MERSI和MODIS卫星监测京津冀及周边地区PM2.5浓度

京津冀及周边地区是中国PM_(2.5)污染最重的区域之一,利用卫星遥感技术监测大范围的PM_(2.5)时空分布变化是一种先进的重要手段。本研究首先基于暗像元算法利用FY-3B/MERSI与AQUA/MODIS对京津冀及周边区域进行了遥感AOT反演和验证分析;然后,引入气象资料和地面观测资料利用GWR模型反演了区域PM_(2.5)浓度,并对遥感反演结果进行了交叉验证评估,综合对比分析了MERSI和MODIS的气溶胶及PM_(2.5)遥感监测能力;最后,利用MERSI数据对2017年第一季度京津冀及周边区域的PM_(2.5)月均浓度时空分布变化情况进行了初步探索分析。结果表明:FY-3B/MERSI在气溶胶及PM_(2.5)遥感监测能力方面略优于AQUA/MODIS,MERSI反演的1 km分辨率AOT和PM_(2.5)与地面站点实测结果的决定系数R2分别为0.76μg/m~3和0.79μg/m~3,均方根误差分别为0.26μg/m~3和28μg/m~3,平均绝对误差分别为0.16μg/m~3和15μg/m~3,能基本满足对京津冀及周边区域PM_(2.5)的精细化监测需要。2017年第一季度京津冀及周边区域PM_(2.5)月均浓度遥感监测结果表明该区域的PM_(2.5)空间分布格局与地形地貌关系密切,高值区整体上沿太行山脉成带成片;从时间变化来看,1—3月呈逐月下降的趋势,其中3月份PM_(2.5)区域浓度较1月和2月有大幅下降。这说明FY-3\MERSI遥感反演产品能为环境质量监测和环境管理工作效果评估提供有效参考,本研究对国产卫星在大气环境遥感业务中的大力发展应用有重要参考意义。     

2002~2005年长白山火山气体的释放特征与地球化学异常研究——多源高光谱遥感证据

长白山火山区是我国具有潜在喷发危险的活火山,在2002~2005年火山活动性增强出现了岩浆房扰动。利用卫星遥感技术具有观测范围大、观测时间长且连续的优势。因此,本文利用对流层污染探测仪（MOPITT）和大气红外探测仪（AIRS）高光谱遥感数据提取了2002~2005年长白山天池火山区CO总量、O₃总量、水汽总量和地表温度异常信息,讨论了高光谱遥感气体地球化学异常信息与火山活动性之间的关系,并对2002~2005年长白山天池火山区火山活动性进行了研究。结果表明,高光谱遥感数据观测到的气体地球化学（CO、O₃、水汽）异常与地震、形变监测结果以及地面流体（CO₂、He、H₂）观测结果相一致,表明MOPITT和AIRS高光谱遥感卫星观测到的气体异常变化较好地反映了2002~2005年大规模的深部岩浆局部扰动。在2002~2005年火山活动期间,CO总量、O₃总量、水汽总量和地表温度均出现了显著异常且异常出现时段相应准偏差显著增大,反映了气体逸出量在时间上具有不均一性,可能与火山、地震活动过程中地应力的作用和变化有关。从气体异常持续的时间以及地面观测结果综合分析,2002~2005年岩浆房扰动并没有产生长时间的地幔物质流的上升和迁移。在火山活动性增强的时间段内,地表温度出现异常低值,这可能与太平洋板块俯冲过程中引起的断裂拉张增强有关。此外,火山活动过程中逸出的气体进入大气圈产生大气化学反应也会导致高光谱遥感所观测到的气体地球化学异常。研究结果为2002~2005年长白山火山活动性的研究提供了来自高光谱遥感数据的气体地球化学新证据,也对高光谱分辨率遥感数据在火山活动规律的研究以及火山监测中的应用具有一定意义。     

玉米大豆生长中后期遥感辨识的指示性特征研究

玉米和大豆是两种主要的粮食作物,及时准确地监测两者的种植面积对于产量预测和市场价格的制定具有重要的意义。利用遥感技术探究在生长季中后期能有效区分玉米和大豆的指示性特征集,为在不同实验区进行推广应用和提前玉米和大豆种植面积信息发布的时间提供技术支撑。文章以玉米和大豆为研究对象,以黑龙江和安徽省两个典型种植区为实验区,以高分一号影像为数据源,计算多种植被指数特征和两种纹理特征,同时利用特征优选方法评价特征间的相对重要性,并结合随机森林分类算法分析特征个数对精度的影响,得到不同试验区区分两者的最佳特征子集。随后根据不同实验区最佳特征子集的共同点和差异,遴选出对玉米和大豆中后期区分的遥感指示性识别特征集,并设计实验方案验证其有效性和稳定性。实验表明：在玉米和大豆生长中后期存在具有高效辨识两者的遥感特征集,能有效和稳定地增强两者的遥感识别能力;在不同实验区,基于特征优选方法可以选择出区分玉米和大豆的最佳分类特征子集,得到两者最优的识别效果,比仅仅使用原始波段特征的分类精度提升了近10个百分点,总体分类精度能够平均达到97%,Kappa系数0.96,玉米和大豆的单类分类精度平均超过95%;在不同的种植区,利用玉米和大豆的指示性特征集可以得到几乎与优选出的最佳特征子集同样的分类精度和制图效果,且具有稳定性和有效性,较最佳特征集更具推广使用意义。指示性特征集包含6种：植被指数中的比值植被指数（RVI）,差值植被指数（DVI）,转换型植被指数（TVI）,改进型叶绿素吸收比率指数（MCARI）和灰度共生矩阵（GLCM）纹理特征中的二阶矩（the Second Moment）和熵（Entropy）。     

A novel approach to estimate canopy height using ICESat/GLAS data: A case study in the New Forest National Park,UK

The Geoscience Laser Altimeter System (GLAS) aboard Ice, Cloud and land Elevation Satellite (ICESat) is a spaceborne LiDAR sensor. It is the first LiDAR instrument which can digitize the backscattered waveform and offer near global coverage. Among others, scientific objectives of the mission include precise measurement of vegetation canopy heights. Existing approaches of waveform processing for canopy height estimation suggest Gaussian decomposition of the waveform which has the limitation to properly characterize significant peaks and results in discrepant information. Moreover, in most cases, Digital Terrain Models (DTMs) are required for canopy height estimation. This paper presents a new automated method of GLAS waveform processing for extracting vegetation canopy height in the absence of a DTM. Canopy heights retrieved from GLAS waveforms were validated with field measured heights. The newly proposed method was able to explain 79% of variation in canopy heights with an RMSE of 3.18 m, in the study area. The unexplained variation in canopy heights retrieved from GLAS data can be due to errors introduced by footprint eccentricity, decay of energy between emitted and received signals, uncertainty in the field measurements and limited number of sampled footprints.Results achieved with the newly proposed method were encouraging and demonstrated its potential of processing full-waveform LiDAR data for estimating forest canopy height. The study also had implications on future full-waveform spaceborne missions and their utility in vegetation studies.     

近30a来长江源区沙漠化时空演变过程及成因分析

通过遥感与地理信息系统技术对1975-2005年长江源区沙漠化发展状况进行了监测,监测结果显示:长江源区有大面积的沙漠化土地分布,在这30 a问,沙漠化土地面积明显增加,尤其是极重度沙漠化土地的增加最为明显.长江源区不同程度的沙漠化土地总面积从1975年的31 118.3 km2增加到2005年的33 923.25 k...     

闽江河口地区河道演变及其影响因素分析

比之传统的调查方法,利用遥惑技术进行岸线解译具有范围大、多时段、省时、省力以及快速等优点。根据多时相TM遥惑数据,对闽江河口地区岸线进行解译,结合20世纪60年代地形图和2001年海图,分析了河口地区河道演变情况．对河流岸线和浅滩变化进行对比分析,发现闽江口南部水道多呈淤积状态,北边水道则为弱侵蚀型岸线;南部水下浅滩有新发育,原有的浅滩面积有很大的扩展,北边水道变化较小;文章最后对河道演变的影响因素进行了初步的探讨。     

城市居住单元环境质量的高分辨率遥感评价方法研究

高分辨率遥感影像由于其较高的空间分辨率使得在居住单元的尺度上进行城市环境质量的遥感评价成为可能。所研究的评价方法在选取传统的环境评价指标如绿地景观结构参数、建筑容积率参数基础上,提出了平均可视面积、影像地物交替复杂度以及山体、水体、绿地、道路等外界地物影响力等指标,进一步研究了相关指标的分析方法。最后采用模糊评判的方法得到各参数指标的评判矩阵,进一步获得各居住单元综合指标评价的最终结果。使用厦门市QuickBird遥感影像进行了相关评价方法的实验,对8个典型居住单元的环境评价实验研究表明,利用高分辨率影像进行城市人居环境质量评价是一种成本较低、简便可行的方法。     

蝗虫遥感监测预警研究现状与展望

气候变化背景下全球蝗灾日益肆虐,为支撑虫害及时精准防控,迫切需要开展大面积蝗虫动态监测预警研究。本文从蝗虫生境遥感监测、蝗虫发生动态遥感预警,以及蝗灾遥感损失评估3个方面介绍了当前研究现状,并指出当前存在的问题主要包括3个方面：蝗虫监测预警的时空分辨率较粗,无法精准定位虫害热点发生区和重点危害区;遥感虫害响应机制与虫害生物学扩散模型耦合度较低,导致模型时空普适性较差;缺乏高时空精度的虫害监测预警空间信息服务产品。因此,当前急需发展面向全球、洲际、全国、区域的多尺度、长时序、高精度虫害精准监测预警平台。通过建立时空精细尺度的虫害监测预警指标体系,研制遥感机制与虫害生物学机理深度耦合的高精度预测预报模型,发布多尺度高时频的虫害监测预警空间信息产品和服务,以实现海量数据的自动入库和智能存储、多层次模型的快速调用和高性能计算、虫害测报产品的在线生产和可视化服务。建立从数据到模型到产品服务的全链路,从而切实提升全球应对重大迁飞性虫害的智能化水平,为保障粮食安全、维护区域稳定和可持续发展提供科技支撑。     

融合多元遥感信息的新右江次级活动断裂解译

提出了融合多光谱影像、全色影像、DEM等多元遥感信息的断裂特征增强方法,建立了以地形和水体的空间特征变化为基础的断裂解译标志,解译并发现桂西北巴马-马山断裂带和右江断裂带之间存在一条北西向展布、长约40km的新的右江次级活动断裂,结合野外地震地质调查进行了验证。多元遥感信息融合处理中,将KL变换、HIS变换、乘积变换、比值变换、小波变换等融合方法进行了全面比较,对融合后影像进行主分量分析,确定了乘积变换融合的影像增强方法和解译底图,显著突出了活动断裂特征。     

测云方法研究进展

定性及定量云基础参量的观测(检测)结果,对提供未来天气变化趋势的依据有着非常重要的意义。对国内外学者多年来使用的各种测云方法得出的云空间分布等情况进行了综合评述。根据不同观测手段的特点,按空基遥感、地基遥感等方法加以区分,分别对上述测云方法逐个分析并相互比较,讨论各种测云方法的利弊,为今后使用这些方法开展的各种科学研究工作提供参考,并展望未来观测研究云的可能方向。