水质监测中激光诱导荧光遥测技术的应用

激光诱导荧光(LIF)遥测是针对大面积水域富营养化状况进行原位、实时、快速测量的一种先进的监测技术。利用自行研制的水体污染LIF遥测系统对太湖水域进行了一次较为全面的测量,以测得的溶解有机物(DOM)荧光因子、瑞利散射因子和叶绿素a荧光因子分别代表各测量点的DOM浓度、浊度和叶绿素a浓度。同时以Skalar三维荧光成像仪测量各点DOM浓度,多参数水质分析仪测量浊度和叶绿素a浓度。对比分析了LIF遥测系统测量DOM荧光因子、瑞利散射因子和叶绿素a荧光因子与DOM浓度、浊度和叶绿素a浓度关系。结果表明LIF系统测得的DOM因子与三维荧光成像仪测量的DOM浓度值一致性较好(R=0.88733),而瑞利散射因子和叶绿素a荧光因子与多参数水质测量仪测得浊度值和叶绿素a浓度值线性相关性较差,相关系数分别为-0.39185和0.4552。对上述差异产生的可能原因进行了讨论,并阐述了LIF遥测技术在水质监测中的应用前景和潜在的应用限制。     

快速失水下5种喀斯特植物离体叶片叶绿素荧光的响应

文章设置饱水及随后失水处理自然生长的5种喀斯特植物叶片,测定其叶绿素荧光参数,分析各植物光合过程的响应特征。结果显示：盐肤木（Rhus chinensis）PSII反应中心活性及电子传递受严重失水影响,而其稳定的光能转化及光化学效率得益于叶绿素浓度的不断增加;构树（Broussonetia papyrifera）和金银花（Lonicera japonica）的叶绿素浓度逐渐升高随后趋于稳定,构树PSII反应中心对失水敏感,其活性及光能转化对随后持续失水逐渐适应。金银花光合结构及PSII反应中心表现稳定;火棘（Pyracantha fortuneana）叶绿素浓度从第4小时开始增加,光合结构趋于稳定,电子传递速率及光能转化逐渐增加;杨梅（Myrica rubra）电子传递速率及光化学效率均较低。     

植被覆盖度遥感估算研究进展

植被覆盖度是刻画地表植被覆盖的重要参数,在全球变化研究、地表过程模拟和水文生态模型中发挥着重要作用.遥感能够反映不同空间尺度的植被覆盖信息及其变化趋势,是获取区域及全球植被覆盖度参数的一个重要手段.综合分析了用于植被覆盖度估算的遥感数据源,包括高光谱数据、多光谱数据、微波数据和激光雷达数据.而且分析了各种常用的植被覆盖度遥感估算方法及其优缺点,并评价了现有基于遥感数据的植被覆盖度产品及存在问题.最后,针对目前研究中存在的问题,讨论了植被覆盖度遥感估算研究的发展趋势,指出高时空分辨率长时间序列的全球植被覆盖度数据集、多源遥感数据融合和同化技术是未来植被覆盖度遥感估算研究的主要方向.     

陆地生态系统植被生产力遥感模型研究进展

陆地生态系统植被生产力一直是全球变化领域内的研究热点,对其模拟的准确与否直接决定了后续碳循环要素的模拟精度,也关系到能否准确评估陆地生态系统对人类社会可持续发展的支持能力。遥感数据因其能够提供时空连续的植被变化信息,在区域植被生产力的模拟中扮演了不可替代的角色。目前遥感模型可以分为统计模型和过程模型2类。前者主要基于植被指数等与观测值的统计关系,从最初的线性关系发展到利用回归树等多变量的统计模型。后者则是基于光能利用率原理,借助于遥感数据的时空连续性实现对区域和全球植被生产力的准确评估。然而,这些模型在计算植物冠层吸收的光合有效辐射比例、环境对最大光能利用率的限制等诸多方面存在显著的差异,对于一些关键的生态系统过程描述不完善,总体而言模拟能力仍然有待提高。此外,遥感数据也被广泛地应用于动态植被模型的发展和应用中,为模拟提供植被类型、叶面积指数等关键的输入数据。后续的研究应该进一步改进模型公式,发展集合预估算法,并应考虑由于输入数据和参数的不确定性而导致的区域模拟误差,以提高对区域植被生产力的模拟精度。     

遥感生物地球化学找金矿方法研究进展

总结了金矿的生物地球化学性质、植物的生物地球化学效应特征以及其波谱和遥感影像特征，以及利用遥感图像处理提取生物地球化学效应引起的植被光谱异常信息的专题信息提取方法。研究表明，在金矿区上生长的植物对金及伴生元素有较强的吸收和聚积作用，植物明显受到生物地球化学效应的毒化作用；金及伴生元素的过量吸收，使植物叶片中的叶绿素、类胡萝卜素含量、水含量和叶面温度相应降低；植物叶片细胞结构发生变异，叶冠波谱反射率和波形等光谱特征明显变化；在遥感图像上，金矿区的植被表现出异常特征信息。这些信息可以作为在植被区寻找隐伏矿床的遥感生物地球化学找矿的标志。利用遥感生物地球化学的理论和技术方法，从遥感数据中分析金矿的植被图像特征，提取与金矿化有关的植被异常特征信息，可以优先出金矿化遥感异常区，并列举了几个应用实例。同时，指出了需加强该领域的理论和应用研究，为广大植被覆盖地区寻求一种快速有效的探矿方法。     

植被物候的遥感提取及其影响因素研究进展

植被物候是反映植被动态的重要指标和气候变化对生态系统影响的重要感应器,它影响着地表反照率、粗糙度、蒸发散、CO₂通量以及人类生产活动。首先论述了基于遥感的植被物候提取方法和植被物候变化的影响因素两方面的研究进展,然后指出气候变化背景下植物物候研究存在的突出问题,包括遥感难以直接获取常绿植被叶片和冠层结构物候、尺度效应阻碍遥感产品与地面观测的匹配、气候要素(降水和日间、夜间温度等)和城市化对物候的影响及协同作用机制不清楚、缺少针对植被类型的物候产品和模型以及未将物候间滞后效应纳入考虑等。开展常绿植被物候指标的遥感提取方法及算法研制,探索气候变化、极端天气气候对物候的影响机制及未来预估,分析城市化、植被类型对物候的影响以及与气候变化的协同效应,建立综合考虑降水、滞后效应和尺度效应的群落尺度物候模型,是未来工作关注的重点。     

遥感植物地球化学方法的研究进展

近些年来随着遥感技术的不断发展,在植被覆盖区的金属矿床的探查中,遥感植物地球化学方法得到了越来越广泛的应用。文章从理论、技术和应用三个方面对遥感植物地球化学方法的发展进行阐述,并指出目前存在的问题。其中使用定量化的手段提取植物地球化学信息是未来的必由之路。然而在定量化的过程中,光谱尺度效应和空间尺度效应是两个重要的影响模型精度的因素。针对这个问题,文章提出两种解决方案来减小光谱尺度效应的影响,然而这两种方法的可操作性以及可靠性还需要进一步探讨。最后,文章对遥感植物地球化学方法的发展前景进行阐述,并指出在以后定量模型的建立中可以引入支持向量机、投影追踪等机器学习的方法。     

遥感生物地球化学在找矿勘探中的应用及效果

以海南西部金成矿区为例,利用遥感生物地球化学的理论和技术方法,从遥感资料中分析金矿的图象特征,提取与金矿化有关的植被异常信息,成功地优选出金矿化遥感异常区,并进行了地面验证,取得了良好的应用效果     

遥感提取植物生理参数LAI/FPAR的研究进展与应用

植物生理参数LAI/FPAR是2个重要的陆地特征参量。利用遥感光谱模型并结合地面验证是提取区域尺度的LAI/FPAR最有效的途径。提取LAI/FPAR的模型主要有光谱指数模型和辐射传输模型两类,经过精确的辐射标定和大气纠正的遥感数据可以得到较高精度的LAI/FPAR数据。影响LAI/FPAR精度的因素很多,其中主要因素是像元的异质性、植被类型和物候期等。LAI/FPAR与作物产量有更直接的关系,也是大量作物生长模型的基础,利用这些参数可以实现真实的作物产量预测,特别是开展全球尺度的单产预测。     

招远金矿区植被异常及遥感找矿意义

提出了一种新的综合型替代方法:基于廉价的Landsat-7 ETM 遥感数据揭示植被异常与热液蚀变区的潜在关系。在研究过程中,使用了招远金矿区夏季的ETM 遥感数据来分析和展示植被异常与热液矿化蚀变是否存在上述关系。该方法包括以下几个步骤:(1)数据预处理;(2)植被指数(Veg.In-dex、TNDVI、SQRT(IR/R)、NDVI、IR/R等)和波段比值指数;(3)主成分分析(PCA);(4)非监督分类;(5)监督分类。最后,经过综合解译成图发现,该图很好地展示了招远金矿区部分区域的植被异常,同时经过野外验证,在招远其它地区的植被异常都与热液蚀变区域有关。研究结果表明,这种综合型方法在植被覆盖区利用ETM 遥感数据提取植被异常信息非常有效。     

高光谱分辨率遥感在植被监测中的应用综述

高光谱分辨率遥感技术是近20年来人类在对地观测方面所取得的重大技术突破之一,也是当前及未来几十年内的遥感前沿技术。由于其具有光谱分辨率高,数据丰富等独特性能,因而在环境保护、地质找矿、植物生长监测等许多方面有着广泛的应用。高光谱分辨率遥感在植被监测中有两个方面的应用：（1）叶面积指数（LAI）和“红边”光学参数的计算。（2）利用导数光谱技术消除植被环境前景影响。     

河川径流遥感监测研究进展

河川径流参数是用于地表水资源评估、全球变化监测和生态环境保护的基础数据.现有的河川径流监测数据基于水文监测站点获取.近年来,受经济和政治原因的影响,全球水文监测站点在逐渐减少.随着全球变化研究对区域乃至全球水文监测数据需求的增加,监测站点有限及监测数据格式多样等问题逐渐凸显.过去15年,卫星遥感技术在河川径流监测领域的研究和应用实践,使上述问题的解决成为了可能.总结了河川径流遥感监测方法和技术研究进展,包括地基高低频雷达、航空航天雷达和多光谱卫星遥感监测3个方面;介绍了全球大型河川径流与湖泊水体动态监测重大应用成果及未来研究计划.指出在未来具有全天时、全天候,高时空分辨率,以及多水文要素探测能力遥感卫星发射之前,应充分利用遥感野外观测实验,完善河川径流监测技术方法,并综合应用已有高时空分辨率的多光谱和微波遥感数据,开展径流监测应用研究.     

Remote Sensing Monitoring Methods and Applications of Atmospheric Constituents

Accurate and timely monitoring of atmospheric constituents is the prerequisite for mastering the distribution characteristics of atmospheric constituents, studying the genetic mechanism of the forming of atmospheric pollution, and effectively preventing and controlling air pollution. Among various observation methods of atmospheric constituents, remote sensing monitoring technology can provide the long-distance and real-time observation, have the ability of rapid analysis of diverse atmospheric mixtures, and obtain stereoscopic spatiotemporal distribution of target constituents without sampling. There are various methods and instruments for remote sensing monitoring of atmospheric constituents, and each of them has its unique advantage, covering a multiple gases and aerosol. According to the difference of the height of the remote sensing platform, it can be divided into ground platform, aviation platform and space platform. Remote sensing technology is widely applied in the field of atmospheric constituents monitoring, and meets the observational requirements for a variety of purposes. This paper introduced the remote sensing monitoring methods and platforms of atmospheric constituents and summarized their application examples for different purposes. It also outlined the future development direction of remote sensing methods in atmospheric constituents’ observation.     

近地表气温遥感反演研究进展

高时间分辨率的近地表气温空间分布数据是许多陆面过程模型中非常重要的输入参数之一.在常规气象观测站点稀少或没有的情况下,利用遥感技术进行较高时空分辫率的近地表气温估算与反演,在理论方法与业务实践上都具有重要研究意义.根据地表能量平衡与辐射平衡原理,在气温遥感反演物理机制分析的基础上,总结了国内外近年来气温遥感反演的研究进...     

珊瑚礁遥感研究进展

受到气候变化和人类活动的影响，全球的珊瑚礁生态系统正迅速退化，通过遥感技术监测珊瑚礁栖底物质的结构组成和变化对于管理和保护珊瑚礁生态系统具有重要意义。珊瑚礁上层水体对光强的衰减、栖底物质光谱的复杂性以及空间的异质性，构成了珊瑚礁遥感的特点，同时也是难点；从光谱可分性分析、遥感图像分类、混合光谱分解、变化检测4个方面总结分析了近几年国际上在珊瑚礁遥感领域所做的研究，并指出应从高光谱影像分析、声学遥感和光学遥感相结合、完善珊瑚礁遥感物理模型等方面推进珊瑚礁遥感的发展。     

遥感技术在泥石流灾害勘查中的应用

本文以具体实例总结和列举了利用遥感图像进行泥石灾害调查的多种应用方法，通过这些方法，不仅对泥石流特征，泥石流灾害，暴发周期和规模做了深层次的解译和研究，而且获得了丰富的调查成果，总结了北京地区泥石流分布规律，活动特点及危害状况，本文还对遥感技术在21世纪地质灾害工作的应用做了简单论述。     

植被FAPAR的遥感模型与反演研究

FAPAR是遥感估算陆地生态系统植被净第一性生产力(NPP)的重要参数。FAPAR模型是否能真实反映植被冠层吸收光合有效辐射状况,将直接影响遥感估算植被NPP和碳循环的准确性。从FAPAR机理出发,考虑土壤反射率、冠层结构、太阳入射角等多种因素,构建了全新的定量FAPAR反演模型,并分析了太阳天顶角、LAI、土壤背景等因素与FAPAR的关系。与蒙特卡罗模拟结果的对比和用地面实测数据的验证表明该模型拥有较高的精度。选择甘肃张掖盈科灌区为研究区,利用PROBA-CHRIS高光谱多角度数据反演得到了LAI和FAPAR,并用同步观测数据验证了反演结果。