“黄秉维先生百年诞辰学术思想研讨会”专家谈

黄秉维先生是国际著名地理学家,中国现代地理学的重要开拓者,1955年当选为中国科学院首批学部委员(院士),他长期担任原中国科学院地理研究所所长、中国地理学会理事长。2013年2月是黄秉维先生诞辰100周年。为了纪念黄秉维先生对中国现代地理学发展做出的卓越贡献,弘扬他的学术思想和优良学风,服务地理学的创新与发展,3月29日,中国科学院地理科学与资源研究所(简称地理资源所)和中国地理学会联合举办了"黄秉维先生学术思想研讨会"。来自国家自然科学基金委员会等有关部委,中国科学院院士工作局、资源环境科学与技术局、基建局等院内单位,全国有关地理研究院所、高等院校,中国科协系统等40家单位的领导、专家学者,黄秉维先生的亲属、著名科学家的亲属等共计200余人参加了会议。两院院士孙鸿烈、曾庆存、石玉林、刘昌明、李文华、童庆禧、郭应禄、郑度、孙九林、陆大道、秦大河、姚檀栋、陶澍、傅伯杰等先生参加了研讨会,黄秉维先生生前的同事、助手和学生李文彦、王恩涌、邓先瑞、孙惠南、杨桂山、柳林等先生也在会上发言。会前,地理资源所和中国地理学会组织编辑出版了《黄秉维先生诞辰100年纪念文集》,编辑制作了《行所当然而不惑于偶然——纪念黄秉维先生诞辰100周年》纪录片,在《地理学报》、《地理研究》杂志发表了回顾、纪念性文章。除另行发表的若干学术报告外,现根据录音,将部分专家、学者的发言整理发表,以飨读者。     

独立成分分析的高光谱异常变化检测

遥感探测到的小目标信号一般是弱信号,利用传统的高光谱异常变化检测方法直接抑制背景来突出异常变化目标,往往导致小目标弱信号同时被抑制,造成目标探测率低、虚警率高。基于独立成分分析方法,研究了弱信号小目标的高光谱变化检测模型,该模型首先通过投影寻踪将异常变化影像投影到独立成分,突出异常变化目标,然后再抑制背景,从而达到异常变化目标和背景的有效分离。该模型可以有效降低虚警率,提高探测率。利用模拟数据和真实数据进行了精度验证,结果表明,利用模拟数据得到的探测精度为99%,利用真实数据得到的检测精度为86%,与传统异常变化检测算法相比,精度最高提高了9%。本文研究方法适用于弱信号小目标的高光谱异常变化检测。     

中国陆域1∶100万植被指数UNVI多维数据集（2017）

中国陆域1∶100万植被指数UNVI（Universal Normalized Vegetation Index）多维数据集（2017）是在分析MODIS地表反射率产品数据MOD09GA特点，参照传统的植被指数合成算法，为了满足植被长时间序列变化研究需要而生成的16 d合成UNVI数据集。本研究合成的UNVI数据集在反映植被密度、植被覆盖度、植被光合作用速率，以及反演植被理化参数方面，与传统的NDVI和EVI合成数据集相比，具有明显的优势。合成算法主要分为两步：首先对16 d合成周期内存在无效值和反射率负值的MODIS数据进行筛选处理；然后读取合成周期内的质量控制波段数据统计“无云”数据的天数，并根据“无云”数据的天数选择相应合成算法进行UNVI的16 d合成，从而获得2017年中国陆域时间分辨率为16 d，空间分辨率约为0.00286°的UNVI时间序列影像。基于本文提出的合成算法生成的中国陆域UNVI数据集，采用1∶100万标准经纬线分幅，共64景（Tile），每景所覆盖的经纬度范围为6°×4°，为方便起见，数据集采用MDD多维数据格式（Multi-Dimensional Dataset）存储，每个.mdd文件下存放每景2017年所有时相的影像数据。同时为便于数据下载，全部数据按照分幅压缩为64个.zip文件，压缩后的数据量约为3.78 GB。本数据集能为从事全球变化研究的科研人员提供更方便的植被指数长时间序列数据产品。     

关于我国空间对地观测系统发展战略的若干思考

一、人类进入空间对地观测的新时代 自1957年前苏联发射第一颗人造地球卫星以来，各国已向空间发射了5000余颗卫星或空间飞行器，其中相当大部分为对地观测卫星。从1960年美国发射第一颗气象卫星之后，人类进入了一个从空间观测地球的新时代。     

中国高光谱遥感的前沿进展

高光谱成像技术具有光谱分辨率高、图谱合一的独特优势,是遥感技术发展以来最重大的科技突破之一。中国的高光谱遥感发展与国际基本同步,在国家和省部级科研项目的支持下,解决了高光谱遥感信息机理、图像处理和多学科应用等方面多项世界性难题,有效解决了高光谱遥感理论研究与多领域应用中的关键技术瓶颈,实现了在农业、地矿、环境、文物保护等多领域的成功应用,产生了显著的社会经济效益。本文回顾了中国高光谱遥感技术的前沿研究进展,总结分析了取得的主要创新性成果。     

InSAR图的计算统一构架干涉滤波并行计算

作为InSAR处理中的重要操作,干涉图滤波是比较耗时的步骤之一。针对广泛应用的Goldstein滤波算法,文章设计了一种基于GPU的滤波加速方法,定量评价了滤波效果,并探讨了基于GPU加速的滤波时间与数据大小和滤波窗口大小的关系,讨论了当前GPU的核心设计在并行计算中的缺点。在取得与CPU处理结果相同精度的前提下,此方法获得大约22倍的加速比。     

高光谱数据与水稻叶面积指数及叶绿素密度的相关分析

分析了北京大屯科技站水稻叶面积指数 (LAI)、叶绿素密度 (CH .D)与高光谱分辨率遥感数据在整个生育期内的变化过程。利用微分技术处理水稻群体反射光谱以减少土壤等低频背景光谱噪音的影响。通过单相关分析和逐步回归方法研究水稻LAI、CH .D分别与光谱反射率、反射率的一阶微分光谱的相关关系 ,并建立预测回归方程。结果表明 ,微分技术能够改善光谱数据与LAI、CH .D的相关性 ,CH .D与光谱数据的相关明显优于同LAI的。     

PHI成像光谱图像反射率转换

遥感数据的反射率转换基本上可以分为３ 种： 第１ 类方法利用辐射传输方程建立大气传输模型;第２ 类基于图像本身,求出相对反射率;第３ 类是参照已知地物的反射率及反射辐射,求出图像ＤＮ 值与反射率之间的经验关系。通过对几种遥感数据反射率转换方法的分析,采用经验线性法对机载成像光谱仪ＰＨＩ数据进行了反射率转换,并对转换结果进行了分析。     

TASI数据的温度与发射率分离算法

建立了适合于TASI的热红外高光谱发射率的经验关系,以此修正了分离方法(TES)中的MMD模型,在对温度和发射率进行精度评价的基础上,将反演结果应用于城市地表温度的日较差分析。结果表明：(1)反演的温度与实测温度的平均绝对误差为1.8 K,平均相对误差为0.59%;(2)地面实测宽波段发射率与反演发射率的平均差值为0.036,差值的标准差为0.032;(3)同种地物的发射率曲线的反演结果与实验室测量发射率曲线的波形是一致的;(4)温度日较差分析结果是合理的。因此,本文的反演精度能满足研究需求,将该方法应用于TASI数据的温度与发射率的分离是可行的。     

“光谱地壳”计划——探索新一代矿产勘查技术

 本文首先对我国能源和矿产资源日益增长的需求现状,分析了目前地质找矿所面临的诸多难题,及国内外探索新一代矿物勘查技术的研究现状,然后,系统地介绍了"光谱地壳"的基本概念、研究内容和建设意义。文中指出,"光谱地壳"计划的提出,旨在针对地表和地壳表层,实现高光谱技术对地球表面的地质填图和矿物蚀变信息的遥感探测,以及对岩芯的光谱探测,建立地壳高光谱数据库集,满足以高光谱探测技术对地壳表层一定范围内矿物的识别和探矿需求。 "光谱地壳"计划瞄准国家战略需求,强化技术创新与应用模式创新,提高星载、机载高光谱遥感矿产资源探测能力,建立地面光谱测量平台及地下岩芯光谱扫描、编录、分析平台,发展由天基、空基、地基,地下岩芯探测构成的一体化"光谱地壳"遥感立体探测体系。"光谱地壳"计划是我国高光谱遥感技术发展的顶层设计,拟将解决遥感直接找矿和深部找矿的勘查难题,以带动我国整体勘查技术水平的提高和发展。