基于MODIS产品的生态系统呼吸模型在内蒙古半干旱草原的验证

利用2010—2013年锡林浩特国家气候观象台涡动相关通量观测系统数据以及MODIS产品数据, 验证基于增强型植被指数(EVI)、陆地表面水分指数(LSWI)和地表温度(LST)的生态系统呼吸模型在内蒙古半干旱草原的适应性, 并探讨该遥感生态系统呼吸模型存在的问题。结果表明: 生态系统呼吸模型能较好地模拟夜间生态系统呼吸速率(R_eco)在生长季内和年际间的变化, 模拟值与观测值吻合较好(R²=0.90, RMSE=0.02 mgCO₂/(m²·s)); 夜间R_eco的观测值与EVI_s×W_s (EVI_s和W_s分别是EVI和LSWI对光合作用的影响函数)呈较显著的线性相关(R²=0.63), 与LST 的关系基本上满足L-T方程(R²=0.39); 夜间R_eco在生长季的前、中、后期对EVI_s×W_s和LST的响应不同是造成模型误差的重要原因之一。     

城市嵌草式铺装系统碳储量特征分析

为深入了解城市嵌草式铺装系统中的碳储存功能,在山东省新泰市开展现场采样调研,分析嵌草式铺装系统中的生物碳储量及土壤碳储量特征。结果显示：新泰市嵌草式铺装系统总体碳储量平均为(279.2±45.8)g·m^-2,其中,土壤碳储量占总体碳储量的主体地位;地上生物碳储量、根系生物碳储量及土壤碳储量的空间分布特征有所不同,在不同站点之间,地上生物碳储量及土壤碳储量存在显著差异,根系碳储量的差异不显著;嵌草式铺装地上生物量与地上碳储量(R²=0.999;P<0.001)、总体碳储量(R²=0.493;P<0.001)具有显著关系。表明城市嵌草式铺装系统具有一定碳储存潜力,通过栽种植物的合理配置与有效管理,能够提升嵌草式铺装系统的碳储存功能。     

二向性归一化植被指数:概念及应用

最近发布的星载法国地表反射的极化与方向性观测仪(POILDER)与美国中分辨率成像光谱仪(MODIS)的地表二向性反射(BRDF)数据产品,其输入数据的大气纠正未能满足定量遥感的需求.提出了二向性归一化植被指数(BiNDVI)的概念,以同时考虑地表反射的二向性与大气程辐射的影响,并用于定义卫星多角度遥感观测值的大气质量指数.用该指数加权迭代反演,能明显改进MODIS-BRDF的数据产品质量.     

不同碳质气溶胶在线监测技术的实测比较研究

2009 年 10 月 31 日?11 月8 日, 用国际上应用较多的4 种气溶胶在线监测仪同步监测了深圳大气细粒子中元素碳( EC) 和有机物( OM) 的浓度。比对结果显示: 黑碳仪与单颗粒黑碳光度计测定 EC 有很高的相关度, R²=0. 97, 斜率为 1.00; 在线 EC/ OC 分析仪的EC 监测结果与前两者的相关度 R²均大于0. 95, 但是其浓度水平总体偏低 30%～40%; 在线 EC/ OC 分析仪测定的OC 与气溶胶质谱仪测得的 OM 也 比较吻合, 相关度 R²=0.83, 但是在OM 高浓度时在线 EC/ OC 分析仪的测量结果相对偏低。对造成不同在线仪器观测数据差异的因素进行了初步探讨, 为研究者掌握这些在线仪器获得的高时间分辨率观测数据的准确性和差异性提供支撑信息。     

鳄蜥日活动起始时间与天亮、日出时间的关系

受光照或内源性激素变化的影响，生物的一些生理现象和行为会呈现昼夜性的波动。为深入了解环境的光周期如何影响鳄蜥的日活动起始时间，于广西大桂山鳄蜥国家级自然保护区开展鳄蜥苏醒睁眼时间及苏醒后初次活动时间与天亮、日出时间的关系研究。结果表明：1)鳄蜥苏醒睁眼在日出前完成，且睁眼时间与天亮时间(y=1.098 6x-0.070 0,R²=0.029 5;P=0.168)、日出时间呈线性关系(y=1.202 6x-0.491 1,R²=0.029 4;P=0.169),但相关性皆为不显著；2)鳄蜥苏醒睁眼时间与初次活动时间呈显著正相关(y=0.992 1x+0.115 1,R²=0.958 5;P<0.001);3)降水(有雨无雨)对鳄蜥睁眼时间、初次活动时间无影响(睁眼时间：F=2.033,P=0.159;活动时间：F=3.353,P=0.072)。     

近30年京津冀地区湖泊面积的变化

利用遥感、气候和社会经济统计数据,探究1987—2017年间京津冀地区湖泊面积的变化及其与自然和社会因素的关系。结果表明,该地区湖泊面积过去30年间整体上呈减少趋势,每年减少约2%,这是自然和人为因素双重影响的结果。可分为3个阶段:前10年(1987—1996年),湖泊面积增加约4.8×10² km² (约占76%),由自然因素主导(R²=0.849,p=0.001);1997—2009年的13年间,湖泊面积呈减少趋势(减少约4.7×102km²,占43%),主要由人为因素主导(R²=0.536,p=0.013);最近8年(2010—2017年)中,湖泊面积呈增加趋势(增加约2.3×10² km²,占36%),也主要由人为因素导致。虽然最近8年来该地区湖泊面积减少的趋势得到扭转,但地表水资源供需矛盾仍然严峻。     

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。     

山区复杂地形条件下GF-1卫星遥感雪面反射率计算

针对山区遥感影像计算雪面反射率的难点,采用各向异性校正与地形校正相结合的方法,将研究区不同坡面方向的雪面反射率归一化至平坦地表垂直观测方向上的雪面反射率,以消除地形影响.其中,各向异性校正采用二向反射分布函数(Bidirectional Reflectance Distribution Function,BRDF)模型;地形校正采用山地辐射传输模型.遥感影像选用新疆玛纳斯河流域的高分一号卫星(GF-1)宽幅相机数据.利用同步观测的积雪光谱数据对此方法的校正能力进行验证,结果表明此方法能够消除大部分地形和大气的影响;计算的雪面反射率在非阴影区与阴影区均与实测数据相一致;该方法可为山区积雪的光学遥感研究提供技术支撑.     

FY-3A/MERSI与Terra/MODIS地表反射率数据的初步比较

为探究联合MERSI和MODIS多角度观测数据遥感反演地表参数的可行性,本文首先利用MERSI观测几何角度信息(太阳天顶角、卫星天顶角、太阳-卫星相对方位角)对MODIS地表反射率进行各向异性校正,之后选取2010年6-7月期间共24个晴空对比区域,对6组具有良好光谱对应关系的地表通道中的MERSI反射率,以及经过各向...     

基于AOD数据和随机森林模型估算河南省ρ(PM2.5)

基于融合的深蓝/暗目标气溶胶光学厚度数据集构建了随机森林(RF)、地理加权回归(GWR)和线性混合效应(LME)模型估算河南省的ρ(PM_2.5),通过十折交叉验证评价模型性能.结果表明, RF模型估算的河南省ρ(PM_2.5)精度优于其他模型,其中RF模型月数据的R²比GWR和LME模型分别高0.26、0.27, R_MSE分别低6.56、5.32μg/m³; RF模型季节数据的R²比GWR和LME模型均高0.24, R²MSE分别低3.13、4.31μg/m³.利用RF模型估算河南省2017年的ρ(PM_2.5),冬季最高, R最高,R_MSE最大;春、秋季次之;夏季最低, R²和R_MSE最小,空间分布特征为北高南低.     

联合LiDAR和多光谱数据森林地上生物量反演研究

【目的】森林地上生物量的准确估测对于实时掌握全球碳储量变化及应对气候变化有着重要的意义。组合多种遥感数据特征优选,分类建模反演森林地上生物量,是提高森林地上生物量精度的有效方法。【方法】以根河市大兴安岭生态观测站寒温带天然林为研究对象,以机载激光雷达(LiDAR)、Landsat8 OLI两种遥感数据源结合55块地面调查数据,采用偏最小二乘算法优化筛选变量,再以线性多元逐步回归和快速迭代特征选择的最近邻算法(KNN-FIFS)构建模型,在两种数据源的不同组合方式下进行森林地上生物量反演。【结果】①基于线性多元逐步回归模型下的单一LiDAR数据反演精度决定系数(R²)为 0.76,均方根误差(RMSE)为 21.78 t/hm²;单一Landsat8 OLI数据的反演精度R²为 0.24,RMSE为39.27 t/hm²;LiDAR和Landsat8 OLI联合反演精度R² 为 0.84,RMSE为18.16 t/hm²;②基于KNN-FIFS模型下的单一LiDAR数据反演精度R²为 0.74,RMSE为23.83 t/hm²;单一Landsat8 OLI数据的反演精度R²为0.60,RMSE为 29.63 t/hm²;LiDAR和Landsat8 OLI联合反演精度R²为0.80,RMSE为21.15 t/hm²。【结论】①特征优选支持下的3种组合方式中,LiDAR和Landsat8 OLI两种数据的组合在两种模型中反演精度均最高,其中线性多元逐步回归模型的反演精度最高,说明LiDAR和Landsat8 OLI数据组合,激光雷达与光学数据优势特征互补,协同反演可有效提高森林地上生物量的反演精度;②单一数据源反演森林地上生物量精度中,LiDAR数据比Landsat8 OLI数据在两种模型反演精度中均较高,这与LiDAR数据空间分辨高、可获得垂直结构特征参数有关。     

农田辐射传输光学遥感成像模拟研究综述

首先对光电物理仿真、图像合成法、计算机图形学法及遥感物理模型法等光学遥感成像模拟方法的技术方法和研究进展进行了分析, 其中由于遥感物理模型法较为详细地刻画了真实辐射传输过程, 成为国内遥感成像模拟的主要发展趋势。然后对作物关键参数时空变化分析、农田辐射传输建模及遥感成像模拟系统等方面进行了分析讨论, 表明结合作物全生育期结构、光谱变化特征, 进而建立叶片?土壤?冠层?大气?遥感器成像模拟耦合模型是主要途径, 能够实现农田多维遥感数据模拟, 为农业定量遥感研究与应用提供模拟数据支持。     

成像光谱数据处理平台的构建及其地学应用

基于遥感前沿技术和现代信息技术,开展了成像光谱数据处理平台构建研究,开发了大气校正、几何校正等高精度数据预处理技术平台,完成了典型目标的高光谱建模、基于曲波变换的遥感专题信息提取及基于混合语言编程的成像光谱数据处理系统构建等研究,为铀资源勘查高光谱数据处理提供了基础软件平台。该系统在铀资源勘查遥感地质评价项目的实际应用中,取得理想效果。     

基于光谱测量的南方典型树种反射光谱特征分析

利用ISI921VF野外地物光谱辐射计测量得到的南方典型树种光谱数据,分析南方典型树种的冠层反射光谱特征,并探讨光谱对于遥感影像树种分类的可分性．以茶、杉木、阔叶林、马尾松这四种作为代表,结果表明这四种地物的反射光谱曲线及它们的一阶微分反射比波谱曲线在近红外波段差异显著;且转化为北京一号（BJ-1）和TM等效反射波谱曲线后,BJ-1影像和TM影像的地物间差异仍较明显,因此常用的多光谱遥感影像对纯林分树种具有一定的可分性．     

激光雷达GLAS与ETM联合反演森林地上生物量研究

在实现大脚印激光雷达GLAS森林冠顶高度反演算法基础上, 建立了复杂地形条件下森林地上生物量神经网络反演模型, 制作了研究区森林地上生物量分布图。总体上, 激光雷达GLAS森林冠顶高度和地上生物量估算精度较高。森林冠顶高度针叶林精度最好(R²=0.692); 阔叶林次之(R²=0.5062); 地上生物量反演结 果与实测结果十分接近, 在空间分布上与土地覆盖分布特征非常一致。     

热红外遥感应用研究

热红外遥感对研究全球能量变换和可持续发展具有重要的意义，尤其在生态学领域，借助地面实测数据和遥感数据，通过红外波段的解析、反演可以进行各种问题的定量化探讨。文章从多光谱遥感、多时相遥感和多角度遥感3个方面阐述了热红外遥感的应用。     

高光谱分辨率遥感在植被监测应用中的关键技术及应用

高光谱遥感数据已成为地表植被地学过程中对地观测的强有力的工具．综述了利用高光谱遥感数据进行植被监测的研究进展，主要包括以下二个部分：（1）高光谱遥感用于植被监测中的关键技术（2）高光谱遥感数据在植被生长监测中的应用．     

MODEL 1221在全角度倾角传感器设计中的应用

介绍了MODEL 1221在0°～360°全角度传感器设计中的应用,结合加速度计敏感轴方向与重力加速度方向之间的关系,通过MCU的控制功能,完成了倾角传感器的软件和硬件设计,实现了倾角传感器的小型化、集成化、智能化。