杭州师范大学遥感与地球科学研究院

<正>遥感与地球科学研究院成立于2009年7月,是一个以遥感科学与技术为特色的开放型地学教学科研机构。研究院面向长三角地区环境、资源和可持续发展等方面的需求,建设以卫星遥感为支撑的新型地学学科发展平台,开展相关科学研究,推进地球空间信息产业和公益服务,培养高级新型复合人才,为地方社会、经济、环境建设提供支持。     

从数据到信息--地球环境遥感中的电磁散射与辐射传输

论述了地球自然环境中电磁散射信息与辐射传输的理论研究进展,以及以散射辐射理论模拟为基础,用星载遥感观测数据进行各类环境特征参数的反演,提出了从多源数据到地球定量科学信息的若干研究方向与课题.     

多尺度遥感数据按需快速处理与定量遥感产品生成关键技术2013年度报告

该课题重点解决全球陆表综合观测多源遥感协同反演与多尺度定量遥感产品生成的重大关键技术,建立全球陆表综合观测的定量遥感产品技术体系,集成开发新一代全球综合观测陆表定量遥感产品生产原型系统,形成全球高精度、多尺度共性定量遥感产品生产能力,推动共性定量遥感产品在我国矿产、森林、水、粮食等资源环境监测的应用,为实现全球资源环境遥感监测的业务运行服务提供技术支撑。在全体人员的共同努力下,今年该课题在以下几个方面取得了重大进展:(1)初步建立了共性定量产品生产技术体系,包括共性产品的生产技术体系、共性定量遥感产品生产技术标准规范、制定了多尺度数据的全球剖分标准等;(2)多源多尺度遥感数据归一化处理关键技术取得突破,发展了中高和中低两个不同尺度上的几何、辐射归一化技术,发展了多种数据的光谱归一化技术,发展了中高分辨率数据大气校正技术等;(3)多源遥感协同高精度定量反演关键技术攻关取得突破,确定了几类共性定量产品的卫星数据组网方案,在辐射收支、植被结构与生长状态、水热通量、冰雪参数等方面都取得了关键技术突破,形成了部分产品的软件模块;(4)初步搭建了共性定量遥感产品生产原型系统软硬件环境,完成了中高分辨率遥感数据的归一化处理技术集成,完成了数据库分系统、运管分系统的研发,完成了30 m分辨率共性定量遥感产品生产算法的集成,形成了中高分辨率数据处理能力与30 m分辨率共性定量遥感产品的生产能力;(5)共性产品试生产与应用示范:利用该课题研发的算法为应用课题生产了部分共性定量遥感产品,并在鄱阳湖地区开展了初步的应用示范;(6)在国内外学术期刊上发表了27篇论文,其中SCI论文10篇,申请了国内发明专利5项。     

星机地综合观测定量遥感融合处理与共性产品生产系统关键技术研究与系统设计

针对全球资源环境监测需求,本课题作为"星机地综合定量遥感系统与应用示范(二期)"项目的一部分,将集成和突破在"一期"研究中形成的卫星数据库分布式组网技术、多尺度遥感数据同化与真实性检验技术、面向应用的遥感数据融合处理与生成技术等关键技术,重点突破运行性多源遥感共性产品生产系统构建中的一系列相关技术,研制星机地综合观测定量遥感数据融合处理与共性产品生产系统。该年度基于项目一期相关技术成果,初步实现连通6个以上卫星数据中心的能力,建立虚拟组网分布式卫星数据服务系统;研究多源遥感数据的辐射归一化、几何归一化、定量遥感产品反演、星机地观测数据同化、时空无缝融合和多尺度真实验证等技术,对虚拟组网的分布式卫星数据服务系统、多源遥感数据辐射归一化系统、多源遥感数据几何归一化系统、多源数据融合定量遥感产品生产系统、多源数据融合产品生产系统、时间连续共性产品同化系统、定量遥感产品真实性检验系统、多中心海量遥感数据协同处理支撑系统八个子系统进行实际的系统设计工作,包括顶层设计、需求分析及概要设计。     

星机地综合观测定量遥感融合处理与共性产品生产系统关键技术研究与系统设计

针对全球资源环境监测需求,该课题作为"星机地综合定量遥感系统与应用示范(二期)"项目的一部分,将集成和突破在"一期"研究中形成的卫星数据库分布式组网技术、多尺度遥感数据同化与真实性检验技术、面向应用的遥感数据融合处理与生成技术等关键技术,重点突破运行性多源遥感共性产品生产系统构建中的一系列相关技术,研制星机地综合观测定量遥感数据融合处理与共性产品生产系统。该年度基于项目一期相关技术成果,初步实现连通6个以上卫星数据中心的能力,建立虚拟组网分布式卫星数据服务系统;研究多源遥感数据的辐射归一化、几何归一化、定量遥感产品反演、星机地观测数据同化、时空无缝融合和多尺度真实验证等技术,对虚拟组网的分布式卫星数据服务系统、多源遥感数据辐射归一化系统、多源遥感数据几何归一化系统、多源数据融合定量遥感产品生产系统、多源数据融合产品生产系统、时间连续共性产品同化系统、定量遥感产品真实性检验系统、多中心海量遥感数据协同处理支撑系统八个子系统进行实际的系统设计工作,包括顶层设计、需求分析及概要设计。     

面向多光谱生态遥感观测目标的波段配组方法

机载多光谱遥感是一种实现自然生态资源高精度定量监测的有效途径。随着观测目标数量和种类的不断上升,传统多光谱传感器固定的泛用波段不能完全满足观测需求,需要针对特定的生态目标选择特定的波段配组方案,发展可定制波段的多光谱传感器。提出一种面向多光谱生态遥感观测目标的波段配组方法,主要包括波段提取和带宽分析两部分。针对目前波段提取方法单一且未考虑生态参量的问题,提出一种混合的波段选择方法,综合考虑高信息量波段和与生态参量之间的关系。考虑波段带宽对定量反演的影响,提出一种综合考虑最大最小带宽的分析方法。以水质遥感为例,分析了针对化学需氧量和氨氮定量遥感的波段配组方案,并验证了本方法的可行性。本研究可为特定目标生态参量的遥感精确观测提供理论依据。     

21世纪新一代卫星遥感的发展前景

一、引言１９５７年第一颗人造卫星升空 ,标志着人类进入了太空时代。从此 ,人类开始从空中这一崭新的角度重新认识自己赖以生存的地球。遥感信息科学的形成与发展 ,形成了新型的对地观测信息系统 ,为地学研究提供了新的科学方法和技术手段 ,导致了地学的研究范围、内容和方法的重要变化 ,标志着地学信息获取和分析处理方法的一场革命［１］。人们通常从波谱分辨率、空间分辨率和时间分辨率等方面来描述２０世纪遥感技术的发展。遥感的波谱域从最早的可见光（０．４μｍ～０．７６μｍ）向近红外（０．７６～１μｍ）、短波红外（１～３μｍ…     

遥感智能信息处理的发展及技术前景

遥感信息提取技术虽不断推陈出新,但在智能化、精准实用性方面始终存在巨大的瓶颈问题,有必要围绕遥感智能计算和信息提取这个发展主题进行总结和讨论。从“机理—尺度—数据—智能”4个层面,逐步就遥感信息提取与定量反演路径的发展融合、基于像素和面向对象不同处理单元模式、时空谱数据融合、遥感解译的智能化因素四方面进行剖析,从而提出未来“数据获取知识”和“知识引导数据”双向驱动、遥感大数据和地学知识图谱相融合的遥感智能计算架构,尝试推动遥感科学从经典向现代化的跃迁。     

“地球环境中极化电磁散射信息的定量遥感”取得重要进展

复旦大学金亚秋教授主持的国家自然科学基金重点项目“地球环境中极化电磁散射信息的定量遥感”,从地球环境中电磁散射辐射传输遥感机理出发,针对当今国际地球遥感前沿技术的发展,在理论建模、数值模拟、参数反演、数据验证、遥感在地球科学与国防科技领域应用等方面取得了重要进展:     

高分辨遥感综合定标技术系统的研发助推我国遥感产业进入发展新阶段

随着定量遥感信息技术的快速发展,对遥感数据质量检测与评估提出了迫切的应用需求。本研究攻克了宽动态高均匀固定人工靶标技术、自主辐射定标技术、高分辨率微波图像分辨率在轨检测技术等瓶颈问题,构建了涵盖地面标准测试目标系统、地面测量技术系统、测试数据处理系统在内的高分辨遥感综合定标技术系统,建成了国际上系统化程度最高、综合测试功能最强、适用范围最广的航空航天共用高分辨遥感综合定标场。该技术系统已用于多型国产新型遥感载荷的严格航空校飞以及多个系列国内外高分辨率遥感卫星的在轨定标与性能评测,在提升我国遥感技术社会经济效益转化质量和回报效率等方面发挥了重要作用。     

《定量遥感综合服务平台关键技术》2014年度技术总结报告

"定量遥感综合服务平台关键技术研究"是国家863项目"星机地综合定量遥感系统与应用示范(一期)"中的第十一课题,课题的目标是研发遥感网遥感应用资源(遥感数据、信息产品、模型算法及波谱库)的集成和平台服务技术,以支持专题信息产品生产(全球林业定量遥感专题产品、全球多尺度农情定量遥感专题产品、全球矿产资源与能源定量遥感专题产品、区域河流水资源定量遥感专题产品、全球生态环境遥感监测与诊断专题产品)所需的共性产品,并对共性产品和专题产品进行汇集发布。面向部委、专业用户、大众用户,提供分散遥感应用资源的虚拟化集成、流程化运行服务及按需交互式产品生产服务。该报告中的接口方案与测试程序研究对于实现接口与关键技术模块的集成及建立定量遥感服务平台框架系统具有重要的作用,也为项目二期综合定量遥感产品服务及运营系统的研建奠定坚实的基础。     

定量遥感的发展与创新

对遥感科学面临的问题、定量遥感研究的意义作了总结,讨论了定量遥感的几个重要的基础研究问题．特别强调了中国遥感学者在定量遥感方面的学术思想和研究进展,就几何光学模型、尺度变换、尺度效应和尺度纠正、病态反演作了研究、回顾与展望．指出定量遥感的四个研究方向：第一,在像元尺度上对基本物理定律进行检验及修正,开展尺度转换研究,提高定量遥感精度．第二,开展遥感与非遥感信息数据融合的模拟试验,探索地表时空多变要素的尺度转换规律．第三,进行多角度、多时相、多光谱相结合的混合像元分解和亚像元信息提取;运用多阶段的反演策略,提高反演的精度．第四,基础研究和应用示范相结合,估算高难度的地表时空多变要素,推动相关学科的发展．最后,作者回顾了自己从事遥感科学研究经历中的‘阵痛’与艰辛,坚信国家需要自主创新;对于真正的原始创新,客观公正的评价迟早是会到来的．     

福建旅游地学学科发展研究报告

旅游地学是介于旅游科学和地球科学之间的一门边缘学科,也是地球科学新兴的分支学科。旅游地学以地球科学理论为基础,以自然旅游资源和与地学相关的人文旅游资源为研究对象,调查、评价地球发展演化历程中所保留下的地质遗迹及与之相关的人文景观的科学性、稀有性、典型性和旅游价值,为发展旅游提供科学依据。本报告回顾了福建旅游地学发展历程和现状、国内外旅游地学发展趋势,提出福建旅游地学发展的思路、建议和对策。     

武汉东湖叶绿素a和悬浮物浓度的高光谱遥感反演模型研究

本文以武汉东湖为实验区,以主要水质遥感监测指标叶绿素a和悬浮物为主要研究对象,利用水体光谱数据和同步观测的水质参数浓度数据,研究了东湖叶绿素a和悬浮物定量遥感反演特征波段与波段组合,在此基础上构建了经验模型。     

资源环境与21世纪地球科学发展趋势

在分析了当代人口增长、资源环境态势与地球科学发展历史及地球科学研究发展趋势后指出 ,从人口、资源、环境、发展角度分析 ,2 1世纪地球科学研究将沿三大科学领域转变 :即由研究地球系统演化历史向研究地球系统过去、现在与未来的方向转变 ;由向地球系统索取各种自然资源为主 ,向以保护地球系统各种自然资源为主的方向转变 ;由研究地球系统天然地质作用及其产物向研究天然地质作用及其产物与研究人为地质作用及其产物并重的方向转变。从而提出 2 1世纪地球科学可能将沿着理论地球科学、管理地球科学和人为地球科学三大科学研究领域发展 ,并对中国社会经济可持续发展中地球科学创新体系作了探讨。     

MODIS科学数据处理研究进展

地球系统科学的研究正跨入全球化、系统化、定量化的新时代,长期连续观测的遥感数据已成为其最主要的分析资料来源。美国宇航局（NASA）为地球观测计划（EOS）发射的中分辨率成像光谱仪（MODIS）,把大气-陆地-海洋作为一个整体来综合观测,代表了当前遥感应用技术的最新水平。NASA已经建起了针对MODIS数据处理、分析、发布与共享的平台,为全球各类用户提供服务。文中分析了当前NASA对MODIS数据处理的方法,讨论了这些算法的优点和存在的问题,并介绍作者在MODIS数据处理方面的相关工作,包括设计了更有效的遥感反演算法、更有针对性的数据产品及派生的应用系统等,展望了未来处理算法的改进和下一步卫星计划的数据处理。     

BGC-Argo浮标观测在海洋生物地球化学中的应用

长期以来观测数据的不足严重制约着海洋生物地球化学过程的研究,随着技术发展,搭载物理、生物与化学多传感器的生物地球化学剖面浮标(BGC-Argo浮标)为海洋观测带来了重大改变:通过长期自动化剖面观测,可以覆盖从昼夜、季节到年际的连续时间尺度;通过阵列式投放可以覆盖从次中尺度、中尺度、海盆到全球的连续空间尺度;高垂向分辨率的观测数据可以同船载观测和遥感观测相互补充.海量的观测数据有助于各种海洋生物地球化学过程的研究,并进一步认识、理解与预测海洋生物地球化学循环、生物泵过程以及海洋生态系统.主要综述了BGC-Argo的发展背景、科学目标、主要应用以及目前在南海的应用进展.     

基于结构特征和稀疏表示的多模态遥感图像配准研究

<正>我校计算机与信息技术学院樊建伟博士2020年获批国家自然科学基金青年项目:基于结构特征和稀疏表示的多模态遥感图像配准研究.项目批准号:62002307.随着对地观测平台和多传感器的不断应用,多模态遥感数据日益丰富,如合成孔径雷达(SAR)图像、可见光图像、红外图像等.不同模态图像间存在着一定的差异性和互补性.因此,如何实现多模态遥感图像间的融合,以充分发挥不同模态遥感图像的优势,是值得研究的问题.在此背景下,开展多模态遥感图像配准算法的研究对于推动高分辨率对地观测系统的发展,具有重要的研究价值和科学意义,符合国家中长期科技发展战略需求.然而,由于不同传感器的成像机理不同,所获取图像的时间、角度等也存在差异,导致在实际应用中传统配准方法很难提取多模态遥感图像的共有特征,造成特征匹配异常困难.     

基于面向对象的分布式遥感数据存储模型研究

现有的遥感数据存储模型大都针对遥感影像产品数据,且在分布式环境中不能达到较好的负载均衡,为了能够管理及高效存取海量多源异构的遥感数据,满足日益增长的高并发数据共享服务需求,提出了一种支持分布式虚拟化技术的遥感数据存储组织模型.模型利用面向对象思想对遥感数据进行分类及标准化处理,结合金字塔与全球剖分格网模型,建立分布式虚拟化环境下的遥感数据存储组织架构,利用一致性哈希算法思想解决数据在分布式环境下均衡性存储问题,同时通过虚拟化服务器动态分配策略优化了系统整体性能.实验表明新提出的模型比传统模型及同类模型更具优势.该模型已经应用在国家高分辨率对地观测系统河南数据与应用中心数据分发服务系统,验证了模型的可靠性、稳定性和适用性.     

通用遥感数据并行处理框架设计与实现

为了简化对地观测地面系统遥感数据并行处理软件的开发工作,在分析遥感数据处理流程、并行任务调度和容错策略的基础上,设计了遥感数据并行处理框架。该框架集成了遥感数据预处理并行任务调度、消息和数据交换、故障管理等公共功能,并设计实现了简单易用的插件接口规范,以支持多载荷、多种遥感数据预处理功能的扩展以实现并行处理,具有较好的通用性和功能扩展性。最后基于消息传递接口(MPI)技术,在集群上实现了遥感数据处理并行框架,并在此框架上实现遥感数据预处理的并行系统,完成了系统并行性能测试与分析,结果表明该框架在简化遥感数据预处理并行功能开发的同时还能满足遥感数据并行处理效率要求。