地球空间参考网格系统建设初探

为了弥补用经纬度作为地理位置标识存在的描述复杂、无区域特征、计算复杂度高等不足, 以北京大学提出的GeoSOT网格为基础, 构建一套全球空间参考网格系统。该系统以等度、等分、等秒的完美四叉树剖分网格为基础, 建立适合协调空地联合行动的网格体系, 设计了简单实用、可距离计算的定位编码方法, 可实现多部门、多源异构地理空间数据的统一检索, 并发展出高效编码代数运算、地理空间管理与计算框架、三维地球空间剖分框架等新方法, 将在未来的地理空间大数据应用中发挥重要作用。     

多源数据在西藏多龙矿集区找矿实践中的应用

首先利用ASD光谱仪对多龙矿集区蚀变岩石进行波谱测试和分析,并以此为基础利用ASTER数据提取了多龙矿集区的遥感蚀变信息;其次,选用ETM+数据对该区进行了地质解译,最后,把地球化学数据和遥感蚀变信息、遥感地质解译信息进行综合圈定了找矿靶区.通过多源数据综合研究认为:1)遥感蚀变信息整体呈近东西向和南北向分布,与主构造方向一致,且多龙矿集区的形成与断层发育密切相关;2)通过Cu元素地球化学异常和遥感蚀变信息、地质解译信息综合圈定的找矿靶区,经过野外实践验证表明具有良好的找矿效果.因此,以岩矿波谱测试为基础,综合遥感蚀变信息、地质解译信息和地球化学等多源数据的找矿方法具有快速、经济、高效的效果,尤其在西藏这种气候恶劣、生态背景脆弱的地区拥有更为广阔的应用前景.     

城市不透水面遥感提取应用探讨

城市地区是人类社会发展的主要区域,城市不透水层变化象征着城市化进程的速率。伴随着全球范围内城市化速度的不断加快,不透水层已经取代其他地表类型,城市不透水层的面积覆盖、范围大小、区域变化对城市生态环境、热环境、水文等具有重要的影响。因此,精准、高效的提取大范围不透水层已成为目前遥感研究的重要难题之一。介绍了根据不同的遥感影像的数据特点和技术提取不透水层的理论方法,并总结了现有的不透水层提取方法,主要包括基于光学遥感影像提取、利用雷达干涉技术提取以及融合多源遥感数据提取。最后探讨展望遥感技术在不透水层提取中的发展趋向于融合多源遥感数据提取不透水层,在此提出了一种融合多源遥感数据提取不透水面的理论方法。     

遥感科学与定量遥感

遥感科学是在地球科学与传统物理学、现代高科技基础上发展起来的一门新兴交叉学科。遥感科学的发展由技术驱动、需求牵引,提出定量遥感基础研究的科学问题。上世纪80年代初美国NASA发起了遥感科学计划,随着地球系统科学的提出,遥感科学的重心转向了以促进地球系统科学发展为目标,以定量遥感为主要标志,注重多学科交叉综合,从整体上观测研究地球。目前在国际上,越来越多的学者们认识到遥感科学在地学从传统定点观测数据到不同空间范围多尺度空间转换和地球系统科学研究中的不可替代作用。而遥感科学能够在多源数据综合集成及地学应用方面对地球系统科学研究发挥决定性作用。     

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。     

基于GeoSOT的文旅数据编码方法

文旅资源数据的种类多样,格式复杂,存储管理难度大,文旅资源的传承保护和发展需求迫切,亟需建立一种数据组织管理方法。基于GeoSOT网格剖分理论,提出了一种对多元文旅资源数据的统一组织管理的方法,并详细介绍了文旅资源数据概况、剖分方案、编码方法、检索机制和检索结果。设计了一个文旅资源数据库,使GeoSOT编码组织管理各种类型数据,结果表明：基于GeoSOT剖分网格编码能够有效地组织管理文旅资源数据,提升数据检索访问效率,满足文旅资源数据的管理需求。     

水文模型模拟预报的多源数据同化方法及应用研究进展

介绍了水文遥感数据同化中常用的数据同化方法,总结了变分和顺序两类数据同化常用方法的优势与不足;以土壤湿度与径流两个水文变量的数据同化研究为重点,探讨了土壤湿度、径流、降水、蒸散发、积雪等多源数据在水文模型模拟预报中的同化研究进展及其在同化应用中存在的问题;最后,从数据同化方法、多源数据同化应用方面总结了水文遥感数据同化的未来发展方向,提出遥感、地面等多源数据的同化在改进水文模型模拟预报方面的应用潜力将会随着遥感观测技术与反演方法的改进、水文模型结构的完善以及数据同化方法的优化而不断增大,多源数据在水文模型模拟预报中的综合应用将是水文遥感数据同化发展的必然趋势。     

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.     

全球多源对地观测数据集成研究

"全球多源对地观测数据集成研究"收集了1981年以来全球10多种卫星原始数据、6种卫星高级数据产品、气象生态台站网络和各种地面观测数据,并在此基础上对所收集的数据进行整理和格式转换,该题经统计、收集、整理和汇编总量近600TB的卫星遥感数据。采用时间序列方法,辅以时空先验知识和时空连续性,实现全球多年MODIS和AVHRR地表反射率数据云雪监测和时空滤波,生成多年时空连续的高质量地表反射率数据。针对全球陆表特征参量产品生产的原始数据、预处理数据、中间产品数据和产品数据,客观地进行数据的分级和编目,构建全球陆表特征参量数据集成平台,实现数据全生产链路有效性检测和数据完整性检测。建立陆表特征参量产品在线分发服务系统,并于2012年12月22日在地球观测组织(Group on Earth Observations,GEO)第9次全会上面向全球用户公开发布。同时通过北京师范大学全球变化与数据处理中心和美国马里兰大学的Global Land Cover Facility向全球用户提供免费的数据查询、检索和下载服务。     

遥感技术在我国资源和环境变化研究中的作用

从空间尺度看，遥感具有全球观测的能力，即遥感可从多波段、多时相和全天候角度获得全球观测的数据；从时间尺度说，在遥感平台上能够与地球同步进行观测，可获得地球表层及其环境瞬间变化的记录。这在全球环境变化研究中是其它任何方法或技术无可替代的。可以说，有了遥感平台，全球     

论区域经济发展“口”与“腹”的协调

区域经济中各区位的空间资源配置，是以产业为导向实现的。区位之间的协调本质上是非均衡协调。区域经济当局所要干预的，是通过资源的空间配置，健全各区位间经济要素流动机制，充分利用区位的要素禀赋，实现每一区位的比较利益和整体区域产业组织的规模效应。     

全球地表覆盖精细分类关键技术研发

收集了全球5个典型区域1980年、1990年、2013年的30m Landsat系列影像数据集,对其进行了几何纠正、图像增强等基本处理;收集了典型区域的野外考察资料和参考数据;利用马尔科夫随机场融合空间上下文信息、降尺度NDVI时序数据生成技术发展了一套基于遥感信息变化自动检测与一级类更新技术;基于多源遥感数据的光谱、时相和纹理信息以及生态、气候地理分区等辅助信息,发展多源遥感信息与地学知识复合应用的地表覆盖二级类信息分类技术方法;面向地表覆盖精细化制图的网络化检核和验证需求,研究了异质数据的服务化集成技术。     

基于多源遥感的森林变化对区域温度影响的监测方法研究进展

人类活动通过改变土地覆被促成森林面积变化,推动碳收支和地表能量平衡发生相应变化,进而影响全球和区域尺度的气候。现有森林变化对区域温度的影响研究主要集中在有限精度的森林变化数据与温度数据结合的简单统计方法,但高可靠度的森林变化及其生物物理过程对区域温度的影响研究表明,准确、全面地理解森林与气候之间的生物物理相互作用机制,能为森林生态系统的全面评估提供科学支撑。笔者综合分析了基于多源遥感的森林变化结合其生物物理过程对区域温度影响的多种监测方法,结果发现:①多源中高分辨率森林变化数据的有限可用性一直阻碍着对温度变化影响的精准量化;②集成遥感观测数据的多种方法在量化森林变化的生物物理机制对于区域温度变化影响的评价不一致。因此,森林变化的生物物理机制及其温度效应是一个值得深入分析的问题。未来需要充分发挥多种数据源合理集成后用于解释森林响应气候效应方面的交叉优势,理解生物物理机制与生物化学机制共同作用下的森林变化、碳循环与气候的交互关系,并通过森林生态系统的合理经营与管理实现其气候效益最大化。     

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.     

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。     

多源遥感影像数据融合理论与方法的研究

在分析和探讨多源遥感影像数据融合原理、层次、结构及特点的基础上,归纳了多源遥感影像数据融合方法,并对未来的研究趋势进行了展望。     

云南山区NPP遥感监测研究中遥感图像预处理

 在国际上,区域植被第一性生产力(NPP)的监测和估算已成为遥感技术应用研究的重要方面.针对云南山区特点,利用遥感监测技术进行山区植被NPP的应用方法研究具有特殊意义.现就课题“遥感监测山区植被NPP的应用方法研究”中所进行的有关前期工作———遥感图像预处理的内容、工作平台、遥感图像与基础地理信息概况、遥感图像数据的试验样区切割提取,以及试验样区遥感数据多光谱信息的统计计算等进行操作整理与初步分析研究,对有关研究的深入进行获得初步的基础研究成果.     

高分辨率遥感数据和POI数据支持下的城市土地利用分类——以宁波市某广场为例

遥感影像数据用于城市土地利用分类由来已久,但这种方法难以识别建筑物的社会经济属性。而包含社交媒体数据在内的多源数据为城市研究与应用提供了丰富的数据资源,能有效弥补遥感影像数据无法体现建筑物内在特征的不足。以宁波市某广场为例,利用高分辨率遥感数据和兴趣点(POI)数据,结合主题模型,研究使用多源数据融合是否会对城市土地利用分类起到正向作用。结果表明,仅使用遥感影像数据的土地利用分类精度为70.21%,加入POI数据后分类精度提高到84.19%,融合遥感影像数据和POI数据等多源数据可以有效提高城市土地利用分类精度。     

模糊逻辑模型在珠勒地区遥感找矿中的应用

近年来遥感技术在地质矿产勘察中发挥着重要作用，基于多源遥感数据对蚀变矿物的提取在工作中大大缩减了靶区范围和时间成本。本文基于Landsat-9、ASTER和Sentinel-2遥感数据开展西藏珠勒地区的矿物蚀变信息的增强与提取。通过线性隶属函数将多源遥感数据主成分分析(PCA)中的特征分量归一化后采用Fuzzy Gamma算子进行叠加绘制找矿靶区。实验中γ参数的设置分别是0.7、0.75、0.8、0.85和0.9，最终经过试验测定γ=0.85效果相对较好。实验共圈定了8个靶区，通过野外调查验证了该方法在高海拔地区靶区圈定的可行性。同时，野外调查结果显示该地区发育高硫型浅成低温热液蚀变矿物组合，具有斑岩-浅成低温热液矿床的成矿潜力。