多卫星遥感降水反演误差解译及其质量改进研究

降水在全球水循环和能量循环过程中发挥了至关重要的作用,也是全球气候变化最为敏感的关键参数之一。多卫星遥感降水产品的出现为大尺度气候研究提供了机会。论文以主流多卫星遥感降水产品为研究对象,针对多卫星遥感降水产品的误差、误差解译结果的不确定性和多卫星遥感降水产品的误差校正开展研究工作。     

SWOT卫星对青海湖的水位监测潜力研究

青藏高原湖泊群水位变化是反映全球气候变化的重要指标。在实测数据稀缺和现有卫星时空覆盖范围低的限制下,基于雷达干涉模式的新一代SWOT (Surface Water and Ocean Topography)卫星可为全球内陆水体提供高时空分辨率和高精度的水位信息,是对传统观测形式的有力补充。在卫星发射之前探讨其监测潜力具有重要意义。本研究以青藏高原最大的青海湖为例,使用CNES SWOT水文模拟器,模拟2010年—2018年类SWOT水位序列。通过分别采用实测水位、光学水位和雷达水位作为SWOT模拟器驱动,探讨了SWOT模拟器模拟精度对输入驱动的敏感性,并在多个尺度下评价了其模拟表现。结果表明：多种驱动数据情景下,类SWOT水位均可在季节和全年尺度上捕捉青海湖水位变化过程,相关系数和纳什效率系数分别在0.9—1.0和0.8—0.99变化;且可较好监测到青海湖水位长期变化趋势。SWOT具有监测青藏高原湖泊群水位动态的巨大潜力,能够有效观测湖泊水位变化。     

三种多卫星降水产品在中国大陆地区的性能评估

经地面降水观测资料校正的多卫星遥感降水产品的质量得到改进,但不同多卫星遥感降水校正产品的误差和性能在中国大陆地区缺乏相关的分析和比较,不利于用户对这些产品性能的理解及相关的降水数据使用。基于2015年和2016年的数据,研究采用降水探测能力指标和精度指标对经地面资料校正的MSWEP,IMERG和GSMaP的性能在中国大陆地区做了详细的性能评估,并为这些产品的误差校正算法提出改进方法和思路。     

多光谱卫星图像反演云空湿度场方法的改进

利用1998年6～8月GMS图像和分析区内近70个台站的地面和探空资料,在过去工作的基础上,通过引入地面实测湿度场相关资料作新的分析参量,建立了各标准等压面相对湿度统计分析新模型,改进了应用多光谱卫星图像反演三维湿度场的方法.通过比较和检验,证实新模型可有效改进大气湿度场的反演精度,特别是低层湿度场的反演精度.     

多源卫星观测的全球海洋次表层温度异常信息提取

基于表层卫星遥感观测的中深层海洋遥感对于了解海洋内部异常及其动力过程有重要意义。如何从现有的海洋表层遥感观测资料提取海洋内部关键动力环境信息场是具有挑战性的海洋遥感技术前沿。本文采用支持向量回归(SVR)方法,通过卫星遥感观测获取的多源海表参量(海表高度异常(SSHA)、海表温度异常(SSTA)、海表盐度异常(SSSA)和海表风场异常(SSWA)),选择最优参量输入组合,感知海洋次表层温度异常(STA),并用实测Argo数据作精度验证。结果表明SVR模型可准确估算全球尺度的STA(1000 m深度以浅);当SVR输入变量为2个(SSHA、SSTA)、3个(SSHA、SSTA、SSSA)、4个(SSHA、SSTA、SSSA、SSWA)时对应的平均均方差(MSE)分别为0.0090、0.0086、0.0087,平均决定系数(R2)分别为0.443、0.457、0.485。因此,除了SSHA和SSTA外,SSSA与SSWA的输入对SVR模型的估算有积极影响,有助于提高STA的估算精度。在全球增暖与减缓背景下,该研究可为从表层卫星遥感观测提取海洋内部热力异常信息研究提供重要技术支持,有利于拓展卫星对海观测范围。     

卫星遥感监测城市扩展与环境变化的研究

本文阐述应用北京地区自１９８４年至１９９２年４景秋季的ＴＭ图像，通过高精度几何配准，辐射水准归一化，热图像条纹噪声消除，各种干扰因素的识别．压抑、剔除，目标信息的增强、提取，以及背景影像的生成等图像应用处理，直接获得试区８年间城镇建设用地、绿地、水体，城市热岛等环境要素变化动态，快速制出客观反映城市扩展变化的系列图件。     

联合卫星重力和GNSS观测反演地震断层参数的研究EI北大核心CSCD

地震的发生会造成巨大的破坏和损失,大地测量技术能观测地震形变和反演地震断层的错动情况,对于减少地震灾害具有非常重要的现实意义。GNSS技术已广泛用于震源参数的反演工作,但对于发生在海域的地震,由于GNSS站点往往位于陆地一侧,导致对断层的约束 能力有限。卫星重力技术因其全天候、全球覆盖、连续性,以及不受地域地形限制等诸多特点,可弥补海洋一侧常规观测不足。联合GNSS和GRACE两种观测手段反演震源机制,可进一步提高反演海域地震的震源参数。为此,论文基于GRACE和GNSS观测的同震和震后形变,联合反演了断层参数和地幔黏滞性系数等,主要成果如下。     

多源卫星遥感数据陆表水体产品生成方法研究EI北大核心CSCD

陆表水体是水资源管理、水生态治理及洪水应急监测不可缺少的基础信息,多源卫星遥感为研制陆表水体产品奠定了坚实的数据基础。论文首先对目前陆表水体制图产品和方法进行总结,构建全球地表水体产品验证样本集,分析评估全球中高分辨率陆表水体产品制图精度,基于Google Earth Engine(GEE)遥感大数据平台开展2000年和2018年中国区域陆表水体频率产品研制,提出了针对多源国产中高分辨率陆表水体智能提取方法,分析了21世纪以来中国区域陆表水体时空变化特征。     

多卫星区域观测任务的侧摆方案优化方法研究

提出了多颗成像卫星对某一区域目标进行观测的侧摆方案优化方法。该方法主要包括调度预处理与优化两个步骤。在调度预处理阶段,集成STK软件解决了航天观测中时间窗口难以量化计算等问题;在优化阶段,建立数学优化模型,并基于遗传算法实现了模型的求解。     

试论多相关方卫星遥感研究项目的科学管理

多相关方卫星遥感研究项目在推进过程中常出现一些问题,可能影响到项目的顺利完成与成果交付.针对这些问题,本文结合项目管理科学理论框架,从资源、相关方、整合管理等3个方面探讨多相关方卫星遥感研究项目的管理现状和存在的问题,并给出相应的解决方案.     

基于空间数据库的多源异构卫星数据一体化管理研究

我国已经成为卫星遥感数据大国,但是在多源异构海量遥感数据的系统建设和技术研发方面,现行的遥感数据存储、处理以及服务技术将面临很大的挑战。本文基于空间数据库的空间对象模型和关系模式,设计了一套"空间-属性-体化"的多源异构卫星数据标准化数据结构,开发了多源异构卫星数据一体化管理应用原型系统,实现了多源异构卫星数据的自动化入库、统一查询检索和多样化处理等功能,为多源异构卫星影像数据及其辅助元数据的一体化管理提供解决方案。     

基于多源高分辨率卫星遥感影像的区域网平差方法研究

近年来,高分辨率卫星遥感影像因具有地物纹理信息丰富、光谱波段多、重访时间短等特征,在自然资源动态变化监测等对地观测应用方面已突显出越来越大的优势。本文主要研究基于多源的高分辨率卫星遥感影像的区域网平差方法,对比影像精度,以提高卫星遥感影像在实际生产中的应用效果。     

基于GF-1卫星数据的水库叶绿素a浓度联合反演研究

探明不同区域及不同营养状况下水库叶绿素a的共同敏感波段,基于G F-1号卫星16 m分辨率的多光谱WFV传感器影像构建叶绿素a浓度普适性反演模型.文中以湖南省3种不同营养状况的水库为研究对象,在实测高光谱及GF-1/WFV影像预处理基础上,对比实测高光谱数据与GF-1/WFV影像数据,采用相关性分析筛选叶绿素a敏感波段...     

多源高分辨率卫星影像监测黑臭水体的适用性研究

高分辨率卫星的幅宽一般很小,受云雨和轨道回访周期影响,单颗卫星的短时段内覆盖能力有限,因此,单一高分辨率卫星常常无法满足一定时段内的黑臭水体监测需求,需要多源卫星协同监测黑臭水体。为了分析多源高分辨率影像对黑臭水体遥感监测的适用性,本文基于地物光谱仪实测的水体遥感反射率数据,以GeoEye-1、WorldView-2、北京二号(DMC3)、高景一号SV1(SuperView-1)以及GF-PMS系列(GF-1/1B/1C/1D、GF-2、GF-6)传感器波段进行等效计算,结果表明:(1)采用反射率比值模型——BOI(Black and Odorous water Index)模型,GeoEye-1、WorldView-2、SuperView-1和GF-1/1B/1C/1D/2/6影像识别黑臭水体正确率均较高,分别为89.5%、89.5%、92.1%和92.1%。(2)BOI模型不适用于DMC3,这里采用了归一化水体指数NDWI≤0.55判别黑臭水体,识别正确率为89.5%。(3)BOI模型应用于仅有的2景同步卫星影像——GF-2影像,经实测数据验证,识别精度为83.3%,精度较高。针对通州区内的某重叠区,2016年—2021年10颗多源卫星影像协同观测的结果一致性较好,表明了多源遥感影像监测黑臭水体的适用性较好。综合考虑卫星影像空间分辨率和采购成本,给出了合理的协同观测建议。     

基于卫星遥感的关中盆地PM2.5浓度时空变化特征研究

空气污染与人类健康息息相关,是全世界关注的重要环境问题。空气动力学直径小于2.5μm的颗粒物(PM_2.5)是空气污染物的重要组成部分,基于高精度、高覆盖率的PM_2.5数据集,可以开展对PM_2.5浓度时空变化特征的研究,从而可为空气污染控制政策的制定提供重要科学依据。然而传统地面监测手段获取的PM_2.5浓度观测数据较为稀缺,不足以开展深入研究。利用PM_2.5粒子的消光特性,借助卫星遥感的气溶胶光学厚度(AOD)反演PM_2.5浓度,可以有效弥补地面监测站点观测数据的不足,目前已成为研究PM_2.5的重要手段。随着我国经济发展和城市化进程的加快,PM_2.5污染问题日益显著。