兰州北山区削山造地扬尘浓度预测方法及应用

土地资源稀缺已经成为一些丘陵山区城市发展的重要制约因素,削山造地也成为这些城市获取土地资源最有效的途径。针对兰州市2013—2017年土地资源扩张现状,利用遥感影像数据、地面高程数据、气象观测数据和空气质量监测等数据,提出了一种将遥感变化监测技术、风蚀模型和Aermod模型三者结合的兰州北山区削山造地扬尘浓度预测方法。试验结果表明,兰州北山区削山造地区域在风蚀作用的影响下产生的扬尘污染会对兰州市区空气质量产生影响,且影响程度主要由削山造地开挖面积、风向风速及削山造地区域与城区距离3个因素决定。当削山造地规模下降、开挖区域重点向北转移后,兰州市区内空气质量所受影响呈下降趋势,但兰州新区附近区域的空气质量所受影响依旧严重。     

京津冀地区污染过程的气溶胶遥感反演

针对地面监测站覆盖范围有限且成本高的不足,该文采用遥感卫星与地面站点数据相结合的方式,利用简化的气溶胶反演算法反演京津冀地区2013年秋、冬季节两次污染过程的气溶胶光学厚度,分辨率为500m。以气溶胶自动观测网在北京站点的监测数据作为简化的气溶胶反演算法的输入参数,分析气溶胶光学厚度与气溶胶自动观测网对应地面站点的相关性;将所反演气溶胶光学厚度与京津冀地区空气质量监测站点的细颗粒物浓度24h均值进行相关性分析,发现除近海城市外,相关性均较高。结果表明,简化的气溶胶反演算法适用于区域污染过程中的气溶胶光学厚度反演,反演精度高,对空气质量具有较好的监测能力。     

北京区域2013严重灰霾污染的主被动遥感监测

灰霾造成的严重大气污染受到人们越来越多的重视。结合2013年1月北京严重灰霾污染事件,介绍了太阳-天空辐射计、激光雷达、多波段CCD相机等遥感监测手段,分析了地-空基、主-被动等遥感方法获得的灰霾气溶胶特性遥感结果,讨论了不同遥感监测手段的特点及联合使用,结果表明：主动遥感手段在严重污染、夜间等情况下具有观测优势,而被动遥感信息含量大,具有获得气溶胶复杂特性参数的能力;地面遥感点、垂直分布线监测数据与卫星遥感的面观测数据相结合,可以初步实现灰霾的主被动遥感立体监测。     

基于GIS的气温对漳州城市主要大气污染物影响分析

漳州城市建设和工业飞速发展,汽车数量剧增,人为大气污染排放显著增加,空气质量下降,对人们的生活和健康造成了影响。本文利用2014—2015年连续2年的日平均污染数据,选择主要污染物SO2、NO2、O3、PM10、PM2.5和AQI指数,分别与日平均气温做相关分析,研究发现:SO2浓度在不同季节与温度的相关不同,这是由于气温与SO2的清除机制没有直接关系,因此相关不确定;NO2浓度与气温基本呈负相关,而O3的浓度呈正相关。秋季影响当地空气质量的主要气象条件是气温,当气温高于25℃时,空气质量改善明显。     

利用遥感数据评价燃煤电厂空气质量

卫星观测数据可以评价燃煤电厂的空气质量等级。NO₂、SO₂ 和烟尘是燃煤电厂排放的主要污染物,本文利用卫星遥感观测的NO₂、SO₂和气溶胶光学厚度AOD(Aerosol Optical Depth)开展燃煤电厂空气质量评价。以中国华北地区为实验区,分析对比了3种污染物不同时间分辨率和空间分辨率的污染状况,确定了单因子的5级分级标准,根据燃煤电厂排放污染物的权重不同,提出了评价近地表空气质量状况的模型。本文综合考虑3种污染因子来反映电厂空气质量,有利于提高评价的准确性以及反应信息的全面性。结果表明,该模型能正确反映不同地区电厂的空气质量特点。     

城区重度污染水体遥感识别研究

城市污染水体整治对城市良好水环境具有重大意义。本文基于污染水体形成机理,构建污染水体遥感识别模型,实现了城市污染水体快速、高效、大范围的提取。本文以银川市为研究区,开展银川市污染水体遥感识别,并进行实地验证。验证结果表明污染水体遥感识别精度可达62.96%,共确定银川市污染水体12条,为银川市污染水体整治工作提供参考。此外,本文还分析了影响识别精度的原因,以提高后续污染水体遥感识别精度。由于遥感识别污染水体尚属首次,因此识别精度一般。在今后研究工作中,将会加入其他指标继续研究,以提高精度。     

Landsat系列卫星光学遥感器辐射定标方法综述

Landsat系列卫星自1972发射以来,已经连续提供了40多年的中等分辨率多光谱遥感数据,广泛应用于农业、水资源管理、灾害响应等领域。目前,很多研究人员开始考虑利用这些数据开展中分辨率尺度的长时间序列地表定量信息监测,更加精细地反映局地甚至全球气候变化。开展这些研究的前提在于对数据进行辐射定标,并通过不同卫星的交叉辐射传递保证数据辐射精度的一致性。从Landsat 1到Landsat 8,随着遥感器性能和数据获取能力的提升,辐射定标方法不断更新,涉及发射前实验室定标、内定标灯方法、全孔径太阳定标器方法、交叉定标方法、场地定标方法等。本文在对Landsat系列卫星的遥感器性能进行分类、归纳、对比的基础上,系统梳理了Landsat系列卫星遥感器辐射定标方法发展过程以及不同定标方法的优缺点,特别是对定标精度的影响。Landsat系列卫星辐射定标的发展过程为遥感数据高精度定量化应用提供了非常重要的基础,未来辐射定标方法不但要随着新型遥感器研制而更新,更要注重多源遥感数据的交叉验证以及全过程辐射定标方法的完善与应用,保障遥感数据辐射定标精度的一致性。     

热红外遥感器温度灵敏度提升手段简析

热红外遥感器主要使用遥感手段感应地物热红外辐射信息,可用于识别地物和反演地表温度参数。由于热红外遥感器在夜间的工作工作能力优于可见光,且环境适应性好,已广泛应用于资源调查、生态环境监测、灾害评估以及军事目标探测识别等领域。随着工程应用及科学研究的不断深入,提升热红外遥感器的探测灵敏度需求日益迫切。热红外遥感器的温度灵敏度与遥感器自身收集目标能量的能力和遥感器系统噪声特性相关。其中,遥感器系统噪声由光子噪声（景物辐射和遥感器本体背景辐射共同到达焦平面处的光子的波动）、探测器组件噪声、电路噪声共同组成。在成像谱段、积分时间、探测器及视频电路参数固定的条件下,光学系统降温能够减小其自身背景辐射,降低光子噪声,提升系统的温度灵敏度。本文通过仿真分析量化了光学系统辐射与光路设计、光学系统工作温度以及探测器冷屏设置的关系,并以某热红外遥感器为例验证了光学系统温度对热红外遥感器温度灵敏度的影响。文中的仿真分析方法和验证情况对于热红外遥感器的设计研制有参考意义。     

奥运大气环境遥感

介绍了中国科学院在遥感应用研究所楼顶建立的空气质量超级监测站, 并主要介绍了2007 年和2008 年遥感监测的结果。监测结果表明, 2007 年好运测试期间北京机动车实行单双号限制, 使北京市气溶胶光学厚度和NO₂ 的柱浓度下降30%左右；2008 年从6 月份开始, 由于北京市的控制措施使NO₂ 柱浓度有了比较大的下降。卫星遥感监测表明, 通过有效的环境控制可以降低北京市及其周边的污染浓度。     

SPOT地面场定标与星上定标结果的比较分析

本文研究是在遥感辐射定标场选择的基础。利用６Ｓ大气辐射传输模型进行ＳＰＯＴ遥感数据的定标和地物的光谱反射率反演,即在遥感器飞越辐射定标场上空,在定标场选择若干像元区,测量遥感器对应的各波段地物的光谱反射率和大气光谱参量,并利用大气辐射传输模型给出遥感器人瞳处各光谱带的辐射亮度,最后确定它与遥感器对应输出的数字量化的数量关系,求解定标系数。然后,对相应的研究训练区的遥感数据进行大气辐射校正,进而反演训练区内的地物光谱反射率。最后,通过将反演值与实地测量的地物光谱反射率进行对比分析,来估算定标不确定度,并比较说明两种不同方式定标差异及优势和限制。     

应用光照模型的交通车辆识别定位的高分辨率遥感方法

针对识别和定位路面上每辆汽车这一交通遥感图像处理的核心环节,提出一种解决方法。应用光照模型推导出路面、车辆(深浅两类)、汽车阴影在全色遥感影像中的亮度差异与亮度变化特征。以亮度差异为基础建立了能够将车辆区域从路面遥感图像中分割出来的图层分离算法。针对密集行驶的汽车因阴影相互覆盖而容易被误识别为一辆大型车的问题以及浅色车因深色车窗造成的识别结果割裂问题,利用亮度变化特征以及阴影、车窗与汽车的位置关系设计了车辆区域内的阴影和车窗干扰消除算法,通过闭运算实现了遥感图像中的汽车识别与定位。选用10幅交通遥感图像进行了测试,对浅色车的识别率大于92%,对深色车的识别率大于87%。     

污染误差模型下森林遥感影像测量数据偏差影响分析

针对森林遥感影像测量数据偏差产生的影响难以预估问题,构建污染误差模型对森林遥感影像测量数据偏差的影响因素进行分析。首先选择森林研究样本,利用遥感设备及其工作原理收集遥感影像测量数据,分析样本环境污染、光污染、信号污染3种影响因素,并将其设置为污染误差模型的输入项;其次将不同影响因素下输出的测量数据与真实数据进行计算,得出测量数据偏差的分析结果。实验结果表明,3种不同影响因素作用下产生的数据平均偏差分别为2.15、19.40和71.55 ha。通过纵向对比确定数据偏差的影响排序为:信号污染>光污染>测量对象环境污染,通过横向对比确定设置的3种污染影响因素均为负影响因素。     

利用IGS对流层产品预报空气质量指数研究

空气质量指数用来反映雾霾对大气的污染状况,如何对空气质量进行预报成为研究的重点和难点。空气质量指数与近地面气象参数相关,本文简要介绍了常用的空气质量预报方法及卫星数据观测预报的优势。利用北京房山IGS站气象数据文件,建立了空气质量指数预报的多元线性回归最小二乘模型和卡尔曼滤波模型。结果表明卡尔曼滤波模型得到的预报值与实际值的相关系数和RMS分别为0.995和7.532,均显著优于多元回归模型。为了验证模型的适用性和效果,选用了雾霾较少的2014年夏季气象数据和空气质量指数数据,试验发现:采用卡尔曼滤波模型得到的相关系数和RMS分别为0.985和7.378,预报值与实际值符合得很好,且预报精度较高。本文验证了利用卫星导航地面气象参数进行空气质量预报的可行性,为下一步利用卫星导航系统对流层产品对空气质量进行监测和预报奠定了一定的研究基础。     

沈阳市空气质量影响因素评估

首先,分析了环境保护部环境监测中心发布的2014年沈阳市空气质量数据;然后,选取了12个指标,利用层次分析法评估影响沈阳市空气质量的主要因素。选用的B层指标是:人类活动排放气体影响因素、自然影响因素、经济影响因素。人类活动排放气体影响因素下选取的C层指标是:工厂排放、冬季取暖排放、汽车排放;自然影响因素下选取的C层指标是:风速、降水量、气温、大气压、空气湿度;经济影响因素下选取的C层指标是:人均GDP、钢材产量、水泥产量、能源消耗量。研究结果:沈阳市2014年冬季的AQI月平均值都在110以上,夏季的月平均值都在100以下,冬季沈阳市空气质量基本上都在轻度污染以上。从总权重的大小可以看出,工厂排放、冬季取暖排放、风速、汽车排放、人均GDP是影响沈阳市空气质量的主要因素,总权重分别排名第一、第二、第三、第四和第五。     

基于星敏感器的遥感卫星姿态确定仿真系统实现

为了在地面实验中研究基于星敏感器的遥感卫星姿态自主确定相关技术,本文在基于星敏感器的遥感卫星姿态确定半物理仿真系统工作原理的基础上,对整个系统的总体及各模块进行了详细的设计,最后建立了该半物理仿真系统,为多种目的服务。整个系统的建立能够为基于星敏感器的遥感卫星姿态确定技术新方法、新思路和新方案的研究提供参考。     

北京市污染气溶胶散射特征实验及其数值模拟

用地基遥感方法对北京市主要大气污染类型的气溶胶散射进行多角度观测实验，对比分析不同污染类型，及在不同观测角度下污染气溶胶的散射特征；并建立对各类型污染气溶胶散射率进行了数值模拟的数学模型。在此基础上求出观测时污染气溶胶的混浊度。为污染气溶胶的卫星遥感打下基础。     

北京市污染气溶胶散射特征实验及其数值模拟

用地基遥感方法对北京市主要大气污染类型的气溶胶散射进行多角度观测实验，对比分析不同污染类型，及在不同观测角度下污染气溶胶的散射特征；并建立对各类型污染气溶胶散射率进行了数值模拟的数学模型。在此基础上求出观测时污染气溶胶的混浊度。为污染气溶胶的卫星遥感打下基础。     

基于遥感技术的大气细颗粒物PM2.5监测研究进展

PM 2.5已经日渐成为大气中首要的污染物。同时越来越多的研究表明,PM 2.5污染对人们的正常生活会造成严重的影响,有效监测其空间分布对污染防治和健康影响等具有重要意义。利用遥感技术开展PM 2.5监测已经成为重要且有效的手段,遥感影像的空间分辨率不断提高、PM 2.5遥感反演模型的推陈出新,进一步助推和加深了遥感技术在PM 2.5监测领域中的应用。本文通过归纳总结用于PM 2.5反演的主要遥感数据源,并结合PM 2.5遥感反演模型的基本原理,从不同数据源角度综述了PM 2.5遥感监测技术的研究进展,最后展望了现有监测技术存在的问题以及发展趋势,为开展PM 2.5遥感监测和深化应用提供理论支撑。     

航空无源微波遥感器的研制

为了进一步提高遥感技术的效益,国内外遥感界一直致力于研究提高遥感器的几何分辨率.图像取得率和获得感兴趣对象的特征信息,以及加强图像处理和地物波谱特征的理论与实验工作. 遥感器可分为两大体系:光学体系,即用照相机和胶片记录下图像的遥感器;和电子     

双星敏感器在轨相对热变形分析及修正

为了获取高质量的对地观测遥感图像,除了有效载荷成像的高分辨率外,还需要卫星平台姿态具有高精度。在双星敏联合姿态确定时,星敏感器之间的相对热变形会对姿态确定带来不利影响,需对热变形误差进行辨识与修正。通过对某遥感卫星在轨遥测数据进行分析,建立了星敏感器在轨结构热变形模型,并对星敏感器热变形进行了在轨修正。采用辨识得到的傅里叶级数的热变形模型参数,对星敏热变形进行在轨修正后,提高了星敏感器的测量精度,减小了星敏感器之间的热变形误差对姿态确定精度的影响,对得到高质量的对地观测遥感图像具有很大的工程应用价值。