我国遥感科学与技术发展现状

本文主要介绍了我国遥感科学与技术发展的现状,包括航天和航空对地观测体系、地面卫星数据接收体系和遥感空间数据处理。涉及机载POS、三维激光扫描与成像、遥感成像机理与定量化反演、高光谱卫星影像处理、高空间分辨率卫星影像处理、多时相多传感器卫星影像处理、雷达影像处理与雷达干涉测量等技术。     

基于国产卫星数据的矿山遥感监测一体化解决方案——以西藏自治区为例

随着高分辨率国产遥感卫星数据的推广应用,矿山遥感监测必将成为该数据的重要应用领域之一。结合西藏自治区矿山遥感监测工作的特点,以资源一号02C(ZY-1 02C)及高分一号(GF-1)卫星影像为数据源,在ArcGIS环境下,提出并实现了从国产卫星遥感数据管理、增强与校正、信息提取、统计分析以及成果图制作等一体化解决方案。该研究成果有助于推进国产卫星遥感数据在矿山遥感监测领域的应用广度和深度,为大规模开展多期次动态矿山遥感监测工作提供技术支持和应用范例。     

近实时中高空间分辨率森林火灾监测系统展望

森林火灾是最为常见的灾害之一,严重危及人类生命安全。及时准确监测森林火灾的发生及火场状况,对应对火灾及减少损失至关重要。当前,森林火灾卫星遥感监测主要以低空间分辨率的卫星遥感为主,空间分辨率过低导致无法探测规模较小火灾及掌握详细火场态势。针对这一问题,结合近些年中高空间分辨率卫星观测、共享及处理能力的发展,本文从森林火灾卫星遥感监测的基本原理、当前可用中高空间分辨率卫星数据及其特点、中高分辨率森林着火区监测算法,以及数据共享与云端存储与计算等4个技术环节,对森林火灾中高分辨率卫星遥感监测当前研究现状与存在问题进行了总结,阐述了近实时中高空间分辨率森林火灾监测系统的可行性。近实时中高空间分辨率森林火灾监测系统可对已有低空间分辨率森林火灾监测体系形成重要补充,依托其空间分辨率的优势有助于及早、准确发现小规模火情,进而为森林火灾的防治与管理提供更好支撑。     

多源遥感数据协同滑坡应急监测应用研究

在分析总结多源遥感数据在滑坡应急监测方面的应用研究现状与趋势的基础上,提出了一个基于高分辨率光学卫星遥感数据、卫星雷达数据和无人机遥感数据的多源遥感数据协同滑坡应急监测方法,构建了数据获取、快速处理和应急监测信息提取的技术流程;并通过恩施屯堡乡滑坡应急监测的实际案例,验证了多源遥感数据协同作业在滑坡应急监测中的应用,具...     

基于机载多光谱遥感数据的溢油信息提取方法

为研究应用紫外-可见光-近红外-热红外遥感数据识别海上溢油的方法,利用机载多光谱溢油监测设备获取了舟山海域多光谱遥感数据,并利用野外地物光谱仪获取了水体和油膜的反射光谱。通过提取并分析机载多光谱遥感图像上多目标的影像特征和光谱响应特征,利用决策树分类法对海上油膜相对厚度的分布进行分类和制图。研究表明,基于机载多光谱遥感数据的溢油信息提取方法总体分类精度达93.7%,能够准确区分薄油膜和厚油膜,可有效提取海洋溢油污染信息,完全能够满足海洋溢油污染遥感监测需求。     

资源三号卫星在区域地质灾害应急监测中的应用——以山西省为例

遥感技术已成为当前应对突发地质灾害应急监测的一种重要技术手段。本文将资源三号卫星遥感影像应用于区域地质灾害应急监测中,研究了资源三号卫星区域RPC参数的修正方法,并联合DEM和控制点建立了区域影像快速正射纠正的方法流程;利用长治地区的资源三号卫星影像进行了正射纠正试验与分析,总体满足区域地质灾害应急监测对遥感影像的精度要求。利用该方法制作完成的地质灾害区域遥感影像已应用于山西省突发地质灾害遥感监测指挥系统项目中并取得了较好的应用效果。     

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。     

闪电河流域农牧交错带微波遥感土壤水分产品评价

空间网格分辨率为9 km的SMAP (Soil Moisture Active and Passive)、0.1D (Degree)的ASCAT (The Advanced Scatterometer)、 25 km的FY-3B以及25 km ESA-CCI (European Space Agency-Climate Change Initiative)是较为广泛应用的卫星遥感土壤水分产品,对数据质量的评价是进一步应用于旱情监测、蒸散发估算等研究的前提。本研究基于2018年9月在闪电河流域内蒙古农牧交错带区域开展的碳、水循环与能量平衡遥感综合试验,采用近似同步的两种尺度观测数据即点尺度地面实测土壤水分数据以及面尺度(1 km×1 km)机载土壤水分数据,利用RMSE (Root Mean Square Error), MAE (Mean Absolute Error),R (Correlation Coefficient),Bias以及ubRMSE (unbiased Root Mean Square Error)等评价指标分别对SMAP, ASCAT, FY-3B, ESA-CCI土壤水分卫星遥感产品进行了评价。本研究利用机载土壤水分数据作为桥梁,实现了从点尺度地面实测土壤水分数据、至面尺度(1 km×1 km)机载土壤水分数据、再至粗格网面尺度(9 km×9 km、0.1 D×0.1 D、25 km×25 km)卫星遥感土壤水分产品的对比分析过程。利用地面观测值对机载观测土壤水分开展评价分析,发现在裸土区域,机载土壤水分数据与地面实测数据较为一致,RMSE, MAE, Bias, ubRMSE以及R值分别为0.033 cm~3/cm~3,0.030 cm~3/cm~3,-0.004 cm~3/cm~3, 0.033 cm~3/cm~3, 0.474。对卫星土壤水分产品的评价结果显示,SMAP的9 km土壤水分卫星产品与地面观测更为一致,其RMSE,MAE,Bias,ub RMSE以及R值分别为0.037 cm~3/cm~3,0.032 cm~3/cm~3,-0.008 cm~3/cm~3, 0.036 cm~3/cm~3, 0.507。SMAP, ASCAT, FY-3B以及ESA-CCI与机载土壤水分数据有更高的相关性,R值分别为0.735, 0.558, 0.558, 0.575。综上,闪电河流域实验区内的4种卫星遥感土壤水分产品中,SMAP产品与地面土壤水分、机载土壤水分数据均较为一致,其次是FY-3B与ESA-CCI。     

卫星遥感在河南省国土资源管理工作中的应用及展望

本文通过对卫星遥感在河南省国土资源管理工作中应用情况的回顾和总结,提出了卫星遥感在土地利用遥感监测、卫片执法检查、建设用地监管平台和土地管理“一张图”建设、地质环境与地质灾害调查与监测、矿业活动调查与监测等国土资源管理方面的应用展望,较好地发挥了卫星遥感数据在国土资源管理工作中最直接、最便捷、最翔实的功效。     

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。     

基于遥感数据的森林火灾监测研究概述

研究和总结了遥感数据在森林火灾监测中的应用,研究对象主要是NOAA和MODIS,内容包括遥感监测火灾的原理、基于2种数据的森林火灾监测算法以及目前的研究现状。最终得出结论:MODIS数据在林火监测的准确率和定位精度等方面较NOAA卫星有较大的提高,动态监测具有较好的应用前景。     

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。     

航空红外扫描在探测大兴安岭森林火灾中的作用

航空红外扫描仪是森林防火的设备之一,在大兴安岭特大森林火灾中,它在地面被浓烈的烟雾笼罩下及时把地面的火情记录下来,迅速向前线灭火指挥部报告火情地点及火势的发展情况。在一般目视方法无法报出火情的情况下,航空红外扫描所提供的火情资料,成为灭火指挥部调动地面灭火大军的依据。本文简要介绍红外探火的原理和设备,着重介绍红外探火的基本方法和应用效果。该项成果不仅扩大了红外遥感技术的应用范围,而且发展了红外探火的方法。     

卫星遥感应急监测信息服务框架设计与应用——以四川木里森林火灾为例

构建及时、有效的卫星遥感应急监测信息服务框架,是开展自然灾害应急救援能力建设的重要内容。本文以数据统筹管理、多源数据处理、应灾信息分析及信息服务快速发布等关键技术为核心,依托高效互联机制和高速数据通道,构建了卫星遥感应急监测信息服务框架。通过在四川木里森林火灾应急遥感监测中的具体应用,实现了对灾前灾后数据的实时推送,以及灾区遥感解译图、三维地形、救援通达性及火灾变化等综合信息服务的及时发布,为四川省火灾一线救援工作提供了科学指导,为新时期国家应急能力建设提供了探索性技术途径。     

面向"数字城市"的遥感信息获取与处理系统

随着数字城市的兴起,城市空间信息的快速获取和处理成为"数字城市"建设的关键内容之一.高分辨率卫星遥感和航空遥感因其分辨率高,在城市空间信息的获取和更新上可以发挥独特的作用. 本文对适应"数字城市"的航空遥感信息模块化获取和高分辨率遥感数据处理技术进行了阐述,并通过机载三维成像仪的数据获取,说明航空遥感在数字城市中的作用.     

森林火灾的卫星预警与监测系统研究

林火卫星预警系统是一种在遥感技术和GIS工具支持下的新型林火综合监测系统,其快速、及时、宏观、准确的特点,使其在林火监测上具有很大优势,是有发展前途的林火监测手段。     

煤田隐蔽火源多源遥感探测研究

地下煤火分布广泛,屡治不止,造成资源浪费、生态破坏。中国是世界上煤火灾害最严重的国家,80%的煤层有自燃倾向。煤田隐蔽火源的快速、全面、及时、精准探测是实现防灭火及生态治理的基础和前提,多源遥感极具应用潜力,但需穿透地表、深入地下,存在诸多瓶颈。将煤田隐蔽火源多源遥感探测问题抽象为同源（同一地下自燃火源）、多象（地表形成的多种异常现象）、多像（多源遥感拍摄的包括多种地表异常信息的影像）关键节点及同源多象-象像映射-源象传递-多像识源研究链条进行分析,在此基础上探讨煤田隐蔽火源多源遥感探测的技术瓶颈,给合中国新疆维吾尔自治区阜康、米泉、宝安等火区隐蔽火源探测实际,给出在极化时序InSAR火区形变探测、时空温度阈值法火区圈定、多源卫星遥感火区联合识别、无人机火区监测试验等方面的研究进展及效果,展望了地下煤火多源天空地井协同感知认知研究的发展方向。     

Status and future of laser scanning, synthetic aperture radar and hyperspectral remote sensing data for forest biomass assessment

This is a review of the latest developments in different fields of remote sensing for forest biomass mapping. The main fields of research within the last decade have focused on the use of small footprint airborne laser scanning systems, polarimetric synthetic radar interferometry and hyperspectral data. Parallel developments in the field of digital airborne camera systems, digital photogrammetry and very high resolution multispectral data have taken place and have also proven themselves suitable for forest mapping issues. Forest mapping is a wide field and a variety of forest parameters can be mapped or modelled based on remote sensing information alone or combined with field data. The most common information required about a forest is related to its wood production and environmental aspects. In this paper, we will focus on the potential of advanced remote sensing techniques to assess forest biomass. This information is especially required by the REDD (reducing of emission from avoided deforestation and degradation) process. For this reason, new types of remote sensing data such as fullwave laser scanning data, polarimetric radar interferometry (polarimetric systhetic aperture interferometry, PolInSAR) and hyperspectral data are the focus of the research. In recent times, a few state-of-the-art articles in the field of airborne laser scanning for forest applications have been published. The current paper will provide a state-of-the-art review of remote sensing with a particular focus on biomass estimation, including new findings with fullwave airborne laser scanning, hyperspectral and polarimetric synthetic aperture radar interferometry. A synthesis of the actual findings and an outline of future developments will be presented.     

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。     

森林火灾后生态变化遥感监测评价模型的构建方法研究

通过攀西林区云南松林的一系列旧火烧迹地的更新恢复和生态变化的遥感调查，对各生态因子的空间分布特征及生态变化的影响规律进行分析，确定了评价因子（变量）及其评价标准，利用遥感信息，以及地形、土壤、林分和林木受害程度等要素的８个因子的模糊综合评判结果和火烧年限等为变量，通过多组数据的多元统计分析，建成森林火灾后生态变化遥感监测评价模型，经野外调查结果验证分析，达到了预期的攻关目标。为使该模型能适应森林生态遥感监测运行系统的需要，对各监测因子数据的获取、植被指数的提取等方面进行了深入的方法探索。