Low-cost volcano surveillance from space: case studies from Etna, Krafla, Cerro Negro, Fogo, Lascar and Erebus

 Satellite data offer a means of supplementing ground-based monitoring during volcanic eruptions, especially at times or locations where ground-based monitoring is difficult. Being directly and freely available several times a day, data from the advanced very high resolution radiometer (AVHRR) offers great potential for near real-time monitoring of all volcanoes across large (3000×3000 km) areas. Herein we describe techniques to detect and locate activity; estimate lava area, thermal flux, effusion rates and cumulative volume; and distinguish types of activity. Application is demonstrated using data for active lavas at Krafla, Etna, Fogo, Cerro Negro and Erebus; a pyroclastic flow at Lascar; and open vent systems at Etna and Stromboli. Automated near real-time analysis of AVHRR data could be achieved at existing, or cheap to install, receiving stations, offering a supplement to conventional monitoring methods. Received: 21 January 1997 / Accepted: 3 April 1997     

桥梁气象专题研究与服务

根据实际开展的桥梁气象专题研究，分析桥梁气象研究与服务如何面对国内大型桥梁建设发展趋势所带来的机遇和挑战，提出开展桥梁气象研究与服务的必要性，并从桥位气候背景、桥位气象参数取值、桥梁气象研究方法以及桥梁施工及营运期气象服务与保障等方面介绍桥梁气象专题研究及服务应开展的主要内容，同时，给出一个已投入实际使用的桥梁施工期气象环境监测与预警系统的建设思路。     

相控阵天气雷达监测预警龙卷风的过程剖析

天气雷达作为龙卷风监测预警的重要手段之一,应用具有超高时空分辨率的X波段双极化相控阵天气雷达系统,较好地捕获并提前预警龙卷风。以2022年6月19日07时发生在广东佛山南海的一次龙卷风为例,详细剖析龙卷生消及雷达监测预警过程。借助雷达智能预警软件,利用X波段双极化相控阵天气雷达的双偏振量和超高时空分辨率数据,实时反演三维风场和分析龙卷碎片(TVS)特征,能够显著提高龙卷风监测预警水平。实例表明,本次成功地提前18分钟预警龙卷,进一步说明了X波段双极化相控阵天气雷达在强对流天气探测方面具有较强的生命力。     

南黄海海域2021年绿潮的遥感监测与分析

通过卫星遥感影像对2021年南黄海海域绿潮的分布和发展进行了持续监测,发现3月底主要以马尾藻分布为主,后续马尾藻向北发展;5月中旬,南黄海中部海域监测到马尾藻分布;5月下旬,绿潮分布靠近江苏近岸,规模迅速扩大,主要以浒苔分布为主;6月19日达到峰值,随后绿潮覆盖面积下降,至8月25日完全消亡。绿潮规模在5月下旬进入暴发阶段,至6月中旬达到峰值。完整分析了南黄海海域2021年绿潮的发展与空间分布特征,可推动绿潮防控的研究与应用,为后续绿潮防控提供参考。     

工程建筑沉降预测的非等间距灰色建模

介绍了传统灰色GM(1,1)模型建立的基本思路及其精度评定方法,着重探讨了非等间距数列的灰色预测建模问题,给出了详细的建模过程。并结合高层建筑沉降监测实例进行分析,取得了较好效果。     

专用方位控制网形变检测方案的设计

为检测专用方位控制网是否发生了明显变形 ,本文作者提出了方位边夹角灵敏度的概念 ,并推导了相应的公式。     

利用稀少卫星影像控制点生产1:10 000 DOM——以阿拉善盟测区为例

青藏铁路沿线地表受多年冻土的影响会产生抬升和沉降,形变监测对于其安全运行至关重要。本文采用41景C波段Sentinel-1A升轨数据,结合均匀网格划分子区域的方法,探测分布相对均匀的永久散射体,以作为SBAS InSAR技术的地面控制点,对青藏线羊八井站至乌玛塘站段铁路及其沿线地表进行形变监测。试验结果表明,该段铁路年形变速率范围为-8~2 mm/a,该区域形变受周围冻土的影响随季节呈周期性变化;SBAS InSAR技术和本文的PS-SBAS InSAR技术在同名点形变趋势与形变程度方面的对比结果保持一致性,进一步说明了本文方法的可靠性。     

基于时间序列统计特性的森林变化监测

森林动态变化分析对揭示生态系统环境变化及植被恢复和布局重建等具有重要意义,时间序列的遥感数据为森林监测提供了基础数据。本文根据森林植被的统计学特性,在暗目标法的基础上,利用归一化植被指数NDVI实现森林样本自动选择;并融合NDVI构建了新的综合森林特征指数(Integrated Forest Z-Score,IFZ);以时间序列的IFZ分析森林动态信息,实现森林变化动态监测。以三峡大坝及周边区域森林为研究区,利用2001年至2012年每年生长季节(5月—10月)的Landsat TM影像检验本文算法。基于2002年、2006年和2010年三期7月—9月的Quick Bird影像的精度分析结果发现:研究区森林变化检测的总体精度可达96.53%,Kappa系数为0.9512。在添加NDVI指数后构建的IFZ提高了总体监测精度。其中,毁林类别的检测精度提高显著,漏检率和误检率分别为2.74%和3.64%;干扰后重建的森林类别的检测精度有一定提高,其漏检率和误检率分别为10.79%和10.51%。研究结果表明,改进暗目标法能提高森林样本的选样效率,添加NDVI的IFZ能提高森林动态变化的识别度。此外,本算法不仅能定性识别森林变化,而且能定量提供森林干扰发生时间和干扰强度。     

多时相无人机影像的烟草轮作精细监测

针对大区域烟草轮作监测缺乏有效手段的问题,文章提出了基于无人机摄影测量技术进行高精度烟草轮作种植情况的监测方法:首先基于两个时相的无人机遥感影像分别生成数字正射影像;然后通过人工解译获取两个时相的烟田空间分布图;最后利用地理信息系统空间分析功能对两个时相的烟田空间分布图进行处理获取烟草轮作信息。在山东省临沂市的两个乡镇开展了应用,取得了良好的示范效果,对农作物轮作监测有参考价值。     

利用资源三号影像动态监测矿区环境复绿研究

选择以原地形依台阶式开采方式为主的稀土矿区为研究对象,利用国产资源三号卫星影像为主要的数据源,动态监测矿区环境复绿变化情况.首先,采用同名点自动匹配纠正影像后进行融合处理,再利用正射影像纠正技术校正融合后的影像数据;其次,采用绿色波段占0.7,近红外波段占0.3的比例合成新的绿色波段,再将新合成的绿色波段与正射纠正的影像进行波段重组处理;最后,采用面向对象的方法提取各个影像的绿地信息,精度验证通过后,将提取成果进行叠加分析,统计变化情况.研究成果表明,矿区2014年复绿成效比2013年明显,矿区复绿面积占56.35％,恢复植被任务仍需继续完成.