中国卫星遥感地表水资源监测能力分析与展望

在中国自然资源部水资源调查与确权登记的职能需求之下，面向中国“十四五”及二零三五年远景卫星发展规划，亟需厘清水资源属性卫星遥感监测国内外发展现状，并进一步剖析中国卫星地表水资源监测能力。本文在对国内外多种类型卫星（包括光学、激光、雷达、重力、GNSS-R等）水资源监测能力及属性反演前沿技术（以地表固液态水的范围、水位、体积变化等为主）进行总结分析的基础上，针对中国地表水资源卫星遥感监测的现状和不足，从观测体系、技术体系、产品体系和服务体系4个方面提出未来卫星遥感地表水资源监测规划设计建议。     

无人机技术在草原生态遥感监测中的应用与探讨

无人机（UAV）配合遥感系统联合作业,建立低空遥感—地面监测—卫星遥感一体化的“天、地、空”草原监测和信息管理模型,弥补了卫星遥感、传统人工监测时效性、准确性及精细度方面的缺陷,为草原信息化道路开辟了一个实际、准确的方向,且在草原生物灾害监测、模型精细化等应用中具有很大的发展空间。本文概括了无人机遥感系统的关键技术和作用流程,并结合草原监测现状,对该技术在草原监测与信息管理中的应用前景进行了展望。     

基于遥感技术的水库蓄水量监测与变化修正

从地表水源地监测与评价需求出发,结合卫星遥感监测特点,对地表水源地水体监测的核心指标之一的蓄水量进行天地数据同化技术研究,提出水库蓄水量监测与评价的天地数据同化技术路线,研究建立地面监测水位与卫星遥感监测水面面积的同化模型,并基于同化信息修正水库特征曲线,建立基于天地同化数据的水库蓄水量监测模型,提高水库蓄水量监测的精度。     

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。     

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。     

长时序大范围内陆水体光学遥感研究进展

地球表面的江河、湖泊和水库等内陆水体是水资源的主要组成部分,由气候变化和人类活动所引起的内陆水体分布和水质时空变化等问题已成为各国科学家和政府关注的热点.相比常规实地采样监测手段,卫星遥感在长时序、大范围内陆水体监测方面具有重要优势.受到海洋水色遥感理论和方法的推动,同时也得益于内陆水体光学特性数据的不断积累,近年来内...     

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。     

全球碳盘点卫星遥感监测方法、进展与挑战

以全球变暖为主要特征的气候变化已成为全球性环境问题,对全球可持续发展带来严峻挑战。2015年《巴黎协定》确定了自2020年后国家自主贡献的减排方式,并从2023年开始每5 a开展一次全球碳盘点。2019年第49届IPCC全会明确增加了基于卫星遥感的排放清单校验方法。欧盟、美国、日本、加拿大等正在大力发展温室气体排放的MVS（Monitoring and Verification Support）能力。本文调研分析了全球碳盘点对卫星遥感技术的需求,介绍了全球碳盘点卫星遥感的技术原理,梳理了温室气体卫星遥感、生态系统碳源汇卫星遥感估算、人为源碳排放卫星遥感、碳通量同化估算等全球碳盘点卫星遥感核心环节的研究现状与进展,分析了当前卫星遥感技术对全球碳盘点任务的支撑能力,并结合国内外发展趋势,针对性地提出中国的碳监测卫星计划方案,并展望了中国开展全球碳盘点卫星遥感监测重点任务,期望为中国全球碳盘点卫星遥感体系建设提供思路与方案。     

卫星遥感火点监测应用和研究进展

卫星遥感在自然灾害管理和应对中发挥了越来越多的作用。火点遥感在火灾频发的时候也被寄予厚望。梳理了火山、环境、气候、火灾等方面对火点遥感的需求,中国火灾监测的行业用户对时空分辨率需求迫切程度不同;概述了用于火点遥感监测的卫星数据源特点,光谱维度上以热红外敏感波段最重要,卫星轨道特点也是影响火点遥感监测能力重要因素;在分析火点遥感物理原理和方法的基础上,综述了当前火点遥感方法的研究进展及优缺点。按照火灾发生的灾前、灾中、灾后3个阶段,分别讨论了当前火点遥感提供信息支撑的能力。火点遥感用于发现火灾仍需要与地面监测等手段联合使用。     

无人机遥感技术在哈密石城子灌区信息化数据底板建设中的应用

随着国家和各省区高度重视智慧水利建设,大力推进智慧水利和数字孪生流域建设,提出要加快构建具有“四预”(预报、预警、预演、预案)功能的智慧水利体系。哈密石城子灌区信息化建设项目按照智慧水利相关规范,利用卫星遥感和无人机遥感等多种技术开展了灌区数据底板建设,支撑应用系统开发和业务应用,提升灌区水资源管理和地区“水安全”保障能力。     

中国林火卫星遥感预警监测技术研究进展

中国目前已形成了地面巡护、近地面监测、航空巡护和卫星监测等4级立体林火监测层次,但森林火灾仍是造成中国森林资源损失、森林生态环境安全和人身伤害的主要林业灾害。为对林火预警监测技术研究提供技术借鉴参考,本文从可燃物参数估测、烟区识别、着火点检测、森林大火燃烧动态监测、森林火烧迹地制图、森林火灾受害程度评价、森林燃烧生物量估算和火后植被恢复监测等8个方面,对中国近二十多年来开展的林火卫星遥感预警监测应用技术的研究进展、存在的技术问题和发展趋势进行了分析,并对构建服务于生态文明建设的天—空—地一体化的林火预警监测技术体系建设进行了展望。     

中国海洋卫星及应用进展

中国十分重视海洋遥感及其监测技术的发展,初步形成了具有优势互补的海洋遥感观测体系,并发挥了显著的经济和社会效益。其中,海洋一号(HY-1A/B)卫星已经广泛应用于中国海温预报业务系统、冬季海冰业务监测、夏季赤潮和绿潮监测、海岸带动态变化监测、近岸海水水质监测和渔业遥感监测等方面。海洋二号(HY-2A)卫星不仅填补了中国海洋动力环境卫星遥感的空白,也是目前国际上唯一在轨运行的集主被动微波遥感器于一身的综合型海洋动力环境卫星,具备同时获取风场、有效波高、海面高度和海面温度的能力。通过卫星获得的数据提高了中国海洋环境监测与灾害性海况预报的水平,为国民经济建设和国防建设、海洋科学研究、全球变化研究等提供了可靠的遥感数据,同时还在国际对地观测体系中发挥了重要作用,受到国内外用户的高度认可。海洋一号和海洋二号卫星系列为中国建立完善的海洋环境立体监测体系奠定了坚实基础。根据国家发展和"一带一路"建设的实施,在加快建设海洋强国、维护海洋权益和加快发展海洋经济的进程中对海洋遥感的发展也进一步提出了更高的要求和更紧迫的需求。为此,紧紧围绕国家海洋强国战略需求,在《国家民用空间基础设施中长期发展规划(2015年—2025年)》中专门规划了海洋观测卫星系列,服务于中国的海洋资源开发、环境保护、防灾减灾、权益维护、海域使用管理、海岛海岸带调查和极地大洋考察等方面,同时兼顾陆地和大气观测领域的需求。在充分继承已有HY-1A/B、HY-2A、高分三号(GF-3)和中法海洋卫星(CFOSAT)成功研制经验和应用成果的基础上,发展多种光学和微波遥感技术,建设新一代的海洋水色卫星和海洋动力环境卫星,具备卫星组网观测能力;发展海洋监视监测卫星,构建优势互补的海洋卫星综合观测体系。通过空间基础设施的建设,海洋遥感卫星必将在建设海洋强国的进程中发挥出重要作用。     

数字高程模型DEM的更新在土地利用动态监测的应用

土地利用信息动态监测是我国国土资源信息化建设的一个重要组成部分,也是广东省国土资源管理工作中一项基础性工作.广东省的土地利用动态遥感监测从2004年开始,每年开展一次,至2008年全面建立土地利用动态遥感监测体系.而每一年的土地利用动态监测工作的完成都有严格的时效性,使得生产单位对数据生产的效率、效益和质量必须作为一个重要的因素来进行考虑.数字高程模型DEM的更新应用在土地利用动态监测上,是各工序进行有效衔接和保证产品最终质量的必要前提.结合工作实践,以数字高程模型DEM如何利用其他3D数据(数字线划图DLG、数字正射影像图DOM、数字栅格地图DRG)或旧DEM数据的更新,为土地利用动态监测的工作提供重要的基础资料,从而保证产品的时效性和质量.     

Analysing the advantages of high temporal resolution geostationary MSG SEVIRI data compared to Polar Operational Environmental Satellite data for land surface monitoring in Africa

Since 1972, satellite remote sensing of the environment has been dominated by polar-orbiting sensors providing useful data for monitoring the earth's natural resources. However their observation and monitoring capacity are inhibited by daily to monthly looks for any given ground surface which often is obscured by frequent and persistent cloud cover creating large gaps in time series measurements. The launch of the Meteosat Second Generation (MSG) satellite into geostationary orbit has opened new opportunities for land surface monitoring. The Spinning Enhanced Visible and Infrared Imager (SEVIRI) instrument on-board MSG with an imaging capability every 15 min which is substantially greater than any temporal resolution that can be obtained from existing Polar Operational Environmental Satellite (POES) systems currently in use for environmental monitoring. Different areas of the African continent were affected by droughts and floods in 2008 caused by periods of abnormally low and high rainfall, respectively. Based on the effectiveness of monitoring these events from Earth Observation (EO) data the current analyses show that the new generation of geostationary remote sensing data can provide higher temporal resolution cloud-free (<5 days) measurements of the environment as compared to existing POES systems. SEVIRI MSG 5-day continental scale composites will enable rapid assessment of environmental conditions and improved early warning of disasters for the African continent such as flooding or droughts. The high temporal resolution geostationary data will complement existing higher spatial resolution polar-orbiting satellite data for various dynamic environmental and natural resource applications of terrestrial ecosystems.     

伶仃洋遥感动态监测

水利部珠江水利委员会以卫星遥感资料为信息源对珠江河口湾──伶仃洋进行动态监测已有13a的历史, 积累的资料有:1973年至1992年25个时相的各种潮情及水情的卫星影像资料。该动态监测研究主要是进行河口湾水体悬浮泥沙含量及其分布特征研究; 岸线和近岸浅滩地形及其动态变化研究; 流场特征研究; 河(海)岸及近岸工程的现状与变化及其对河口的水动力影响等研究。采用的主要技术方法是综合运用计算机和光学图像处理技术对卫星遥感图像进行处理, 并据河口水动力学与地学理论进行分析。分析成果为伶仃洋河口治理开发规划与工程实施、滩涂资源的合理开发、航道开发与治理等提供了新的科学依据。其中一些合理建议已为生产部门所采纳。发挥了很好的经济效益和社会效益。     

Remote sensing data from IRS satellites — past, present and the future

Under Indian Remote Sensing Satellite Programme, so far seven satellites have been launched to provide land, water, agricultural and Oceanographic information for resources monitoring and management under National Natural Resources Management System. The continuity of the data services is planned by way of providing improved multi-spectral data, panchromatic data, and oceanographic/atmospheric data, in the future also. The various errors in the satellite data namely radiometric and geometric errors which are to be corrected on ground before the data is put for use have been explained. The characteristics of the future satellites are also described in this article.     

基于激光雷达的自然资源三维动态监测现状与展望

激光雷达作为一种主动的三维遥感观测技术,在不同尺度的土地、矿产、森林、草原、湿地、水、海洋等自然资源的三维动态监测中发挥着越来越重要的作用.本文将在简要介绍激光雷达技术发展现状的基础上,重点阐述激光雷达技术在各类自然资源三维动态监测中的应用现状,同时对激光雷达在自然资源调查中的应用潜力和局限性进行综合分析,最后探讨以激...     

新一代水文遥感潜力展望

本文从我国水文遥感技术和应用的现状出发,以降雨量估算、土壤含水量探测、湖泊和巨型水库水位监测及大型水体水温监测为重点,阐述了新一代水文遥感的技术动向和发展趋势,点明了90年代我国水文遥感的研究方向。     

基于国产卫星影像的自然资源动态监测

准确及时地掌握山、水、林、田、湖、草系统变化状况,是自然资源管理重点关注的问题。卫星遥感技术具有宏观、综合、动态、快速的特点,能够应用于自然资源领域开展目标识别、信息采集与处理、分析与评估等工作,可作为自然资源监测的有效手段。本文以"土地、矿产、海洋"等重要自然资源要素为动态监测研究目标,基于多源多时相国产卫星遥感影像数据和各类审批、规划专题资料数据,开展自然资源动态监测研究。研究结果表明,深入挖掘国产卫星影像资源潜力,实现自然资源精细遥感监测服务模式是切实可行与高效的。     

基于遥感ET数据的水平衡模型构建及现状分析

区域水平衡分析是保证水资源可持续利用和经济可持续发展的基础。本文在对CPSP模型计算原理进行介绍基础上,选择该模型为北京市大兴区的区域水平衡分析工具。利用《北京市大兴区水资源综合规划》（2004）中径流量的计算成果、遥感ET及地下水实测数据对模型进行校验表明,模型径流计算结果与规划成果基本一致,模型能较好模拟腾发及地下水储量动态变化过程。现状分析表明：2004年缺水0.72亿m3,2005年缺水1.80亿m3。