的准确解译;同时,大幅度的太阳辐射强度和月面温度变化也直接威胁月面探测中巡视探测器和宇航员的安全。但是,目前月球表面热环境对探测活动的影响认识还比较欠缺,月面热环境的时空变化规律认识还不够充分,在实验研究不足的情况下对各种探测方式的影响缺乏系统的理解。结合月球探测的发展,进一步立足实验手段和探测结果,通过开展不同地形条件下月面太阳辐射和物理温度的时间变化和空间分布规律研究、探测数据与月面热环境参数时空匹配问题研究、建设具备类似物质组成和月面热环境特征的实验场地以及开展系统的热环境影响模拟实验研究,全面认识月面热环境参数的时空变化规律,探讨月面热环境对不同探测方式的影响将是月面热环境研究的重要内容。     

不同粒径的月球橄榄石二向性反射特征研究

研究月表矿物组成和分布,对于探测月表地质构造以及月球的起源和演化具有重要的意义。因此,物质成分探测一直是月球研究的重点课题之一。尽管人类已经能够从月球采集样品进行实验室分析,但遥感技术仍然是研究月球的主要手段。文中主要目的是模拟不同粒径下橄榄石的二向性反射特征。为此,首先提出模拟不同粒径下反射特征的方法,然后利用Hapke模型和Mie散射理论对不同粒径下富铁和富镁橄榄石的二向性反射特征进行了模拟。模拟结果显示,富镁橄榄石的二向性反射率较富铁橄榄石的反射率高。最后,分析了反射率差值和等效粒径的相关性。该结论为选择探月传感器的波段组合、识别橄榄石镁铁含量提供了理论依据,也为应用遥感数据的橄榄石的判别奠定了基础。     

多光谱影像波段比值法消除地形阴影的定量分析

在地形起伏较大的地区获取遥感影像时,由于地形效应的存在,阴影的产生几乎是不可避免的。为此,对多光谱图像进行波段比值处理,减弱或者消除地形阴影的影响,提高遥感影像的识别与分类精度,并对处理后的图像进行质量评价,为选择最佳处理方法提供参考。结合数字高程模型(DEM)对山区遥感图像进行分区,对分区结果进行各种波段比值运算,消除地形阴影;以信息熵作为质量评价指标,对比值处理消除地形阴影后的结果进行定量分析,研究处理结果与所选比值处理方法之间的联系。结果表明,波段比值处理可以减弱或者消除地形阴影的影响,与单波段比值处理和线性波段比值处理相比,非线性波段比值处理后图像的信息熵增强最大。     

月球岩浆洋演化的实验岩石学研究进展SCIEI北大核心CSCD

由于缺少直接来自月球深部的岩石样品,实验和计算模拟是认识早期月球演化过程的有效方法和手段。20世纪70年代以来,陆续开展了大量的实验岩石学和实验地球化学工作对月球岩浆洋(lunar magma ocean,LMO)演化模型进行验证和修正。但是,学界对LMO模型中的两个关键性参数,即初始物质组成和熔融深度,仍然存在不同的认识。根据月震和重力探测数据推测的平均月壳厚度的差异、月球样品含水量的研究以及新的遥感数据解译发现月表广泛分布富镁铝尖晶石(Cr#<5)等等,直接影响我们对月球初始物质组成和LMO深度以及月球深部高压矿物相的评估。本文通过整理高温高压实验岩石学和实验地球化学在研究LMO演化方面的一系列研究成果,主要聚焦以下几个科学问题:(1)月球初始物质组成中的难熔元素和挥发分含量,以及LMO深度对月壳厚度、结晶矿物的种类及含量有着决定性的影响;(2)高压矿物相石榴子石在月球深部稳定存在的可能性及其对残余岩浆中微量元素的分配行为的制约;(3)特殊类型的月球样品(包括火山玻璃、镁质岩套等)的成因机制对月球深部物质组成具有指示意义;(4)月核的不同物质组成对LMO模型的初始成分含量,特别是微量元素的限定作用。我们以最新的观测数据和月球样品的分析结果为依据,对已有的LMO演化模型进行重新评估,提出月球深部含有石榴子石的LMO演化模型的可能性,并对该方向亟需开展的工作进行探讨。     

我国“九五”遥感技术与应用研究发展战略与对策

概要介绍了卫星遥感，微波遥感，三Ｓ一体化等国际遥感技术发展热点，遥感参与全球变化研究，区域发展，减灾防灾的应用研究进展，以及遥感走向实用化，商业化，国际化的发展趋势，详细分析了“六五”、“七五”、“八五”我国遥感技术与应用研究现状，三个五年攻关的效果显著，我国的遥感技术与应用研究发展迅速，在整体水平方面处于发展中国家领先地位，但与美国，欧共体等发达国家尚有较大差距，阐述了中国遥感技术与应用研究发展     

积雪被动微波遥感研究进展

积雪是冰冻圈中最活跃的要素之一,被动微波遥感具有高时间分辨率且能够迅速覆盖全球,在积雪时空变化监测中作用突出.总结分析了积雪被动微波遥感的主要模型,并对其方法、特点和适用性进行了较详细评述,重点介绍了NASA算法在雪深和雪水当量反演中的应用、反演结果的不确定性以及对它的改进.讨论新兴的积雪数据同化方法,介绍了同化被动微波观测以改进雪深和雪水当量反演精度的研究案例.评述了我国积雪被动微波遥感的进展,并且对未来可能的研究方向做出展望.     

An object-based image analysis for building seismic vulnerability assessment using high-resolution remote sensing imagery

Building seismic vulnerability assessment plays an important role in formulating pre-disaster mitigation strategies for developing countries. The occurrence of high-resolution satellite sensors has greatly motivated it by providing a promising approach to obtain building information. However, this also brings a big challenge to the accurate building extraction and its coherent integration with the assessment model. The main objective of this paper is to investigate how to extract building attributes from high-resolution remote sensing imagery using the object-based image analysis (OBIA) method, so as to accurately and conveniently assess building seismic vulnerability by the combination of in situ field data. A general framework for the assessment of building seismic vulnerability is presented, including (1) the extraction of building information using OBIA, (2) building height estimation, and (3) the support vector machine (SVM)-based building seismic vulnerability assessment. Particularly, an integrated solution is proposed that merges the strengths of multiple spatial contextual relationships and some typical image object measures, under the unified framework to improve building information extraction at different scale levels as well as for different interest objects. With the aid of 35 building samples from two powerful earthquakes in China, the cloud-free WorldView-2 images and some building structure parameters from field survey were used to quantity the grades of building seismic vulnerability in Wuhan Optics Valley, China. The results show that all 48 buildings among the study area have been well detected with an overall accuracy of 80.67 % and the mean error of heights estimated from building shadow is less than 2 m. This indicates that the integrated analysis strategy based on OBIA is suitable for extracting the building information from high-resolution remote sensing imagery. Additionally, the assessment results using SVM show that the building seismic vulnerability is statistically significantly related to structure types and building heights. Both the proposed OBIA method and its integration strategy with SVM are easily implemented and provide readily interpretable assessment results for building seismic vulnerability. This reveals that the proposed method has a great potential to assist urban planners for making local disaster mitigation planning through the prioritization of intervention measures, such as the reinforcement of walls and the dismantlement of endangered houses.     

水灾遥感实时监测与快速评估的实践与思考

总结了参加１９９１￣１９９５年间３次水灾遥感监测与评估科学实验所取得的结果，并结合国情分析，提出进一步发挥航天遥感作用，航天与航空相结合，建立一个花费较少，切实可行，能满足水灾实时监测与快速评估需要的设想。     

基于样本数据的红土型铝土矿定量遥感建模与反演研究

定量遥感找矿是遥感大数据在找矿应用中的一项前沿技术。本文采用多元回归分析方法,通过对多组不同数量地表铝土矿样本进行遥感建模与反演实验,探索样本量对定量遥感建模的影响。实验中,首先以地表采样获得的Al2O3、SiO2含量分析结果作为样本数据,再根据样本位置从Landsat 8遥感数据中分别读取1~7个波段反射率数据,然后利用SPSS软件,将Al2O3、SiO2含量与相应的1~7波段反射率进行多元回归分析,并分别建立Al2O3、SiO2含量遥感定量反演模型。为了得到最佳反演模型,随机选出6批不同数量的样本进行建模实验,每批样本大约2/3用于建模,其余1/3用于模型检验。实验结果表明:随着样本量增加,模型的判定系数(R2)均呈先快速升高后缓慢下降的趋势,反演结果的均方根误差则与之相反。当样本量为50左右时,判定系数取得极大值,均方根误差取得极小值,总体具有偏态分布特征。最后,利用遥感影像对样本量为50时建立的模型进行反演验证,研究区地表Al2O3、SiO2含量的反演结果与实际情况吻合得很好,从而证实了该建模方法具有可靠性,可以进一步推广使用。     

遥感异常与地球化学指标间的映射关系模型探索

采用改进的遥感异常提取方法,以甘肃金川地区的LandSat 8遥感影像数据为基础,结合主成份分析方法及低通滤波后期处理,得到空间规律性较强的烃基及铁染异常;进而对测区的土壤地球化学取样分析数据,利用统计学方法寻找不同元素异常(或地球化学指标)的内在关联,并建立土壤地球化学指标比值与遥感异常之间的关系模型。继续构建出基于LandSat 8遥感影像的净反射率值与地球化学因子之间的统计模型,并以此预测模型对测区进行了遥感地球化学异常的圈定。预测结果表明:建立的遥感地球化学统计模型高异常区与已知矿区范围基本吻合,通过提取的遥感地球化学异常不仅能表达化探常规异常的信息,还可以把其空间分布规律明晰出来,让某些局部弱异常得到增强。遥感地球化学异常得到了野外验证,说明利用地质资料建立的基于LandSat 8遥感地球化学预测模型比单一的遥感或化探异常有更好的预测效果。     

SMART-1 after lunar capture: First results and perspectives

SMART-1 is a technology demonstration mission for deep space solar electrical propulsion and technologies for the future. SMART-1 is Europe’s first lunar mission and will contribute to developing an international program of lunar exploration. The spacecraft was launched on 27th September 2003, as an auxiliary passenger to GTO on Ariane 5, to reach the Moon after a 15-month cruise, with lunar capture on 15th November 2004, just a week before the International Lunar Conference in Udaipur. SMART-1 carries seven experiments, including three remote sensing instruments used during the mission’s nominal six months and one year extension in lunar science orbit. These instruments will contribute to key planetary scientific questions, related to theories of lunar origin and evolution, the global and local crustal composition, the search for cold traps at the lunar poles and the mapping of potential lunar resources     

湖泊水质遥感研究进展

详述了湖泊遥感水质最新发展动态,如遥感水质模型的数学方法、与水质指标最敏感的波段以及TM、SPOT、MODIS、MERIS、AVHRR、CASI等传感器的适用情况,并分析了可能导致湖泊水质遥感模型误差的原因和解决办法。湖泊各项水质组分与光谱之间相互影响可认为是一种非常复杂的非线性关系,最适合用神经网络这样的黑箱模型来模拟。应当研究和选取敏感波段,用高光谱逐段分析与各种水质指标相关最密切的波段。湖泊水质遥感最终走向实用化必将其与水生态问题结合起来,作为一种监测手段,在水中藻类的时空分布、流域营养物质输送模型和湖泊水域水质模型等问题中得到广泛应用。我国学者使用超光谱数据源获得更为精确的监测成果还比较少,由于我国卫星可以用来进行水质遥感的波段比较宽,应当在新一代的资源环境卫星上加入更适合水质遥感的波段。     

基于多尺度数字地形定量分析的月球线性构造自动提取研究

月球表面构造对于理解和重建月球地质构造演化具有重要意义,月岭、月溪等线性构造的形态及分布特征与月球内动力构造运动密切相关。极为有限的样品和难度极高的野外勘察使得遥感成为行星科学研究的最主要手段。中国、美国、日本、印度等国先后发射的多颗新型探月卫星获取了大量高质量数据,尤其是高分辨率的数字地形数据(DTM,Digital Terrain Model)。高分辨率的DTM为月球表面构造特征的自动提取带来了新的机遇与挑战。文中利用多种分辨率的DTM数据,基于多尺度数字地形定量分析方法,识别和提取月球表面的线性构造。使用的地形数据包括500 m分辨率“嫦娥一号”激光高度计数据,100 m分辨率LRO-WAC广角相机数据,60 m分辨率的LRO-LOLA激光测距仪数据以及分辨率高达5 m的LRO-NAC窄视角相机数据。文中使用地形曲率来识别月溪月岭等线性构造,并利用不同滑动窗口大小和阈值进行线性构造的自动提取。对研究区试验结果的定量分析表明,文中提出的基于地形曲率的月表线性构造自动提取方法是有效且可行的,其结果可为月球表面线性构造解译提供重要参考,提高构造解译时效性和精度。     

基于高精度遥感亮温的典型流域河道径流模拟分析

随着对地卫星遥感技术的发展,微波遥感监测为径流模拟提供了新途径。目前,基于被动微波遥感亮度温度的河道径流模拟方法亟待深入探索。本文基于M/C信号法,利用新一代高精度被动微波亮温数据集在中国典型流域进行河道径流模拟,探讨该方法的适用性,分析断面河宽、平均流量、控制面积、植被覆盖度、高程、土地覆盖/利用类型、气候类型等地形地貌和水文气象因素对模拟效果的影响。结果表明:在中国七大流域61个典型站点中,决定系数R2 ≥ 0.5的站点占比超过59.0%,41.0%的站点纳什效率系数E_NS ≥ 0.5;位于西南诸河流域的站点模拟效果最佳,尤其在青藏高原地区;高程、平均流量、气候类型以及断面河宽是影响模拟效果的主要因素;站点位于高原山地气候下的小型河流一般模拟效果更佳,本文方法相对更适用。研究成果可为河道径流模拟提供研究思路,为微波遥感的水文应用提供切实指导。     

Inversion of the Main Mineral Compositions and Subdivision of Tectonic Units on Lunar LQ-4 based on Chang’e Data

Spectra are sensitive in detecting main minerals on the lunar surface from visible light to infrared light. Since spectral characteristics of minerals are closely related to their compositions and the maturity level of soil on the Moon, studying the compositions and distribution of elements and minerals on the lunar surface can help to understand the evolution of the Moon through remote sensing technology. The correlation between the spectral characteristics of Chang’e-1 interference imaging spectrometry (IIM) reflectance images and the mineral contents of LSCC (Lunar Soil Characterization Consortium) lunar surface mineral samples was discussed and the spatial distributions of FeO and Al2O3 contained in both pyroxene and plagioclase on LQ-4 were studied using the improved angle parameter method, MNF, and band ratio statistics. A comparison of the mapping results of the optical models by Lucey, Shkuractov and other researchers on Clementine and the gamma ray spectrometry data shows that the content error is within 0.6% for lunar mare areas and close to 1% for the highland areas. The tectonic framework on the lunar surface was also investigated. And based on integrated analysis of previous findings on topography of the lunar surface, Chang’e LAM, CCD and LOLA images and the gravity anomalies data (Clementine GLGM-2), the tectonic unit subdivision was established for LQ-4, the idea of subdividing the lunar tectonic units was proposed, and this will provide a good foundation for studying the lunar tectonic evolution.     

西部煤炭资源调查评价中遥感技术的应用

通过西部煤炭资源勘查对遥感技术的需求以及煤田地质体的可解译性、遥感技术的实际应用效果分析,论述了西部煤炭资源调查评价中遥感技术的重要作用,提出了今后遥感技术的应用建议.     

美国阿波罗月球样品的处理与保存

中国嫦娥工程三期将进行月球样品的采集与返回,这是继美国Apollo和前苏联Luna之后,国际上最新的月球样品返回计划。月球样品的存储与管理方法将成为中国探月工程中亟待解决的重要问题之一。特别是如何最大程度地保持月球样品的科学研究价值,避免或减少可能的样品污染等问题,不仅为工程部门所关心,也是月球科学家所极为关注的问题。文中主要回顾和总结了美国Apollo月球样品的处理与保存方法,包括月球样品实验室简况、月球样品初步处理方法、月球样品初步测试分析及相关实验简介和月球样品的保存方法等内容,以期为中国月球样品的返回和地面存储提供有益的借鉴。     

Reflectance spectrophotometry extended to u.v. for terrestrial,lunar and meteoritic samples

Extension of remote sensing of planetary bodies to the ultraviolet is now feasiable up to 2000 Å from earth-orbiting telescopes and spacecraft. The benefits of this extension is analysed on the basis of laboratory spectra taken on a large variety of terrestrial, lunar and meteoritic samples. Knowledge of the albedo for two wavelengths at 2300 and 6500 Å permits classification of a surface into one of the following types: lunar, carbonaceous chondrites, ordinary chondrites, achondrites or acidic rocks, basaltic rocks, irons. For lunar-type surfaces, a simple albedo measurement at 6500 Å can be converted into quantitative abundance determinations of silicate, aluminium oxide and iron; a large amount of telescopic lunar photometry data is available for mapping these abundances. Extension of the photometry to 2300 Å permits quantitative measurement of TiO₂ abundances. For asteroids and non-icy satellites, rock-type classification and constraints in chemical abundances of Si, Al, Fe and Ti can be derived from photometry at 2300 and 6500 Å. The IUE telescope already orbiting the earth, the Space Telescope to come, the lunar polar orbiter and other spacecraft under prospect are potentially available to provide the photometric observations at 6500 and 2300 Å required.