FY-3 A/MERS I积雪制图中NDS I指标建立及积雪判识模型研究 ——以祁连山区为例

我国新型自主的极轨气象卫星风云3号A星（简称FY-3A）上搭载的中分辨率光谱成像仪（MERSI）为大面积雪监测提供了新的遥感数据源。以中国西北祁连山区为例,分析FY-3A/MERSI传感器积雪与其它地物的图谱特征差异,建立了适用于FY-3A/MERSI的归一化差分积雪指数（NDSI）,以此为基础,构建了综合利用多光谱判别指标及土地覆盖类型（LULC）定类辅助的积雪判识模型,生成250 m分辨率的日积雪制图产品。模型通过逐步逼近的树状判别结构,去除了易和积雪混淆的部分乔木林、云、云阴影、水体、湖冰、沙（盐）地等地物,并提出应考虑积雪下覆地表特性的影响,调整设定不同LULC类型的积雪判别阈值约束,实时结合区域LULC影像进行积雪的最终判定与优化。对祁连山区2010-2011年积雪季FY-3A/MERSI影像的积雪制图应用结果表明,该资料能够客观精细地反映积雪的空间分布与动态发展过程。同时利用气象台站积雪观测记录及Terra/MODIS积雪判识结果进行对比验证,结果表明基于FY-3A/MERSI建立的积雪判识模型具有较高的精度和稳定性,特别是提高了云雪区分的效能。     

基于FY-3 MWRI数据的北极海冰密集度反演研究

以ASI算法（ARTIST sea ice algorithm）为基础， 得到基于风云3C气象卫星（FY-3C）微波辐射计（MWRI）数据的纯水与纯冰系点值， 利用插值方法确定基于FY-3 MWRI数据的ASI海冰密集度计算公式， 采用大津法（Otsu算法）得到基于MWRI数据的天气滤波器阈值。以2016年1月数据为例， 对北极海冰密集度进行反演， 并与美国国家冰雪数据中心（NSIDC）以及德国不莱梅大学提供的海冰密集度产品进行对比验证。结果表明： 基于MWRI数据得到的1月平均海冰面积以及平均密集度均介于二者之间， 其中平均密集度与不莱梅产品更接近， 仅相差1.310%。与风云卫星空间分辨率为250 m的中分辨率光谱成像仪（MERSI）数据得到的结果进行对比， 发现二者的海冰外缘线基本一致， MERSI数据得到的海冰密集度以及海冰面积比MWRI数据得到的结果分别高出5.029%、 9.318%。因此， 应用该方法可有效推进MWRI数据反演北极海冰密集度， 进而监测北极海冰分布和变化。     

机载高光谱遥感在内陆水体或海湾水质监测中的研究与应用现状

与传统卫星遥感相比，机载高光谱遥感具有高时空分辨率、机动灵活等优势，可解决传统水质监测方法中存在的短板问题。机载高光谱遥感反演方法可以更全面地反映水质的时空分布变化，能够更好地捕捉地物光谱特征以提取更多的水质参数，适用于内陆水体或海湾的水质监测和水体污染的应急遥感监测。文章简述了机载高光谱遥感的特点，阐述了机载高光谱遥感水质监测的原理、监测对象和方法，综合介绍了有人机载和无人机载高光谱遥感在内陆水体或海湾水质监测中的研究与应用现状，剖析了机载高光谱遥感在水质监测中的问题，并对未来的发展趋势进行了展望。     

基于长时间序列遥感数据的鄱阳湖水面面积监测分析

国产高分辨率卫星的快速发展可有效弥补遥感湖泊监测中影像分辨率不足的问题,更加及时、准确地实现湖泊动态监测。利用1996～2012年155景Landsat影像和2013～2016年34景GF影像为数据源,结合湖口站水位监测数据,分别选用改进的归一化差异水体指数MNDWI和归一化差异水体指数NDWI方法提取卫星遥感影像的水体信息,同时采用统计分析的方法建立了4个时间段的鄱阳湖水体面积-水位关系模型。结果表明:在空间上,鄱阳湖水体面积整体呈现缓慢缩小的趋势;在时间上,除秋季鄱阳湖面积有明显下降趋势外,其他季节整体趋势变化不大;经验证,鄱阳湖四季水体面积-水位呈现二次函数关系。     

河川径流遥感监测研究进展

河川径流参数是用于地表水资源评估、全球变化监测和生态环境保护的基础数据.现有的河川径流监测数据基于水文监测站点获取.近年来,受经济和政治原因的影响,全球水文监测站点在逐渐减少.随着全球变化研究对区域乃至全球水文监测数据需求的增加,监测站点有限及监测数据格式多样等问题逐渐凸显.过去15年,卫星遥感技术在河川径流监测领域的研究和应用实践,使上述问题的解决成为了可能.总结了河川径流遥感监测方法和技术研究进展,包括地基高低频雷达、航空航天雷达和多光谱卫星遥感监测3个方面;介绍了全球大型河川径流与湖泊水体动态监测重大应用成果及未来研究计划.指出在未来具有全天时、全天候,高时空分辨率,以及多水文要素探测能力遥感卫星发射之前,应充分利用遥感野外观测实验,完善河川径流监测技术方法,并综合应用已有高时空分辨率的多光谱和微波遥感数据,开展径流监测应用研究.     

基于多源空间数据的淮河流域洪涝灾害监测评估

提出了综合利用被动微波卫星、中等空间分辨率光学卫星、高空间分辨率光学卫星和雷达卫星等遥感数据,地理数据,以及水文和气象等多源空间数据的洪涝灾害监测评估方法。并以2007年淮河流域洪涝灾害监测为例,快速获取了全流域洪涝灾害的时空变化特征信息,以及淮河干流区域的最大淹没面积及淹没历时数据,实现了重点区域灾情的精细监测和量化评估。结果表明,该方法充分利用多源空间数据,保证下垫面洪涝灾情信息的及时获取,克服了传统调查统计方法的不足,在2007年淮河流域防洪减灾服务中发挥了重要作用。     

基于FY-3 A/VIRR数据的藏西北干旱遥感监测研究

藏西北地区生态环境脆弱,由于地形复杂、气候独特,该区的观测资料非常缺乏。利用遥感技术开展藏西北地区的干旱监测,能获取在空间上连续变化的地表干旱情况,对于指导该区农牧业生产具有重要的意义。基于FY-3A/VIRR的一级数据和标准旬产品（地表温度、植被指数）,采用温度植被干旱指数（TVDI）进行藏西北地区的干旱监测研究,并将监测结果分别与基于EOS/MODIS数据监测的结果、同期的野外实测土壤水分数据以及气象站点的降水量数据进行了对比分析。结果表明：利用FY-3A/VIRR数据的TVDI遥感监测结果与实测土壤水分、气象站累计降水量数据均呈显著的负相关关系,通过了0.01水平的显著性检验;利用FY-3A/VIRR数据与EOS/MODIS数据估算的TVDI干旱等级空间分布特征基本一致,FY-3A/VIRR数据可以代替EOS/MODIS数据在藏西北地区开展干旱遥感监测,可为指导藏西北地区农牧业生产提供数据支持。     

河流水体悬浮泥沙遥感研究进展与展望

河流悬浮泥沙动态监测对河道变迁、水利工程安全运行、生态和环境保护等都具有重要的应用价值,利用遥感技术可对大区域河流水体悬浮泥沙进行实时监测。与海洋和湖泊等大面积水体相比,当前对河流悬浮泥沙遥感关注较少,且已有研究主要关注入海河流河口区域。为充分发挥不同时间、空间和光谱分辨率多源卫星遥感资料优势,实现更广泛区域、不同级别河流的悬浮泥沙输运遥感监测,对国内外已发表的关于河流悬浮泥沙卫星遥感的数据源和模型进行了系统归纳,总结出河流悬浮泥沙卫星遥感研究中面临河流遥感反射率高精度提取、悬浮泥沙浓度高精度遥感和基于二维表层悬浮泥沙浓度遥感的三维通量遥感等挑战和难点;在此基础上,从去除邻近效应大气校正、考虑悬浮泥沙粒径分布的浓度遥感和悬浮泥沙输运通量三维遥感3个方面对河流悬浮泥沙遥感监测的未来发展进行了展望。     

水体动态变化信息遥感监测方法研究:以秦皇岛桃林口水库为例

对水体变化信息的监测,是合理开发、利用和保护水资源的重要依据。笔者设计了一种以因子分析为理论手段,通过分析多时相遥感数据中波段序列,得出水体动态变化信息的遥感监测方法。以秦皇岛桃林口水库水位下降为例,在参考"地物波谱特性时相变化曲线"的基础上,统计了研究区内各地物类型的光谱特征变化,采用因子分析的多元统计分析方法进行定量分析,并利用方差分析方法对各因子提取水体变化信息的动态识别能力进行显著性检验,确定出能够准确表达水体变化信息的因子,根据水体变化因子构建水体变化识别指数,从而得出研究区内的水体动态变化信息。实验结果表明,在信度α=0.05下,水体变化信息与其他地物变化信息在水体变化因子上的差异性最显著,基于因子分析得到的水体变化识别指数能够准确识别研究区内的水体,并且误检区域较少,对水体变化类型的分类精度达到96.8%,说明本文方法是一种精度较高,能够有效识别水体动态变化的监测方法。     

基于边缘特征的遥感影像小波变换融合法

如何将不同空间分辨率遥感影像合理有效地融合在一起,保持原始多光谱影像的光谱特性,提高影像的分类精度和空间分解力,这是遥感影像数据融合处理的热点研究问题。在对原始遥感影像进行小波变换的基础上,提取高空间分辨率影像边缘特征信息,并与原始多光谱影像进行了融合处理。以IRS、SPOT和ETM卫星影像为资料进行实验,结果表明,该方法在提高影像的空间分辨率的同时,能够很好地保持影像的光谱特性,尤其在空间分辨率差异较大的影像融合中,该方法在保持影像光谱特性方面要优于其他的融合方法。     

FY-3C VIRR大气可降水产品在新疆地区的精度评价

探讨FY-3C VIRR大气可降水产品在新疆地区的可靠性,基于探空数据,采用多评价指标,对FY-3C VIRR大气可降水量的旬产品和月产品进行全面评估。结果表明:FY-3C VIRR旬和月大气可降水产品与探空数据变化一致,但存在系统性高估;在一年时间中,旬产品和月产品均具有单峰变化特征,旬产品与探空数据的误差在4月上旬最小,9月下旬最大,而月产品在3月最小,9月最大;整体上,旬产品的均方根误差比月产品略大,但平均偏差、相关系数和相对误差均小于月产品;对单一站点,旬产品和月产品在伊宁的精度最高,阿勒泰、乌鲁木齐和库车的精度较高,东疆的哈密和南疆的喀什、若羌和和田的精度较差,民丰的精度最差。     

General introduction on payloads, ground segment and data application of Fengyun 3A

Fengyun 3 series are the second-generation polar-orbiting meteorological satellites of China. The first satellite of Fengyun 3 series, FY-3A, is a research and development satellite with 11 payloads onboard. FY-3A was launched successfully at 11 a.m. on May 27, 2008. Since the launch, FY-3A data have been applied to the services on the flood season and the Beijing 2008 Olympic Games. In this paper, the platform, payloads, and ground segment designs are introduced. Some typical images during the on-orbit commission test are rendered. Improvements of FY-3A on Earth observations are summarized at the end by comparing them with FY-1D, the last satellite of Fengyun 1 series.     

Analysis of Cloud Scale Error of Low Resolution Satellite Based on GF-4 and Its Influence on Downward Radiation Calculation

In order to study the scale error of low resolution meteorological satellite cloud detection and its impact on the calculation of downlink radiation, cloud detection using high resolution stationary satellite GF-4 data and error analysis were carried out. Firstly, the cloud detection of GF-4 data is carried out by using visible channel threshold method and time series method, and the error of cloud detection results of Himawari-8 and FY-2 (FY-2G, FY-2E) is analyzed based on the results of GF-4 cloud detection.In the study area, FY-2G, FY-2E and Himawari-8 cloud images could distinguish the clouds and clear sky. The main reason for the error was the scale effect produced by different spatial resolution satellites(the differences caused by cloud detection algorithms are not discussed here).Most of the errors occurred in the areas of thin clouds and broken clouds.High resolution data could detect broken clouds, while low resolution data lead to false and missed detection. On this basis, the error of remote sensing calculation of short wave radiation was analyzed,and it was found that the error of the actual cloud amount in the pixel would bring significant error to the estimation of the downward radiation.The relative error of the instantaneous downward radiation in the selected test area was -173.52%, and the maximum relative error of shortwave radiation was -20.20%.The results show that the high resolution stationary satellite data can significantly improve the estimation accuracy of the downlink shortwave radiation in the regions with more broken clouds.     

Estimation of global radiation in China and comparison with satellite product

A modified solar radiation model, incorporating into several satellites remote sensing information such as NCEP/NCAR data, EOS-AURA satellite data, and Chinese FY-2C geo-stationary meteorological satellite data, is presented. The model is an attempt to modify Chen’s radiation model and examine its estimation accuracy at various places in six different climatic zones of China. The verification of model is also carried out by comparing between calculated radiation value using modified model and radiation product of FY-2C satellites. According to the NSE values, the adaptability of model is reasonably high in Mid-Temperate Zone (MTZ), Warm Temperate Zone (WTZ), Tibetan Plateau Zone (TPZ), and Cold Temperature Zone (CTZ) climate regimes and slightly low in Subtropical Zone (SZ) and Tropical Zone (TZ) climate regimes. The comparison between modeled radiation values and FY-2C radiation product values shows that the radiation product of FY-2C satellites is superior to the modified model in SZ and TZ climate regimes.     

注水诱发地震序列的震源机制变化特征: 以四川长宁序列为例

2006年4月以来, 四川长宁、兴文、珙县交界区域相继出现注水诱发地震活动, 至2013年4月30日共发生M_L4.0以上地震16次, 最大为2013年4月25日M_L5.2地震.通过采用体波谱振幅相关系数方法研究长宁注水诱发地震序列M_L3.0以上地震震源机制变化过程, 结果显示序列震源机制散乱; 利用CAP方法计算了序列中M_L4.0以上12次地震的震源机制解, 结果同样表明其机制紊乱.分析认为: 钻孔加压注水引起附近岩体的孔隙压力增大及先存断层面的摩擦系数减小, 这2种变化均导致库仑应力变化Δσ_f增大, 从而促进地震的发生.因此, 注水诱发地震活动期间, 研究区构造应力场的应力强度无明显增强, 对破裂方向也无明显的约束作用, 故地震序列震源机制发散.      

德兴铜矿矿山污染高光谱遥感直接识别研究

利用高光谱图谱结合特征开展矿山污染直接识别研究.首先详细分析了德兴铜矿矿山污染(废矿、废水以及植被) 地物的光谱特征, 总结出可利用于直接识别和提取这些污染物的特征光谱, 从而利用矿区航天Hyperion高光谱数据并以矿物识别谱系技术为主有效地识别出矿区的污染类型及其分布.对于以黄铁矿等含铁矿物为主的围岩或贫矿矿石的氧化污染利用70 0nm、10 0 0nm以及2 2 0 0nm附近的特征吸收分别识别出含Fe3 + 矿物及其Fe2 + 和Fe3 + 混合矿物, 并进一步根据光谱特征识别出赤铁矿和针铁矿; 根据矿区水体在6 0 0nm附近吸收特征的差异相对区分出酸性水、碱性水和中性水; 根据植被在6 85nm附近的最大吸收深度相对地划分植被污染程度.最后建议建立矿山污染地物光谱数据库.该研究为利用高光谱的技术优势快速且有效地直接识别与提取出污染源的种类、类型并分析其潜在的污染趋势提供了新的思路, 为矿山污染监测、治理规划和复垦提供了新技术和知识支撑.      

卫星遥感监测我国沿海水色环境的研究

本文首先概要地介绍了国际上20世纪80年代以来卫星水色遥感器的发展,以及我国在90年代建立的海洋水色遥感应用技术系统,包括资料接收、处理、查询、分发、试应用和辐射验证等系统,重点论述了利用我国的FY-1C卫星以及美国的SeaWiFS和AVHRR卫星资料监测我国沿海的水色环境,包括沿海水体的叶绿素和悬浮泥砂浓度的时空分布,赤潮的监测以及沿海海区流场的研究。研究表明,卫星海洋水色遥感技术在海洋渔业资源的开发和保护、海岸带区牧化管理、河口港湾工程环境评价、海洋污染环境的监测和动力学研究等方面有广宽的应用前景。