从光谱指数到融合数据集的全球植被遥感数据产品

遥感对地观测为理解陆地植被动态与全球环境变化规律提供了数据基础,基于卫星观测的全球植被遥感数据产品近年来层出不穷,但缺乏基于数据使用者视角的系统梳理。本文回顾了全球植被遥感数据产品的发展历程,梳理了相关卫星计划及对应数据产品,分析了从植被光谱指数到生物物理特征参量、传统光学遥感反演到叶绿素荧光及星载微波反演产品、从单一传感器生产到多数据源—多数据集融合产品的发展脉络,阐述了全球植被遥感数据产品的来源、特征与关联关系。认为当前全球植被遥感数据产品的生产与应用存在一定脱节,遥感产品精度制约了对地球系统的深入理解。全球植被遥感数据产品正从宏观状态监测向专业化、精细化、标准化转变,建议未来制备全球遥感数据产品应充分利用目前已积累的长时序观测数据,融合多源观测资料,提升现有数据集的时空分辨率、精度及连续性;注重提高特殊区域与特定类型生态系统的反演精度,加强多维植被特征的一体化监测;建立全球植被产品数据共享平台,提供标准的全流程数据处理与分发服务,将数据不确定性信息高效、清晰提供给用户。     

从对地观测到对人观测——浅析社会地理计算

It is possible to obtain vast amounts of spatiotemporal data related to human activities to support the study of human behavior and social evolution.In this context,geography,with the human-nature relationship as its core,is undergoing a transition from strictly earth observations to the observation of human activities.Geocomputation for social science is one manifestation thereof.Geocomputation for social science is an interdisciplinary approach combining remote sensing techniques,social science,and big data computation.Driven by the availability of spatially and temporally expansive big data,geocomputation for social science uses spatiotemporal statistical analyses to detect and analyze the interactions between human behavior,the natural environment,and social activities;Remote sensing(RS)observations are used as primary data.Geocomputation for social science can be used to investigate major social issues and to assess the impact of major natural and societal events,and will surely be an area of focused development in geography in the near future.We briefly review the background of geocomputation in the social sciences,discuss its definition and disciplinary characteristics,and highlight the main research foci.Several key technologies and applications are also illustrated with relevant case studies of the Syrian Civil War,typhoon transits,and traffic patterns.     

遥感数据产品率定水文模型的潜力研究

地表径流的预测和模拟是水文地理研究的核心,对水资源管理和规划都具有重要意义。传统研究借助于实测地表径流进行水文模型率定和参数移植,对“无测站流域”进行径流预测,但在实测径流稀缺或受到强人类活动（如大坝调控）干扰时,参数移植能力受到限制、预测能力不足。而遥感数据具有时空连续的优势,且不受制于地表径流观测时间序列,为径流预测提供了新思路。本文采用了遥感数据率定水文模型的方法,在中国84个流域探究该方法采用遥感蒸散发、水储量和土壤水数据不同组合率定水文模型,评估各方案预测流域径流的潜力。结果显示基于偏差校正后的网格蒸散发数据约束水文模型的新方法,在中国干旱区和湿润区均具有较大的应用潜力;在格网上约束水文模型相比集总式约束具有较为明显的优越性;应采用多个水文模型提升该方法在不同流域的应用潜力。该方法的径流预测能力具有明显的空间分异性,因地制宜方可有效发挥遥感数据的优势。     

从传统数据到大数据+的人居环境研究进展

伴随着城市化的快速推进,环境问题日益突出,人居环境研究已成为学术界关注的热点。论文以CNKI和Web of Science数据库中关于人居环境的文献为基础,结合CiteSpace软件分析国内外人居环境研究的热点领域,探讨其数据获取方式、研究方法与技术、研究视角3个方面。结果表明：① 数据获取方式由传统的抽样调查和官方统计向卫星遥感、电子设备感知及互联网等大数据靠拢,实现传统统计数据向网络大数据获取的转变;② 研究方法日趋完善,注重问卷调查、新地理计量模型与GIS相结合,同时引入物联网大数据、人工智能等先进技术,使研究方法更加多样、研究结果更加准确;③ 社会感知、乡村振兴、拟态人居等成为近年来的研究方向。今后,人居环境研究应综合利用传统方式和现代化技术手段获取的数据,深度学习挖掘大数据,加强乡村振兴、虚拟人居环境等方面的研究。     

北极海冰密集度遥感数据产品对比及航道关键区验证研究

为分析并评价海冰边缘区海冰密集度数据产品,选取北冰洋区域8种公开发布的产品,基于平均偏差和标准差(Standard Deviation, SD)展开分析,结果表明:Bremen/ASI(ARCTIC Sea Ice)、Bremen/BT (Bootstrap)、NSIDC(National Snow and Ice Data Center)/BT和NSIDC/CDR(Climate Data Record)四种数据全年平均偏差整体高于平均值,在夏季偏差高于冬季; Hamburger/ASI全年平均偏差低于平均值,冬春季偏差为负,夏季梢高于均值; NSIDC/NT(NASA Team)、NOAA OI SIC(National Oceanic and Atmospheric Administration Optimum Interpolation Sea Ice Concentration)和OSISAF(The Ocean and Sea Ice Satellite Application Facility)三种数据全年平均偏差为负,夏季负向增加;夏季和秋季标准差较大区域主要分布在东北航道薄冰区,东西伯利亚、拉普捷夫海和喀拉海区域标准差变化较大,从3%增加到10%～15%。围绕航道区,以MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer)影像作为参考,对8种数据的对比评估结果表明:在25km空间分辨率下,Bremen发布的两种数据相关性较高,均为0.80;NOAAOISIC数据相关性最低,为0.63; Bremen/BT平均偏差较小,为7.11%;基于ASI算法的Bremen/ASI数据和Hamburger/ASI数据平均偏差较大,分别为14.38%和14.99%,且在夏季和秋季偏差波动较大,对应标准差分别为12.16%和11.01%。该项研究对于提升遥感数据产品在海冰边缘或航道区的应用及进一步的算法研发具有指导意义。     

念青唐古拉山脉西段雪线高度变化遥感观测

利用Landsat TM/ETM+/8 OLI和HJ1A遥感影像资料作为数据源,通过目视解译方法,提取念青唐古拉山脉西段雪线高度变化值,同时对研究区周边气温与降水变化趋势进行分析,研究其与冰川变化的关系。结果表明：2004~2013年北坡13条冰川和南坡15条冰川的雪线高度都呈升高的趋势;从整体上来考察,北坡雪线高度升高值为14 m/a,南坡升高值为4.9 m/a,北坡升高速度比南坡快;自1964年以来,研究区气温升高趋势显著,降水增加不明显,气候变暖是冰川退缩的主要原因;北坡冰川比南坡冰川经历更大的物质负平衡,主要是由于气温的升高率北坡比南坡快所致。     

镭氡平衡观测数据的曲线拟合

镭氡平衡系数是地浸砂岩型铀矿储量计算的重要参数之一。通过施工物探参数钻孔,使钻孔中含矿含水层原有的镭氡平衡被暂时破坏。利用伽马测井对孔内镭氡平衡由最初破坏状态恢复到原有动态平衡进行连续观测,并将观测数据进行线性拟合,以便实际工作中开展镭氡平衡系数的研究和评价,为铀资源储量计算提供更准确的参数。     

因子分析与遥感光谱数据处理

本文对因子分析方法的特点、意义和基本数学原理做了分析,并介绍了一种在遥感光谱数据处理中,应用因子分析的实用处理方法。     

卫星遥感地球观测系统的现状与发展趋势

本文旨在对由国际上主要陆地卫星系列、海洋卫星系列和气象卫星系列组成的卫星遥感地球观测系统的空间布局、传感器特征、应用领域及发展计划进行概要阐述;并在此基础上分析得出其向高分辨率、规范化发展的趋势,提出加强国际合作进行全球性重大社会经济、环境资源问题的研究,是充分发挥卫星遥感手段潜力的良好途径。     

百色气象站自动观测与人工观测数据的对比分析

基于2007年1月至2008年12月百色自动气象站观测资料和人工24次观测资料,采用数理统计方法对气压、气温、相对湿度数据进行对比,并分析两者差异形成的原因。结果表明:两种观测方式所获取的数据有一定的差异,但在相关观测规范所允许的范围内。除仪器的性能和工作原理造成的差异外,观测环境的变化、人为操作和特殊的天气现象也是造成差异的重要原因。     

无人机组网遥感数据体系建设评介

无人机组网遥感数据是指在无人机组网条件下获取的遥感观测数据。随着无人机组网系统的复杂化,获取的遥感数据呈几何量级增长,迫切需要一种与无人机组网技术相匹配的标准化无人机组网遥感数据管理体系。遗憾的是,迄今为止,国内外还没有完善的无人机组网遥感数据体系,也没有相关文献系统地介绍无人机组网遥感数据体系的发展历程。论文依次对无人机组网遥感数据的发展历史、数据特点、数据界定和分类标准、获取和处理流程、不同场景下的应用进行了系统的梳理,指出了无人机组网遥感数据体系未来的研究方向。研究成果是无人机组网遥感数据体系研究的一次探索,将为无人机组网条件下相关行业标准的制定提供参考依据,也为无人机组网遥感数据的深层次应用提供借鉴。     

基于MODIS遥感数据地表水汽压估算

地表水汽压是大气科学、水文学等多项研究中的一个重要输入参数.鉴于常规观测方法对于地面气象站点依赖性强且空间不连续的缺点,采用MODIS遥感数据对海河流域的日平均地表水汽压进行估算.通过相关分析得出日平均地表水汽压与MOD07低空可降雨量数据具有很强的相关性,并通过对比采用二次曲线进行建模.选取2009年1-4月数据对二次曲线模型的验证结果表明,估箅结果与实测日平均地表水汽压1∶1曲线的相关系数R2为0.83.本文的研究结果提供了一种实用的基于遥感数据估算日平均地表水汽压的方法.     

基于MODIS遥感产品和神经网络模拟太阳辐射

现有的神经网络模拟太阳辐射的模型很少考虑云、气溶胶、水汽对太阳辐射的影响,采用MODIS提供的气溶胶、云、水汽高空大气遥感产品和常规气象数据,输入LM（Levenberg-Marquardt）算法优化后的BP（Back-Propagation）神经网络模型（简称LM-BP）模拟了和田、西宁、固原、延安4个辐射站点的太阳辐射月均值。验证结果表明：神经网络模型中加入气溶胶、云、水汽之后,4个辐射站点的\begin{array}{c}{R}^2\end{array}均大于0.90,且各项误差指标均小于仅用常规气象站点数据模拟的太阳辐射结果。     

云南蒋家沟泥石流运动要素观测数据整编

根据中国科学院东川泥石流观测研究站所在地蒋家沟的多年观测数据,利用成熟的计算和分析方法,按建立数据库的要求对泥石流运动要素的原始观测数据进行了计算机处理,提出了建立泥石流运动要素数据库的内容及其指标和计算公式,并对数据库的编建原则、特点及结果表达进行了讨论。     

CO_2与气候观测和数学模拟数据

近期发表的总结性文章,清楚地表明了气候的多因素性和“滤除”其中任何一个因素的困难性,气候观测和模拟证据的最新分析结果在这方面具有重要的意义。     

基于GIS的定位观测数据空间化

属性数据空间化是当前GIS领域的前沿问题之一。在对中国624个气象站多年平均气温数据空间化过程中,通过使用30秒分辨率的数字高程数据,把气温分解为受经纬度、海拔高度影响的规律性成分和受其它因素影响的非规律性成分两部分,并分别用多元回归和反距离权重内插方法对二者实施空间化,最后将空间化结果进行合成得到基于栅格的中国多年平均气温分布数据。该数据既能反映气温在空间上的宏观变化,又能反映气温在局部地区的微观变化。该方法可供其它类型观测数据空间化、特别是在观测站点稀疏的情况下参考和借鉴。     

自动土壤水分观测资料异常数据检测方法

针对全国自动土壤水分实时小时观测资料,结合仪器标定方法、土壤水文物理常数等因素,研究土壤水分固有变化特征,分析异常数据误差来源和阈值判定,利用频率检测、界限值检测、无降水突变检测、异常峰值检测、恒值检测五类方法对土壤水分观测资料进行质量控制实验和检验.结果表明:(1)自动土壤水分异常数据主要分为:粗大值、突变、异常峰值...     

基于遥感数据的西藏高原自然生态系统脆弱性评估

基于生态系统结构、功能、生境的脆弱性评价指标体系,以MODIS为基础数据源,评估了西藏高原自然生态系统的脆弱性,并揭示其空间异质性特征。结果表明：① 分别基于气候、结构以及功能指标的西藏高原生态系统脆弱性程度空间分布呈现出相似规律,整体为从东南向西北脆弱性程度逐渐加剧的趋势;而基于地形指标的生态脆弱性则呈现相反的分布格局,说明了相对地形而言,气候因子对于西藏高原生态系统宏观分布状况更为重要;② 综合生态系统结构、功能及气候和地形生境特征对脆弱性的影响,全区呈现从东南向西北综合脆弱性水平逐渐升高的趋势,在评估区范围内综合脆弱性等级为中等及以上的地区共占74%,整体脆弱性程度较大,其中综合脆弱性等级为很高水平的地区占了45.8%。明晰西藏高原自然生态系统的脆弱性程度及其空间分布特征,可为典型脆弱生态系统的监测和综合评估提供科学依据,进而有利于青藏地区生态环境治理工作的顺利进行。     

夜间灯光遥感数据应用综述和展望

在遥感应用研究中,夜间灯光遥感作为发展活跃的一个重要分支,近年来受到越来越多来自自然科学领域和社会经济领域的关注。与传统的光学遥感卫星获取地物辐射信息不同,夜间灯光遥感是获取夜间无云条件下地表发射的可见光-近红外电磁波信息。相比于普通的遥感卫星影像,夜间灯光遥感所使用的夜间灯光影像记录的地表灯光强度信息更直接反映人类活动差异,因而被广泛应用于城市化进程研究、不透水面提取、社会经济指标空间化估算、重大事件评估、生态环境评估等领域。目前,虽然基于夜间灯光数据的应用研究成果正在不断积累,但对成果的系统性总结、整理的研究目前存在着覆盖面不全、时效性不强等不足。基于此,论文通过对近几十年来有关夜间灯光数据的研究成果的详细梳理,从数据处理与技术方法、应用研究等方面进行归纳总结。最后,文章从多源数据融合、应用领域拓展和短周期地表灯光监测3个方面指出了未来的研究热点。