卫星导航增强系统建设与发展

自卫星导航系统诞生以来,人们发展了多种增强技术和手段,并建立了大批增强系统,以满足用户更高精度和完好性的需求.由于卫星导航增强技术客观上晚于基本系统出现,且都是按需独立建立,因此不可避免地存在着"碎片"和"补丁"式发展问题,相互之间功能重叠,缺乏统一的规划和标准,未成体系化建设.本文回顾和总结了卫星导航增强技术的产生和发展历程,梳理了相关技术内涵与定义,并重点介绍了中国北斗卫星导航系统(BDS)增强体系的建设和发展情况.在此基础上,结合5G通信、低轨卫星等新兴技术,对卫星导航增强体系未来发展动态进行了展望和分析,并对未来北斗定位、导航与授时(PNT)综合服务中的增强体系建设提出了建议.     

Geospatial data mining for digital raster mapping

We performed an in-depth literature survey to identify the most popular data mining approaches that have been applied for raster mapping of ecological parameters through the use of Geographic Information Systems (GIS) and remotely sensed data. Popular data mining approaches included decision trees or “data mining” trees which consist of regression and classification trees, random forests, neural networks, and support vector machines. The advantages of each data mining approach as well as approaches to avoid overfitting are subsequently discussed. We also provide suggestions and examples for the mapping of problematic variables or classes, future or historical projections, and avoidance of model bias. Finally, we address the separate issues of parallel processing, error mapping, and incorporation of “no data” values into modeling processes. Given the improved availability of digital spatial products and remote sensing products, data mining approaches combined with parallel processing potentials should greatly improve the quality and extent of ecological datasets.     

高分五号全谱段光谱成像仪地表温度与发射率反演

地表温度在全球能量平衡和气候变化研究中具有重要意义。中国新一代高分辨率卫星高分五号卫星(GF-5)搭载的全谱段成像光谱仪有4个40 m空间分辨率的热红外波段,可以提供高空间分辨率的地表温度信息。本文提出了适用于全谱段成像光谱仪的温度与发射率分离TES(Temperature and Emissivity Separation)算法同时反演地表温度和发射率,为了提高大气校正精度,算法加入了水汽缩放WVS(Water Vapor Scaling)大气校正方法。首先利用Seebor V5.0全球大气廓线库构建模拟数据对算法精度进行了评价;然后利用张掖地区11景ASTER影像作为替代数据和同步的地面实测数据对算法精度进行了验证。模拟数据结果表明加入WVS方法后TES算法反演地表温度的RMSE由2.59 K降低到1.54 K,4个波段地表发射率的RMSE分别从0.122、0.12、0.102和0.037降低到0.042、0.04、0.028和0.026;地表验证结果表明本文算法反演的地表温度与站点实测值具有更好的一致性,平均Bias由1.08 K降低到0.47 K,RMSE由2.17 K降低到1.7 K;反演的各波段地表发射率与地面实测结果误差均小于1%。因此,本文提出的温度与发射率分离算法具有较高精度,可以利用GF-5数据获取高精度高空间分辨率的地表温度和发射率数据,服务于其他相关研究。     

SPOT5与ERS-2卫星影像的联合立体定位

本文将SPOT5与ERS-2卫星影像联立构成一组立体像对,并通过立体定位的方式获取了地面点的三维坐标。根据本文立体像对前方交会的特殊几何图形,推导了立体定位理论精度的计算公式,并利用实验验证了公式的正确性,同时分析了影响立体定位精度的主要因素。实验结果表明,联合具有一定重叠度的SPOT5和ERS-2影像进行立体定位具有很强的可行性,其精度已可以满足部分测绘任务的要求。     

1998-2002年中国地表太阳辐射的时空变化分析

地表太阳辐射是陆气能量交换过程中重要的物理参数和生态参数,利用卫星数据反演地表太阳辐射对于全面认识地表太阳辐射空间差异性和年际变化特征具有重要的意义。本文利用GMS-5静止气象卫星数据反演了中国区域1998-2002年地表太阳辐射值,在此基础上分析了我国地表太阳辐射的时空分布特征。结果表明:(1)青藏高原的地表太阳辐射最大,川黔地区最小,都位于北纬22^~35°这一带除川黔地区外,地表太阳辐射从东向西增强,西部随纬度升高而减小,东部以长江流域最小,向南北增加,西南最大,北部次之,至东北地区随纬度升高而减小(2)各月地表太阳辐射量分布复杂,最小值都出现在12月,但最大值出现时间受雨季影响很大,珠江、长江一带主要在雨季过后的7月,华北、东北和青藏高原主要出现在雨季前的6月及5月,西南地区则在季风雨季前的4-5月(3)5年来东部沿海地区地表太阳辐射增加了13.71%(+4.37W/m²·a),西藏高原地区地表太阳辐射减少了9.31%(-3.47W/m²·a),全国地表太阳辐射平均减少了0.84%(-0.27W/m²·a)。     

基于ERDAS的SPOT5卫星影像正射校正方法研究

海岛海岸带卫星遥感调查与评价项目以高分辨率卫星遥感影像数据为基础。项目区块地形有一半为山地和丘陵,地形起伏较大,常规的几何校正难以消除因地形起伏引起的影像几何变形,必须进行正射校正。根据现有数据特点和项目要求,提出了可行的正射校正流程,基于SPOT5物理模型对融合影像进行正射校正,实验校正结果完全满足精度要求。     

无控制点条件下SPOT5卫星影像海上目标定位技术

对于海上目标的遥感影像定位,由于控制点获取的困难性严重影响了其发展与应用。研究了SPOT5卫星HRS立体像对的成像原理,通过一系列坐标系变换,构建了一种无需地面控制点的直接对地绝对定位模型。试验表明,在没有控制点的条件下利用SPOT5遥感影像进行定位,平面定位精度和高程定位精度均可以达到优于70m的水平,这对于海上目标定位具有很好的实用价值。     

牙鲆GHR基因Promoter区微卫星序列多态性与生长性状关系的初步研究

采用牙鲆GHR基因5'端Promoter区的1个微卫星标记,对胶南和日照2个牙鲆养殖群体进行了群体遗传多样性的研究,并探索该基因多态性位点与牙鲆生长性状之间的相关性.结果表明,2个群体在该座位的等位基因数为12和9个,有效等位基因数为6.26和5.04个,多态信息含量为0.84和0.80.2个群体该座位的Hardy-Weinberg遗传偏离指数均为正值,并没有显示出杂合子缺失,但各基因型分布频率都在一定程度上偏离Hardy-Weinberg平衡(P<0.01).连锁分析中发现,在胶南群体中,IM基因型对应的个体在全重、全长、体长、头长、体高和眼径形态学数据中均是最大的;在日照群体中,BC基因型对应的个体在全重、全长、体高、尾柄高、尾柄长和眼径数据中均是最大的;而CJ基因型对应的个体在体长和头长这两组数据中是最大的.该结果为研究GHR基因的变异对鱼类生长发育的影响及探索将该基因作为生长遗传标记的可行性奠定了实验基础.     

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ERA5再分析云量在大气环境评估中的适用性研究

以河北省7个国家级气象站为例,利用1979—2013年ERA5云量和地面实测云量数据,依国标推荐法计算混合层高度,通过公式推导出通风量和大气自净能力指数,比较两套数据的计算结果,对ERA5再分析云量在大气环境评估中的适用性进行了研究;采用ERA5云量计算2013年3月至2021年2月的大气自净能力指数,对其与PM2.5浓度之间的关系进行分析。结果表明：①两种云量资料计算的月平均混合层高度、通风量和大气自净能力指数的相对误差近似符合正态分布,主要集中在0～5%;各月混合层高度：相对误差＞通风量＞大气自净能力指数,相关性则相反。秋冬季的相对误差（相关系数）大都低（高）于春夏季,邢台、石家庄和保定的误差明显小于其他站。②利用两种云量数据计算的大气自净能力指数的多年平均相对误差最小,通风量的次之,历年值的相关性和偏差也是中南部站点的更为理想。③2013年3月至2021年2月,各站月平均大气自净能力指数和PM2.5浓度呈反向相关,中南部站点的相关性更为显著。