农业与生态遥感现状与展望

介绍了中国科学院遥感应用研究所农业与生态遥感研究室10 年发展历程和研究室的组织结构, 阐述了研究室的农业遥感、区域综合生态遥感、毒品原植物遥感、水资源遥感、城市生态遥感5 个主要学科研究方向, 论述了各研究方向的数据、技术体系、产品、研究成果, 以及研究室现有的数据、技术基础和科学管理方法, 提出了未来发展目标和方向。     

小滦河流域复杂地表碳循环遥感综合试验

遥感综合试验对于遥感科学技术的发展起到重要作用,无论是基础研究还是遥感应用都需要试验提供支撑。从2018年开始,遥感科学国家重点实验室针对遥感自身发展和遥感面向地表圈层深化应用面临的科学问题,在滦河上游流域组织了小滦河流域复杂地表碳循环遥感综合观测试验,本文旨在介绍该试验的目标、区域、观测参数、观测方法以及对未来研究的展望,以期望为今后开展其他遥感试验及相关研究提供有益的参考和帮助。该试验采用星机地协同综合观测的方式,选择主要的在轨运行卫星数据及覆盖此流域的遥感产品作为主要数据;针对典型区域开展航空及无人机遥感试验,搭载光学传感器设备,获取典型区域水热循环、碳循环等关键参数;并同步开展地面观测试验,在典型实验区开展大气、植被和土壤关键参数的精细观测。目前已系统的开展了地面测量试验、无人机遥感试验及航空遥感试验,并同步收集了卫星遥感数据,形成了一套丰富的星—机—地配套遥感实测数据集。在试验的推动下,遥感科学国家重点实验室于2020年在试验区架设了多座综合观测塔,并配置了多种观测设备,开启了长时间序列观测任务,虚拟试验场的构建和机理生态模型的运行也在同步开展。小滦河流域复杂地表碳循环遥感综合试验利用星—机—地一体化的监测方法有效获取了地表水、能量和碳循环的关键参数,为遥感机理模型发展、反演方法检验和尺度转换研究提供了关键的基础数据。目前已用来建立遥感机理模型的综合检验平台,分析和改进传统模型和遥感产品在复杂地表的适用性,阐明流域尺度碳水耦合的物理过程。     

浅论中国亚热带遥感现状、任务与创新发展途径

中国亚热带区域覆盖范围广,面积达240万km²。区内不仅自然景观复杂,多云多雨、多山多林,生物多样性丰富、是中国稻米主产区,而且多河多湖、多矿多污,生态环境十分敏感、自然灾害多发频发,迫切需要利用遥感技术监测其自然资源、环境变化与灾害现象。虽然近年来国内外已逐渐开展亚热带遥感应用研究,但缺乏对亚热带遥感理论与方法的系统性研究,共性与科学问题尚不明晰。本文总结分析了中国亚热带遥感的3个基本特征,按遥感数据类型梳理了中国亚热带遥感的应用实践;进而归纳出中国亚热带遥感实践的4个共性问题,指出亚热带遥感核心元素的主要特点、地理对象的复杂性与遥感信息的病态性,提出中国亚热带遥感的4项重点任务;然后,分析了当今中国亚热带遥感发展的历史机遇,阐述了中国亚热带遥感的创新发展途径,包括厘清人地现象的动态特征、聚焦亚热带遥感的科学问题、攻克不同层面的关键难题、结合应用需求开展技术攻关与重点研发。论文旨在推动亚热带遥感应用的创新发展、促进亚热带遥感理论与技术体系形成,进而助力卫星及航空遥感更好地服务于中国亚热带地区的资源环境监测、区域防灾减灾、生态文明建设与“双碳”目标。     

中国科学院兰州地质研究所

该所构造地质学研究室建有资源遥感研究组,开展了资源与环境遥感地质的应用基础研究和应用研究,而以油气资源遥感研究为重点,先后参加过腾冲航空遥感试验、长春净月潭航空遥感试验和宁—芜航空遥感试验等研究项目;承担过油气信息的遥感探测机理研究项目;目前正在进行“塔里木盆地形成演化及寻找大油气田方向”、“天然气运移、储集及封盖条件”、“西北诸盆地天然气赋存条件及资源预测”和“遥感技术在新疆地质找矿中的应用”等,还     

社区遥感:一种地学应用新技术

作为一种遥感应用新机制,社区遥感(community remote sensing,CRS)是一种以人为主体的新型遥感手段,其主要特点就是利用人的优势,有效地弥补传统遥感监测设备的不足.在广泛收集和研究国外相关文献资料基础上,介绍了国外近年来出现的CRS新技术的发展现状,并从主要研究内容、技术方法、应用领域及未来前景等方面探讨了CRS在地学领域的应用潜力.尽管CRS应用刚刚起步,尚存在许多问题,但已开展的研究项目和应用实践充分证明了其巨大的潜力.近年来,CRS在生态监测、灾害响应等方面的应用已取得了重要进展,而在地学方面的应用还很少,但未来发展空间很大.CRS作为地学应用的新领域,可能会影响未来10 a地学应用新技术的发展,应当受到充分的重视.     

中国科学院成都山地灾害与环境研究所

该所设有遥感与地图研究室,现有科技人员36人(高级7人,中级16人)。相继开展了山地环境遥感应用与专题制图,计算机制图的应用与方法的研究,建立了一个以山地遥感与山地制图为特色的比较完整的研究系统。已取得的成果有:腾冲航空遥感综合试验(获院一等奖,国家二等奖,1983年),二滩地区水资源开发航空遥感试验,四川省土地资源遥感调查方法系列化研究(获院二等奖,1988年),长江三峡工程对生态与环境的影响及其对策研究(院初评为     

雷达遥感技术与应用新进展

简略回顾了近30 年来雷达遥感技术的发展, 详细介绍了中国科学院遥感应用研究所微波遥感研究室自成立以来在海洋、陆地生态系统、干旱环境监测、灾害监测评估等领域所取得的最新应用进展, 展望了雷达遥感技术与应用未来的发展方向。     

陆地卫星遥感监测体系及应用前景

我国陆地卫星的快速发展和人工智能等高新技术的广泛应用为重构卫星遥感监测体系奠定了重要基础。针对我国自然资源保护、国土空间规划实施监督、生态修复及全球变化研究等对土地利用、土地覆盖及其相关地表参数指标动态变化信息的需求,基于当前我国陆地卫星观测能力,设计了全球宏观尺度监测及我国陆域范围季度监测、重点区域月度监测及应急事件即时响应的卫星遥感监测体系框架;针对自然资源卫星遥感监测需求,充分运用大数据、人工智能、云计算等高新技术,本文提出了基于工作流的监测生产线智能流转与可插拔模块调度控制、遥感影像样本知识库构建、复杂场景自然资源变化自动提取、自然资源特定目标自动提取和自然资源变化图斑全生命周期管理等技术解决方案,构建了遥感监测业务化应用技术流程,实现了我国陆域范围自然资源全要素季度监测、重点区域高频次精准监测、特定目标即时监测能力,并在自然资源执法督察和地表水变化等监测中得到应用。     

海洋涡旋遥感：进展与挑战

海洋涡旋数量大、分布广、含能高、裹挟强,是研究物质循环、能量级联和圈层耦合的理想载体。对涡旋的全生命周期追踪观测成为21世纪以来海洋遥感领域最重要的进展之一,并引发了新一轮涡旋研究的热潮。本文从涡旋的温度异常、物质示踪、旋转流场和闭合拓扑等特征出发,简述了红外辐射计、可见光扫描仪、微波高度计、合成孔径雷达等遥感技术在涡旋观测中的机理和方法,重点阐述了卫星高度计涡旋识别与追踪算法及其在涡旋形态学、运动学和动力学中的应用。基于虚拟星座下的多参数遥感,介绍了涡旋在海洋、大气、生态等交叉学科领域的前沿应用和最新进展。指出当前涡旋遥感发展面临的亚中尺度、垂直结构、跨学科研究等3大挑战,展望了新一代遥感技术在未来海洋科学特别是涡旋海洋学研究中的应用前景。     

基于高分辨率遥感影像的重庆市建制镇空间格局及形态研究

研究利用高分辨率遥感影像,结合基础地理信息数据、规划数据、外业调查及其他参考资料,开展了全市建制镇建设用地人机交互式遥感解译,对建制镇建设现状及空间格局特征,建制镇与地形地貌、河流水系相关性,以及建制镇空间形态等进行了定量化分析研究.结果表明:全市建制镇现状建设大部分在0.5 km2以下,重点镇平均规模明显高于其他建制镇;空间上建制镇呈现西部、中部偏北等区域分布较为密集且建设规模较大,东南部和东北部区域较为稀疏且规模较小等特征;建制镇主要建设在丘陵和山地地貌上,建设数量占比超过65％,平原、台地上也有部分建设,河谷区域布局较少,且在高程200—400 m区间建设的建制镇超过一半;空间形态上,以组团型布局为主,具有集中型、带型、放射型等多样特征,建制镇的研究对于未来优化建制镇布局、统筹城乡一体化发展具有重要指导作用.     

空间信息遥感分类背景参数的应用分析

重点论述了空间信息遥感图像识别分类中背景参数的应用，包括图像信息的地学、生态特性与其制图对象、尺度的分析拟定；地物识别分类最佳时相图像的物侯历的研究；遥感图像识别分类中波段优化组合分析以及地物识别的目标背景因素的辅助应用。该类背景参数与区域参数的应用研究一样，对空间图像数字识别分类的精度的根本改进与提高，具有重要的作用。     

立足国内开拓创新走向世界——中国科学院遥感应用研究所高光谱遥感发展30年回顾

世界高光谱遥感技术的发展只有20 多年的历程, 中国的高光谱遥感发展与国际基本同步, 在需求牵引和中国科学院、自然科学基金委员会的支持下, 特别是通过863 计划和国家攻关计划, 中国科学院遥感应用研究所(简称遥感所)与上海技术物理研究所等单位紧密协作, 相继研制了一系列高光谱遥感设备, 开展了大量的技术试验和应用基础研究, 不仅在国内结合国家需求取得了很好的应用效益, 而且开展了多项国际合作, 走向世界, 开创了以中国高光谱技术支持中国科学家与国外发达国家科学家合作研究的先河, 并进一步推动了高光谱遥感的发展。在长达20 多年的发展中, 遥感所高光谱遥感已成为中国的一个重要研究基地。本文从航空航天高光谱成像仪器的研制、应用技术及信息处理等方面, 回顾了遥感所高光谱遥感走过的历程及其对高光谱遥感发展的贡献。     

遥感时间序列影像变化检测研究进展

同一区域、不同时期大量历史数据的积累,以及同一区域能够方便地获取高时间分辨率遥感数据,使遥感时间序列影像变化检测成为近年来遥感技术与应用的研究热点。本文系统总结和评述了当前遥感时间序列影像变化检测的相关研究进展和应用状况,在阐明遥感时间序列分析的意义,以及时间序列影像在变化检测中的优势的基础上,从非遥感领域时间序列变化检测方法出发,针对遥感时间序列影像变化检测的需求,明确和归纳了遥感时间序列变化检测的问题与类型,并对当前最新研究进行了综述,总结了各种方法的优点与不足,重点介绍了基于经验模态分解的遥感时间序列影像异常信息检测方法和基于隐马尔可夫模型的土地利用/覆盖变化检测方法,以期能够为相关研究提供参考。最后总结了该研究领域的发展趋势和存在问题,并对今后的研究工作和未来发展方向进行了展望。     

基于Penman-Monteith Leuning模型的遥感蒸散发估算——以四川省马尔康县为例

蒸散发作为地表水分消耗和参与水文生态循环的重要参数,是生态应用研究的重点.尤其对于植被恢复和水资源管理的领域而言,区域蒸散发估算的准确性十分重要.本文以野外实测(气象和蒸散发)数据为基础,利用实测数据对遥感PML模型进行参数优化,基于Landsat-8遥感影像数据对四川省马尔康县蒸散发进行估算.研究结果表明:马尔康县模型模拟蒸散发与实测蒸散发拟合程度较好,PML模型优化的土壤湿度系数为1,气孔导度为0.0165 m/s,模型验证系数RMSE为0.15 mm/d.研究区域内不同土地利用类型的蒸散发差异较大.马尔康县日平均蒸散发为1.05 mm/d,马尔康县区域蒸散发呈现空间异质性,并受到地形、气象以及土地利用类型等因子的影响.     

自然资源无缝数据立方体构建与要素智能监测

为了适应生态文明建设和自然资源管理的国家重大需求，亟需针对自然资源调查监测任务中的技术难点开展研究。该文提出了自然资源无缝数据立方体(NR-SDC)构建与要素智能监测评价框架，并在山水林田湖草沙一体化保护和修复工程区域开展了试验验证和应用示范。结果表明，该文设计的基于虚拟星座的多源数据融合重建框架，能够显著提高遥感数据质量，有效支撑了逐日NR-SDC研制，可服务于自然资源状况近实时监测。该文研发的自然资源全要素动态智能监测框架，显示出优异性能，可支撑长时序、高分辨率逐年自然资源要素智能提取。该文所形成的自然资源要素监测评价框架，可服务于生态保护修复重点区域自然资源要素时空变化量化，可为国土空间用途优化、生态状况评价应用提供支持。     

陆域与近岸海域水环境遥感监测研究进展

以陆域和近岸海域水环境质量为重点, 分析了中国水环境遥感监测的应用需求, 以及目前拥有的水环境遥感监测技术手段。列举了中国水环境遥感监测方面开展的一些研究工作, 通过这些研究形成的模型/方法和系统以及相关研究成果在水环境保护业务中的应用案例, 展望了中国水环境遥感监测技术和应用后续发展。     

基于RS和GIS的城镇化与南四湖生态易损性关系

城镇建设与扩张是人类社会经济发展到一定阶段的必然过程,但城镇发展会对区域的生态系统产生不可忽视的影响,在脆弱敏感的湿地区域表现尤为突出。该文以山东省南四湖以及周边3个县域为研究对象,以遥感数据为基础,利用GIS技术,分析研究区1987—2010年间的地表覆被变化和生态易损性变化,并通过卫星遥感影像分析城镇景观的变化,探讨城镇化与区域生态易损性的关系。结果表明:1987—2010年间,城镇面积的增长占所有景观有效变化的60%以上,但区域内生态损失度变化最大的景观却是水域和绿地,生态易损性变化最明显的区域是南四湖湖滨地带。     

遥感技术促进着我国地质矿产调查的发展

回顾30年来中国开展航空地质调查和遥感技术的发展历史和科技现状。叙述了开展遥感地质调查的主要成就和进展,包括充实提高了地质理论研究,加速了区域地质调查进度,促进了矿产普查,扩展了地质资源远景,改进了水文地质、工程地质、环境地质、城市地质和灾害地质勘测工作,使遥感地质应用的理论、方法和技术有了明显的发展。根据遥感技术与地质学理论的发展趋势,对遥感地质的发展提出了新的要求,跟踪遥感技术的最新发展、更新地质理论,进一步发挥遥感技术的潜力,争取在地质理论研究、矿产资源发现、环境地质应用等方面作出更广泛的贡献。     

基于地理国情数据的常州市生态空间质量指数研究

选取江苏南部常州市为研究区,利用2016-2018年基础性地理国情监测数据,根据市级主体功能区规划,以常州市域及按主体功能区分组的镇(街道、开发区)为研究单元,分析常州市地表覆盖三类空间面积组成与变化,构建生态状况、生态压力等指标,综合各指标建立生态空间质量指数,进行精细化的生态空间质量评价,并针对主体功能区规划提出政策建议。研究表明:常州市农业空间在三类空间中占比最高,生态空间其次,建设空间最低;优化提升区域、适度发展区域、重点拓展区域、限制开发区域生态空间质量指数依次升高,与主体功能区定位较为一致,但内部结构仍有提升空间;未来各区应对照各自功能需求,明确发展方向,实施重点保护,推进形成人口、经济和资源环境相协调的国土空间开发格局。     

卫星遥感水资源调查监测应用现状及展望

针对传统水资源调查监测手段效率低、成本高、难度大等局限性，开展基于卫星遥感水资源的调查监测具有重要的意义。同时，对于守住水资源利用红线、守护绿水青山、建设生态文明均具有重要的作用。本文梳理了相关研究成果，阐述了卫星遥感水资源调查监测的具体内容，着重介绍了卫星遥感在水体位置、面积、水位、储水量、径流量、水质等方面的应用现状。最后，分析了当前应用中存在的问题并对后续需要重点开展的工作进行了展望。