从无人机遥感、数据融合、生态价值谈自然资源要素综合观测体系构建

自然资源要素综合观测体系建设是自然资源部全面贯彻习近平生态文明思想、践行山水林田湖草是生命共同体发展理念、实施自然资源"两统一"管理的重要举措.这项基础性、公益性、紧迫性的建设工程对于解决我国自然资源长期且连续定位观测研究不够、预判资源环境数据支撑不足、实现以自然资源综合区划为管理单元、评价资源综合承载力、研究资源间耦合平衡过程、预判资源环境生态演变趋势及优化自然资源空间结构配比,具有十分重要意义.自然资源调查、监测与观测研究是获取自然资源现状、预判未来状态的主要手段.我国自然资源调查、监测体系相对完善,但观测研究体系相对不系统,数据积累相对不足.为了更好地搭建自然资源要素综合观测体系,分别从无人机遥感观测、数据融合及自然资源资产价值方面给出了建议:充分利用和发挥无人机组网遥感观测、倾斜摄影测量等技术,开展自然资源立体观测;借鉴降水、陆面、海表和三维云气象多元数据融合经验,开展自然资源要素综合的数据融合;利用森林资源生态服务价值评价经验,开展自然资源资产价值核算.这些建议对自然资源综合观测体系的科学构建具有借鉴作用.     

从无人机遥感、数据融合、生态价值谈自然资源要素综合观测体系构建

自然资源要素综合观测体系建设是自然资源部全面贯彻习近平生态文明思想、践行山水林田湖草是生命共同体发展理念、实施自然资源“两统一”管理的重要举措。这项基础性、公益性、紧迫性的建设工程对于解决我国自然资源长期且连续定位观测研究不够、预判资源环境数据支撑不足、实现以自然资源综合区划为管理单元、评价资源综合承载力、研究资源间耦合平衡过程、预判资源环境生态演变趋势及优化自然资源空间结构配比,具有十分重要意义。自然资源调查、监测与观测研究是获取自然资源现状、预判未来状态的主要手段。我国自然资源调查、监测体系相对完善,但观测研究体系相对不系统,数据积累相对不足。为了更好地搭建自然资源要素综合观测体系,分别从无人机遥感观测、数据融合及自然资源资产价值方面给出了建议: 充分利用和发挥无人机组网遥感观测、倾斜摄影测量等技术,开展自然资源立体观测; 借鉴降水、陆面、海表和三维云气象多元数据融合经验,开展自然资源要素综合的数据融合; 利用森林资源生态服务价值评价经验,开展自然资源资产价值核算。这些建议对自然资源综合观测体系的科学构建具有借鉴作用。     

草地植被盖度的多尺度遥感与实地测量方法综述

植被盖度作为一个重要的生态学参数被用在许多气候模型和生态模型中。地表实测和遥感测量是获取植被盖度的两种基本途径。以草地植被盖度的测量为研究对象,综合讨论了目前地表实测和遥感测量常用的方法,分析了它们的优缺点,并对如何提高草地植被盖度的测量精度做出展望。数码相机、高光谱遥感以及多尺度遥感数据的综合使用可能是未来草地植被盖度测量发展的趋势。     

基于多尺度循环注意力网络的遥感影像场景分类方法

高分辨率遥感影像场景分类一直是遥感领域的研究热点.针对遥感场景对尺度的需求具有多样性的问题,提出了一种基于多尺度循环注意力网络的遥感影像场景分类方法.首先,通过Resnet50提取遥感影像多个尺度的特征,采用注意力机制得到影像不同尺度下的关注区域,对关注区域进行裁剪和缩放并输入到网络.然后,融合原始影像不同尺度的特征及其关注区域的影像特征,输入到全连接层完成分类预测.此分类方法在UC Merced Land-Use和NWPU-RESISC45公开数据集上进行了验证,平均分类精度较基础模型Resnet50分别提升了1.89%和2.70%.结果表明,多尺度循环注意力网络可以进一步提升遥感影像场景分类的精度.      

面向生态文明的自然资源综合评价体系

以可持续发展思想为指导,以生态文明观念为基础,从中国国情出发,分析了自然资源综合评价的重要意义和必要性。从生态文明的视角提出自然资源综合评价的概念框架,并且从自然资源系统的适应性评价、自然资源的价值评估、自然资源核算体系、自然资源开发利用的环境影响评价、自然资源开发利用的关联评价等方面对自然资源综合评价体系的构建进行了探讨。     

高原生态脆弱区钻探技术体系综合研究与示范

高原生态脆弱区若尔盖铀矿田是我国四大基本类型铀矿田之一,地处高原藏区、生态脆弱、山高坡陡,地层为灰岩、硅灰岩及碳质板岩交互,区内断裂构造发育,岩层产状陡,孔内漏失、垮塌、水敏缩径及孔斜并存,导致取心率低、钻进效率低、质量差。解决若尔盖钻探技术难题是一项系统工程,从改善孔内安全、提高钻进效率、改善施工质量、减少钻机搬迁及提高搬迁效率等方面集成创新、综合治理,形成一套适合若尔盖复杂地层的综合钻探技术体系,在西部高原及深孔复杂地层钻进具有示范与推广作用。     

基于遥感影像多尺度分割与地质因子评价的滑坡易发性区划

区域滑坡易发性的研究是滑坡空间预测的核心内容之一。从影像多尺度分割和面向对象的分类理论出发,以研究区遥感影像的熵、能量、相关性、对比度共4个参数作为影像纹理因子提取易发性特征,利用滑坡所处区域的库水影响等级、坡度、斜坡结构、工程岩组4类地质因子分析地质背景,搭建C5.0决策树的易发性分类模型,实现了对研究区内4类滑坡易发性单元的预测。结果表明：高易发性单元的工程岩组通常发育为软岩岩组和软硬相间岩组,且坡度在15°～30°之间;模型显示该区域训练样本和测试样本平均正确率达91.64%,Kappa系数分别为0.84,0.51,因此这种基于影像多尺度分割与地质因子分级的滑坡易发性分类研究具有一定的适用性。     

地球空间数据集成多尺度问题基础研究

多尺度数据集成是地球空间数据集成中最难处理的问题。将多尺度数据的集成分解为空间和时间多尺度数据集成,在分析应用项目对数据尺度需求的基础上,就两种多尺度数据集成的传统和数据意义上的集成方法进行了详细的探讨。     

基于多尺度遥感数据估算地表通量的方法及其验证分析

地表水热通量(显热通量、潜热通量)的遥感估算在全球气候变化、水资源、生态环境等研究领域具有重要的应用价值.MODIS数据的空间分辨率较低(热红外波段星下点为1 km),而地球表面的几何物理属性又具有高度非均匀性,因而在实际应用中面临较严重的尺度问题.探讨了多源卫星数据(中高分辨率Landsat TM与中低分辨率MODIS)相结合佑算像元通量的2种方法,分别利用高分辫率的地表分类及植被指数信息在混合像元内部进行亚像元处理,以提高非均匀地表混合像元的通量估算精度.研究数据来自于2008年黑河流域综合实验获取的遥感数据和辅助数据,验证数据来自于实验期间获取的不同下垫面的地表通量数据,包括涡度相关(EC)数据,以及大孔径闪烁仪(LAS)数据.计算结果表明,2种方法皆可在下垫面不均匀或者地表类型较复杂的情况下得到比较明显的纠正效果,纠正后的通量与观测更加接近.相比之下,利用植被指数分解温度的方法适用性更广,纠正效果更好.在地面验证中,对比分析了EC和LAS数据在TM尺度和MO-DIS尺度通量验证的适用性.LAS数据测量尺度与MODIS卫星像元尺度相匹配,可以直接验证MODIS通量计算结果,EC数据虽然可以直接验证TM计算的通量,但与MODIS数据对比,还需要进行尺度转换,即先用EC验证TM通量,然后将TM通量降尺度,与MODIS进行对比.最后对利用LAS验证通量的不确定性进行了分析,发现图像中LAS测点的几何定位误差以及LAS测量路径中像元的选取都对验证结果有一定影响.     

多源遥感数据反演土壤水分方法

基于ASAR-APP影像数据和光学影像数据,根据水云模型研究了小麦覆盖下地表土壤含水量的反演方法。利用TM和MODIS影像构建的植被生物、物理参数与实测小麦含水量进行回归分析,发现TM影像提取的归一化水分指数(NDWI)反演精度较好,相关系数达到0.87。根据这一关系,结合水云模型并联立裸露地表土壤湿度反演模型,建立了基于多源遥感数据的土壤含水量反演模型和参数统一求解方案。反演结果表明:该方案可得到理想的土壤水分反演精度,并可控制参数估计的误差。反演土壤含水量和准同步实测数据的相关系数为0.9,均方根误差为3.83%。在此基础上,分析了模型参数的敏感性,并制作了研究区土壤缺水量分布图。     

星载合成孔径雷达遥感及多卫星遥感数据融合方法

合成孔径雷达（ＳＡＲ）数据，以其特有的成像机理和对地物信息的属性描述及其全天时、全天候作业能力，形成了对传统多光谱遥感数据的互补。通过数据融合技术，可以优化遥感信息资源，实现多卫星遥感数据的优势互补，使遥感信息得到最大限度的利用，从而为地学研究中的各种模型方法和决策系统提供科学依据。根据信息的抽象程度不同，融合可分为原始数据融合、目标级融合和决策级融合三个层次。在不同的层次具有相对应的信息融合方法。     

利用卫星遥感资料反演感热和潜热通量的研究综述

区域平均感热和潜热通量是气象、水文、生态模式中的关键物理因子,卫星遥感反演为观测区域平均感热和潜热通量提供了可能。对利用卫星遥感资料反演地气通量的方法进行了总结和评述。首先描述了现在常用的反演方法,分析了方法中的各种假定对反演结果的影响,并对不同的模式反演结果进行了比较。还指出了评价卫星反演通量的精度时需要注意的问题。最后对该领域内现存的问题与发展方向进行探讨。     

遥感数据专题分类不确定性评价研究：进展、问题与展望

从遥感数据中提取专题类别信息是当前遥感数据最主要的应用领域之一。由于遥感分类专题信息广泛应用于各种领域，其数据质量受到越来越多的关注。不确定性是评价分类专题类别数据质量最主要的方面。回顾了遥感数据专题分类不确定性评价方法的历史，总结了当前各种评价方法及其指标体系，将这些方法归结为基于误差矩阵的方法、模糊评价方法、像元尺度上的不确定性评价方法和其它方法四大类。对每一类不确定性评价方法及其指标体系的优点和缺点进行了分析和总结，指出从理论方法研究方面，需要优先发展独立于分类方法的像元尺度上的遥感分类不确定性评价模型与指标体系，以及统一的遥感数据分类不确定性评价模型体系研究；在应用研究方面，需要加强优化空间采样设计和不确定性评价过程标准化研究。     

水平和垂直尺度乔、灌、草覆盖度遥感提取研究进展

植被覆盖及其变化是区域生态系统环境变化的重要指示,而植被覆盖度是植物群落覆盖地表状况的一个综合量化指标,是生态模型、碳循环、水循环模型等的重要特征参量。传统的植被覆盖度是指一定尺度下所有植被(乔、灌、草)覆盖的综合反映值,当考虑植被垂直方向的异质性,垂直尺度的乔、灌、草覆盖度提取为定量化准确衡量生态环境、全球气候变化等领域提供更具有生态意义的植被参量。目前,遥感大面积估算水平尺度乔、灌、草覆盖度已有比较成熟和可靠的算法,主要方法有：植被指数法、回归分析法、分类决策树法、神经网络法、像元分解模型法、物理模型反演法等,其估算精度基本能达到应用要求。植被垂直方向的异质性给垂直尺度乔、灌、草覆盖度遥感提取带来较大挑战,垂直尺度上的乔、灌、草覆盖度遥感提取的研究在欧美等国已经有了一定规模的开展,在国内则处于起步阶段。遥感提取垂直尺度乔、灌、草覆盖度的主要手段有：激光雷达（LIDAR）、多角度遥感以及两层结构冠层反射模型反演。综述了水平尺度和垂直尺度上乔、灌、草覆盖度遥感提取的最新进展,比较和分析主要的遥感提取方法、模型和现存的一些问题,并对未来的研究发展趋势进行了展望。     

井中三分量磁测数据转换及绘图软件的设计和实现

研究了井中三分量磁测数据转换和绘图的方法,针对轴向系统磁力仪,推导了斜井的三分量磁测原始数据转换公式;基于面向对象的程序设计思想,采用VB 2005开发了一套井中三分量磁测数据转换及绘图软件;利用实际资料对软件进行了综合测试,结果表明,该软件能够快速有效地进行井中三分量磁测数据转换,并根据解释上的需要精确地绘制ΔZ曲线图、ΔH矢量图等磁异常图,完成了井中三分量磁测数据的计算机自动转换及绘图的功能,具有一定的应用前景。     

湖南省国土资源遥感综合调查信息系统RS、GIS信息集成关键技术

湖南省国土资源遥感综合调查信息系统所集成的是在湖南省国土资源遥感综合调查中，以多种数据方式存贮的基础遥感资料、专题解译资料、辅助分析资料以及综合调查资料。文章从数据格式转换与属性传递、数据配准、影像全波段镶嵌、数据分切与检索、数据集成显示等四个方面对RS、GIS信息集成的关键技术进行了研究，为湖南省国土资源遥感综合调查中巨量数据的有效集成和质量保障奠定了基础。     

地球化学空间数据处理原理及软件系统

数据处理和成图技术在地球化学和找矿研究中是十分重要的。根据地球化学数据的总体和局域分布型式总结发展了数据预处理技术,二维空间地球化学数据处理应该包括数据预处理,结合分析并估值,数值滤波３个环节。上述研究思路在塔里木盆地油气化探研究中取得了明显效果。     

区域地球化学数据管理信息系统的实现技术

通过分析区域地球化学数据特征,以GIS技术为基础,结合面向对象的数据库开发技术,阐述区域地球化学数据管理模式、可视化数据检索技术、图示方法技术、应用技术及系统的开发与实现。