青藏高原冰雪消融区岩漠动态变化遥感监测研究现状与展望

青藏高原作为地球第三极增温明显,相关研究多集中于青藏高原冰雪动态,很少关注冰雪消融后岩漠的变化。岩漠通过地气相互作用影响着全球气候变化的区域差异。本文通过梳理青藏高原冰雪、冰雪消融区、岩漠动态变化遥感监测方法体系,着重分析了各遥感数据来源及提取方法的优缺点和适用性,并对基于遥感技术条件下青藏高原冰雪动态监测、冰雪消融区岩漠动态变化监测的数据来源、研究方法与技术进行了总结。目前,青藏高原冰雪动态变化遥感监测数据来源多样、研究方法成熟,而冰雪消融区岩漠动态变化遥感监测尚未形成系统研究。在人为干扰不明显背景下,青藏高原冰雪消融区岩漠的动态变化,在一定程度上也可作为对冰雪变化遥感监测的补充。     

多云多雨环境遥感研究与应用分析

云、雾、雨往往导致获取同步观测陆面-大气或海面-大气的遥感数据的复杂性,使得多圈层探测的遥感数据缺乏连续性、实时性、准确性和可用性。所以,多云、多雨环境一直成为遥感对陆面和海面探测与研究的瓶颈。对我国来说,只有实现在多云、多雨地区的全天候、全天时地对地观测,我国的遥感应用才能形成一个较为完整的体系。我们提出了多云、多雨地区遥感这个概念,介绍这方面的研究进展。为解决这一瓶颈问题,通过多云、多雨环境下对地观测系统数据获取与信息处理的多学科研究,提出发展适用于多云、多雨环境的对地观测系统的科学思路与方案。     

矿山地面灾害精准监测地学传感网系统

 研究矿山地面灾害监测传感网的理论和技术体系,建立矿山地面灾害监测地学传感网系统,进行矿区地面灾害精准监测及预报工作,对矿山及时准确科学预报、预防和减小地面灾害的损失,具有重要意义和作用。地学传感网主要是指采用GPS、测量机器人、倾斜传感器、位移传感器、温度和气压传感器、全景相机、CCD相机、视频传感器、RFID传感器、地面3D激光扫描仪和地基SAR等测地型传感器和测地辅助传感器,应用计算机网络和无线通信技术,通过传感器和数据库管理软件构建的地学传感网。矿山地面灾害精准监测地学传感网的理论,主要包括:矿山时空监测基准、矿山地面灾害监测地学传感网数据整合、监测空间数据聚类分析、矿山监测功能分区、矿山区域动态形变场理论和矿山地学传感网地理信息系统模型理论。 技术体系主要包括:监测空间数据库管理技术、数据通信传输技术和传感网地理信息系统平台技术。     

陆表水体遥感监测研究进展

江河湖泊等陆表水体在工农业生产、气候调节、生态系统维持等方面扮演着至关重要的角色。在气候变化与人类活动的作用下,陆表水体的空间分布始终在发生着变化,因而对其进行快速精准的时空变化监测对水资源管理与保护、未来气候变化预测等有着重要的意义。遥感技术为大范围水体动态监测提供了全新的技术手段,特别是在当前地球大数据背景下,水体提取算法不断改进,遥感数据源急剧增加,但缺乏对算法和数据演化过程的系统整理。鉴于此,本文对现有水体提取算法与遥感数据进行了综合梳理,归纳了单波段阈值法、多波段谱间关系法、水体指数与阈值法、支持向量机、随机森林、深度学习等常用算法的演变,以及遥感数据源由低（MODIS等）到中（Landsat等）和高（高分1/2号等）空间分辨率的发展过程,并在此基础上讨论了各算法与数据源在水体变化研究中的差异。此外,本文论述了数据处理平台由本地计算到高性能云计算平台（如谷歌地球引擎）的发展,云计算促进地表水变化研究由基于时间片段到基于时间序列连续过程分析的转变,以及云计算在大尺度范围的应用。最后,本文还对多源遥感数据融合与云计算平台的结合在地表水体连续变化监测中的应用进行了展望,并对不同类型水体提取的不确定性进行了讨论。     

Advances in Research on Soil Moisture by Microwave Remote Sensing in China

Soil moisture is an important factor in global hydrologic circulation and plays a significant role in the research of hydrology, climatology, and agriculture. Microwave remote sensing is less limited by climate and time, and can measure in large scale. With these characteristics, this technique becomes an effective tool to measure soil moisture. Since the 1980s, Chinese researchers have investigated the soil moisture using microwave instruments. The active re- mote sensors are characteristic of high spatial resolution, thus with launch of a series of satellites, active microwave remote sensing of soil moisture will be emphasized. The passive microwave remote sensing of soil moisture has a long research history, and its retrieval algorithms were developed well, so it is an important tool to retrieve large scale moisture information from satellite data in the future.     

Approach to modeling and virtual-reality-based simulation for plant canopy lighting

Over the past 20 years, significant progress has been made in virtual plant modeling corresponding to the rapid advances in information technology. Virtual plant research has broad applications in agronomy, forestry, ecology and remote sensing. As many biological processes are driven by light, it is the key for virtual plant to estimate the light absorbed by each organ. This paper presents the radiance equation suitable for calculating sun and sky light intercepted by plant organs based on the principles of the interaction between light and plant canopy firstly; analyzes the process principles of plant canopy primary lighting based on ray casting and projection secondly; describes the multiple scattering of plant lighting based on Monte Carlo ray tracing method and on the radiosity method thirdly; and confirms the research with 3D visualization based on Virtual Reality Modeling Language （VRML） finally. The research is the primary work of digital agriculture, and important for monitoring and estimating corn growth in Northeast China.     

FRAME DESIGN OF REMOTE SENSING MONITORING FOR VOLCANIC ACTIVITIES IN CHANGBAI MOUNTAINS

Volcanic eruption is one of the most serious geological disasters, however, a host of facts have proven that the Changbai Mountains volcano is a modem dormant one and has ever erupted disastrously. With the rapid development of remote sensing technology, space monitoring of volcanic activities has already become possible, particularly in the application of thermal infrared remote sensing. The paper, through the detailed analysis of geothermal anomaly factors such as heat radiation, heat conduction and convection, depicts the monitoring principles by which volcano activities would be monitored efficiently and effectively. Reasons for abrupt geothermal anomaly are mainly analyzed, and transmission mechanism of geothermal anomaly in the volcanic regions is explained. Also, a variety of noises disturbing the transmission of normal geothermal anomaly are presented. Finally, some clues are given based on discussing thermal infrared remote sensing monitoring mechanism toward the volcanic areas.     

作物胁迫无人机遥感监测研究评述

作物胁迫是全球农业发展的一个重要制约因素,实现快速、大范围、实时的作物胁迫监测对于农业生产具有重要意义。传统的作物胁迫监测方式,如田间调查、理化检测和卫星遥感监测总是受到各种田间条件或大气条件的制约。随着无人机和各种轻量化传感器的快速发展,其凭借高频、迅捷等优势为各种作物胁迫监测提供了一套全新的解决方案。本文在介绍了目前主流的多种无人机和传感器的基础上,首先对目前无人机遥感用于作物监测的主要胁迫类型进行了梳理,然后重点阐述了基于光谱成像和热红外传感器进行作物胁迫无人机遥感监测的应用和技术方法,最后提出了作物胁迫无人机遥感监测尚需解决的关键问题,并展望了未来无人机遥感用于作物胁迫监测的前景。     

农业土地利用遥感信息提取的研究进展与展望

农业用地占到全球土地面积近一半,农业土地利用（包括耕地及作物分布、种植制度、土地管理等）变化直接影响到粮食安全、水安全、生态安全和气候变化。遥感已经成为土地利用信息获取的重要手段,近年来中分辨率遥感卫星如Landsat、Sentinel以及中国高分卫星等的免费开放为国内外农业土地利用信息提取提供了前所未有的机遇,取得了一系列重要研究进展。本文从耕地分布、作物类型识别、农业种植制度以及农业土地管理4个角度分析了土地利用信息提取的最新研究进展。结果发现：① 耕地分布产品已经由过去的粗分辨率提升到10~30 m,耕地现状数据较为丰富,但挖掘遥感数据实现耕地变化历史回溯的能力有待加强;② 作物分类方面多采用地面调查数据和卫星遥感（Landsat和Sentinel-2为主）相结合的方式进行,在北美和欧洲得到了业务化运行,但对作物种植面积早期监测的能力有待加强;③ 基于遥感的农业种植制度信息获取（如撂荒）研究多集中在东欧等地区,在中国由于经济和政策因素导致的撂荒、轮作、休耕等现象也十分普遍,但具有针对性的遥感监测研究目前还相对缺乏;④ 农业土地管理措施信息提取方面,区域灌溉面积产品取得了重要进展,但数据的可靠性和准确性仍有待提高。在此基础上,我们结合遥感大数据、深度学习算法、云计算平台的发展对未来农业土地利用信息提取研究进行了展望：① 融合多源数据形成更高维度空间、光谱和时间信息的遥感大数据,提升特征提取和数据挖掘能力;② 机器学习和深度学习算法等智能化方法与基于地理学和物候信息的专家知识方法的耦合;③ 遥感云计算和大数据挖掘等前沿遥感和计算技术的应用。     

干旱遥感监测方法及其应用发展（可下载全文）

 干旱是世界上影响范围最广和造成社会经济损失最严重的一种自然灾害。本文从干旱遥感监测的不同角度出发,总结了目前干旱遥感监测的主要方法、应用状况及优缺点。主要包括针对裸土地表类型的热惯量法、微波法,针对植被覆盖地表类型的可见光、近红外、短波红外等波段反射率数据的归一化植被指数法、距平指数法、条件植被指数法、归一化差值水分指数、归一化干旱指数、植被供水指数等,以及热红外遥感数据的温度植被干旱指数、温度条件指数、作物缺水指数、水分亏缺指数等。最后,提出了加强干旱遥感监测技术研究的建议,同时指出将可见光和微波相结合的指数模型的研究是干旱遥感监测可能的发展方向。     

北斗和遥感技术在特高压交流输变电工程地质灾害预警中的应用研究

本文研究了基于我国北斗卫星导航系统和高分遥感技术进行特高交流输变电施工中地质灾害预警的理论和方法,该方法还将北斗卫星导航技术、遥感技术与特高压施工区的地质、气候、环境等多重因素相综合,形成了一套针对特高压交流输变电工程的地质灾害预警与防范机制,并开发手机APP预警信息发布功能。锡盟~山东特高压交流输变电工程施工实践证明,本文的理论技术方法是科学和实用的。     

卫星遥感在煤炭工业中的应用实践与展望

本文简要介绍了卫星遥感在煤炭资源及煤炭伴生矿产资源调查、煤炭基地水资源调查、煤矿生产中地质灾害调查预报、煤层自燃监测和矿区环境调查监测等方面的应用实践及取得的主要成果。     

卫星气候数据集的应用研究与发展分析

卫星气候数据集是卫星气候研究的基础。在规范卫星气候数据集基本概念的基础上,针对现有基本气候数据集（FCDR）和专题气候数据集（TCDR）的分类方式,无法反映卫星气候数据特点的问题,认为应将专题气候数据集进一步划分为单一遥感仪器专题气候数据集、多种遥感仪器融合专题气候数据集及卫星与多源资料融合专题气候数据集等几类。这种分类方法便于用户更好地了解和使用卫星气候数据。然后,重点围绕基本气候变量和基本卫星气候变量含义、卫星气候数据集生产规范、国内外主要卫星气候数据生产计划等方面,综述了卫星气候数据集建设及规范化生产已取得的最新研究进展。在此基础上,分析了卫星气候数据集建设和应用中存在的主要问题,展望了卫星气候数据集发展,同时对我国卫星气候数据集建设提出具体建议。     

典型地物波谱库的数据体系与波谱模拟

本文讨论典型地物波谱知识库的数据体系与地物波谱模拟的相关问题 ,并给出波谱知识库支持的农业定量遥感应用示例。波谱知识库的数据体系强调波谱参数与环境参数的配套 ,波谱数据测量是在相关规范的支持下完成的 ,质量控制贯穿于数据采集的全过程。波谱模拟通过遥感物理模型完成 ,模拟波谱计算包括地表参数的时间、空间扩展与遥感物理模型运算。最后以作物生长模型结合植被组分光谱模型和冠层遥感模型为核心 ,构造了定量遥感的农业示例。     

数字农业——数字地球的应用之一

本文描述了数字农业的概念和内容, 目前的状态和趋势。信息技术、空间技术和微电子技术使传统农业产生了革命性的变化。数字农业是以大田耕作为基础, 以先进的高技术为支撑的集约化和信息化的农业技术系统。它是指从耕作、播种、灌溉、施肥、中耕、田间管理、植物保护、产量预测到收获、保存、管理等过程实现数字化、网络化和智能化, 应用遥感、遥测、遥控、全球定位系统和计算机等先进技术, 以及智能化的农业设备, 实现农业生产和管理的数字化。使每一平方米的土地得到最优化的使用。形成一个包括对农作物、土地、土壤从宏观到微观的监测、预测农作物生长、发育状况以及环境要素的现状和动态分析、诊断预测、耕作措施、管理方案的决策支持在内的信息农业技术系统。本文首先描述遥感和遥测技术在农业监测和预报中的作用, 介绍了GPS、GIS和自动化农机的一体化技术以及数字农业技术系统的构成。     

青藏高原冰川变化遥感监测研究综述

在全球变暖影响下,青藏高原冰川消融造成的冰川径流增大、冰湖溃决等问题威胁着山区及其周边居民的生命财产安全,对青藏高原冰川变化的研究日益紧迫。本文综述了国内外山地冰川变化遥感监测手段的发展、冰川面积及冰面高程变化的遥感监测研究现状、存在问题与发展趋势,并总结了中国青藏高原冰川变化遥感监测研究的主要成果。此外,本文基于2003-2009年ICESat/GLAS数据,计算了青藏高原各山区冰面高程变化及其冰川消融量。结果显示：青藏高原冰川面积持续减少,青藏高原冰面高程的平均变化为-0.24±0.03 m/a,冰川融水量为-14.86±11.88 km³/a,冰川变化呈现从青藏高原东、南外缘山区往内陆与西、北部山区减慢的时空特征。     

高分辨率遥感影像目标分类与识别研究进展

高分辨率遥感影像的目标分类与识别,是对地观测系统进行图像分析理解,以及自动目标识别系统提取目标信息的重要手段。本文综述了当前国内外在可见光、红外、合成孔径雷达和合成孔径声纳等遥感影像的目标分类与识别的关键技术和最新研究进展。首先,讨论了高分辨率遥感影像的目标分类与识别问题的主要研究层次和内容;其次,深入分析了高分辨率遥感影像目标分类与识别,在滤波降噪、特征提取、目标检测、场景分类、目标分类和目标识别的关键技术及其所存在的问题;最后,结合并行计算、神经计算和认知计算等技术,讨论了目标分类与识别的可行性方案。具体包括：（1）高性能并行计算在高分辨率遥感图像处理的主流技术,并给出了基于Hadoop+OpenMP+CUDA的高分辨率遥感影像混合并行处理架构;（2）深度学习对于提升目标分类和识别精度的应用前景,以及基于深度神经网络的多层次遥感影像目标识别方法;（3）认知计算在解决遥感影像大数据不确定性分析的模型与算法,并讨论了层次主题模型的多尺度遥感影像场景描述方案。此外,根据媒体神经认知计算的相关研究,探讨了遥感影像大数据的目标分类和识别的发展趋势和研究方向。     

风云三号A星(FY-3A)的主要性能与应用

我国的气象卫星发展计划始于上世纪70年代,它包括极轨和静止两个系列卫星,以及相应的地面应用系统。气象卫星由航天科技集团公司负责组织研发,第二代极轨气象卫星系列的第一颗星--风云三号A星(FY-3A)于2008年5月27日在太原卫星发射中心成功发射,它又如太空中的一个流动气象观测站,对地球-大气进行全天候、全天时、三维、定量、多光谱的不间断观测。卫星观测资料通过地面加工处理后生成各类产品数据,例如,大气温度和湿度随高度的分布及变化、云参数、雪和冰、大雾、气溶胶、臭氧、辐射等,可用于气象、气候、农、林、牧业、海洋、水文等多领域。风云三号A卫星数据和产品可通过多种方式向用户提供使用。两年来,在奥运、汛期、生态和自然灾害监测中发挥了重要作用。风云三号A星已是世界气象组织全球对地观测系统的重要成员,不仅为我国经济社会提供服务,同时也服务于世界各国。本文综合性地介绍了我国第二代极轨气象卫星系列首发星的主要特点,分析了可能的应用领域,并给出代表性的产品和应用实例。     

PRELIMINARY STUDY ON SAND—DUST STORM DISASTER AND COUNTERMEASURES IN CHINA

As a kind of natural disasters,sand-dust storms frequently occur in deserts and their surrounding areas.The occurrence of this disaster in Chinaˊs north west and north china has exerted an extremely adverse effect upon the environ-ment in China.The management of sand-dust storms is of a systematic project closely related with the environment such as agriculture,ecosystem,forestry,water conservancy,meteorology and other aspects.Therefore,studies of the forma-tion,the basic eatures,causes,temporal-spatial distribution,developing-trend and related disasters of sand-dust storms in China are conducted based on satellite data.The experience of sand-dust storms control and countermeasures in the Unit-ed States and some other countries are referred.Meanwhile,preliminary countermeasures relating to sand-dust storms in China are proposed.     

Remote sensing of ecosystem services: An opportunity for spatially explicit assessment

Ecosystem service is an emerging concept that grows to be a hot research area in ecology. Spatially explicit ecosystem service values are important for ecosystem service management. However, it is difficult to quantify ecosystem services. Remote sensing provides images covering Earth surface, which by nature are spatially explicit. Thus, remote sensing can be useful for quantitative assessment of ecosystem services. This paper reviews spatially explicit ecosystem service studies conducted in ecology and remote sensing in order to find out how remote sensing can be used for ecosystem service assessment. Several important areas considered include land cover, biodiversity, and carbon, water and soil related ecosystem services. We found that remote sensing can be used for ecosystem service assessment in three different ways: direct monitoring, indirect monitoring, and combined use with ecosystem models. Some plant and water related ecosystem services can be directly monitored by remote sensing. Most commonly, remote sensing can provide surrogate information on plant and soil characteristics in an ecosystem. For ecosystem process related ecosystem services, remote sensing can help measure spatially explicit parameters. We conclude that acquiring good in-situ measurements and selecting appropriate remote sensor data in terms of resolution are critical for accurate assessment of ecosystem services.