面向应用的航天遥感科学论证研究

为适应中国民用航天遥感从科学试验向业务服务模式转变,更好地探索、了解与解决应用需求与航天遥感系统对接等方面遇到的技术问题,促进航天遥感统筹协调可持续发展,中国适时于2004年成立了国家航天局航天遥感论证中心。10余年来,论证中心以航天遥感系统为研究对象,系统开展了面向应用的航天遥感科学论证概念、理论方法、技术工程与应用研究。本文是论证中心团队长期从事航天遥感科学论证研究与实践的系统总结,介绍了遥感论证初步认知、遥感论证关注问题、遥感论证理论体系与模型方法集、遥感论证能力建设及遥感论证实践等方面内容,给出了遥感论证定义并详细分析了研究范围和内容,提出了由知识维、进程维和逻辑维所组成的遥感论证作用域3维空间结构,指出社会发展加快和信息化水平提高,带动整个航天遥感数据信息链向更大规模、更短响应时间周期、更综合数据集成、更高数据质量、更加智能化方向发展,航天遥感系统将进入新的"智慧遥感"发展阶段。得益于十余年来中国民用航天快速发展,我们经历了风云三号新型载荷校飞、多角度多光谱偏振遥感器论证、环境星应用工程论证等实践,取得了多方面理论方法的突破,并应用到2030民用航天发展规划、高分辨率对地观测系统、国家自然灾害空间信息基础设施、国家民用空间基础设施中长期发展、2030中国综合地球观测系统规划等论证当中。经过不断实践,快速迭代,形成了遥感论证理论体系及相应的十大模型方法,包括遥感信息流模型、遥感信息特征模型、遥感信息应用模型、遥感信息量分析模型、遥感数据工程模型、航天遥感系统结构模型、航天遥感系统状态描述模型、航天遥感系统质量模型、航天遥感系统发展动力模型及能力体系模型。这些模型方法全面反映了航天遥感系统特征、结构、状态、发展动力、条件等,可广泛用于对航天遥感系统进行顶层设计、规划、考察、分析、评价、预测,并开展实践探索。     

基于遥感和GIS的岩溶区1∶5万区域地质填图难易程度分区

从岩溶区1∶5万区域地质填图的实际需求出发,采用遥感地质综合解译和GIS综合分析相结合的技术手段,在详细解译区域地质、地貌、环境、水文等要素的基础上,以地层延伸性、地形地势、水系形态、冲沟密度为评价参数,定性地划分了研究区1∶5万区域地质填图的难易程度。实地调查显示,区域地质填图难易程度分区的成果与研究区的实际地质情况基本一致,可作为岩溶区1∶5万区域地质填图工作部属的依据,能在保证成果精度的前提下显著提高岩溶区1∶5万区域地质调查的工作效率。      

21世纪西南岩溶石漠化演变特点及影响因素

文章通过分析西南岩溶地区石漠化面积遥感调查结果和相关统计资料,揭示了21世纪以来石漠化时空演变特征和影响因素。2015年,我国西南岩溶地区石漠化总面积降至9.2万km2,石漠化演变的总趋势由21世纪以前的加剧变化为21世纪的逐渐减缓,而且,西南岩溶区石漠化程度显著变轻,由21世纪初的以重、中度石漠化为主演变为以轻、中度石漠化为主,危害最大的重度石漠化面积比例由38.08%降至15.31%,说明石漠化趋势得到有效遏制。但石漠化演变存在较大的区域差异,主要与国家实施植被修复工程力度、影响植被恢复的岩溶地貌类型、地下水开发程度、雨水资源以及区域经济条件密切相关。植被建设规划面积与石漠化减少面积成正比,生态经济条件相对较好的峰林平原和溶丘洼地石漠化治理效果最好,地下水开发和比较丰沛的雨量可有力促进植被恢复和经济发展,居民贫困化可使石漠化恶化。      

“6·28”关岭滑坡特大地质灾害应急遥感调查研究

2010年6月28日14时30分,贵州关岭县岗乌镇大寨村因连续强降雨引发山体滑坡,中国国土资源航空物探遥感中心(简称航遥中心)立即收集了滑坡前卫星遥感数据,并于6月30日成功获取了滑坡区0.08 m分辨率的航摄数据。作者利用滑坡前后的高分辨率影像数据和数字高程模型,采用数字滑坡技术分别对该滑坡的影响范围、滑动方向、规模及灾情进行了定量解译,得出滑坡灾害影响区面积、滑塌体规模、碎屑堆积规模、损毁耕地面积及掩埋房屋数量等,并在第一时间为前线救灾治理工作提供了丰富而准确的调查数据,确定关岭滑坡为一起罕见的滑坡碎屑流复合型特大灾害,这一灾害在贵州历史上未有过记载。     

资源一号02C卫星数据在北京岩溶水资源勘查评价工程中的应用

以资源一号02C(ZY1-02C)卫星数据为数据源,以GIS为数据处理平台,以遥感地质理论和水文地质理论为指导,将遥感技术应用于北京岩溶水资源勘查评价工程中。通过水文地质遥感解译和综合分析,优选了一处新的供水水源地,建立了适用于北方岩溶区的含水岩组和泉点的遥感解译标志,提出了基于GIS的水文地质分析方法,扩展了国产资源卫星数据的应用领域。     

遥感技术在岩溶区1:50000区域地质调查中的应用——以黔西北地区为例

以西南岩溶区特殊的资源和环境特点为导向,利用多源、多时相、多尺度遥感数据,采用遥感信息计算机自动提取和人机交互解译相结合的技术方法,将遥感技术系统应用于岩溶区1:50000区域地质调查工作中,提供系列的基础图件辅助岩溶区区域地质填图,提高了岩溶区1:50000区域地质调查的效率。初步建立了适合西南岩溶区的1:50000区域地质调查遥感技术方法体系,快速准确地解译出了岩溶区特殊的地质、地貌、环境、水文等要素,为特殊地质地貌区地质填图提供技术支持。      

川藏铁路雅安至林芝段水文地质条件初探

以川藏铁路雅安至林芝段勘察设计和施工建设的实际需求为导向,以遥感地质学和水文地质学原理为理论指导,采用人机交互解译与遥感信息计算机自动提取相结合的技术方法,开展了路线两侧各15 km范围内的1:5万水文地质遥感解译工作,初步查明了勘察区的水文地质条件,为川藏铁路雅安至林芝段勘察设计提供基础水文地质资料,有效地支撑服务了川藏铁路的建设.     

云南广南岩溶区水文地质环境地质调查进展

通过开展云南广南1∶5万旧莫幅、董堡幅、马街幅、那洒街幅水文地质环境地质调查工作,查明了区域水文地质条件,进行了地下水系统划分与水资源评价,根据水资源分布及构造条件,查明了工作区主要富水区,并以流域为单元,进行了地下水分区区划;实施了"探采结合井"及地下河开发,服务于地方抗旱成效显著,并总结了应急抗旱找水打井模式;查明了干旱与石漠化是工作区主要环境地质问题。工作的开展为西南岩溶区地下水资源合理开发利用及地质环境综合治理提供了依据。     

龙子祠泉域不同下垫面陆面蒸散量的对比研究

龙子祠泉域是北方著名的岩溶大泉,目前泉流量衰减严重,评估泉域内涵养水源林工程对岩溶水增补效果成为一项重要研究课题。本文利用NOAA/AVHRR遥感数据,运用地表能量平衡系统（SEBS）模型并结合临汾气象站的实际观测数据(气温、气压、相对湿度和风速),反演了龙子祠泉域2014年4-10月的日均蒸散量和月均蒸散量,通过GIS的空间叠加对比分析了不同岩性和不同植被覆盖率条件下的陆面蒸散量特征。结果表明:碳酸盐岩地区陆面蒸散量与植被覆盖率之间呈正相关关系,而碎屑岩地区中等植被覆盖率的陆面蒸散量最低,在整体上碎屑岩地区的陆面蒸散量要高于碳酸盐岩地区。仅从陆面蒸散量的角度考虑,在碎屑岩地区保持中等的植被覆盖率将有利于增加岩溶水的入渗补给量,而在碳酸盐岩地区开展植树造林将提高陆面蒸散量,不利于降水入渗补给。