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  • ISSN 1004-0323     CN 62-1099/TP
  • 联合主办:中国科学院遥感联合中心
  • 中国科学院兰州文献情报中心
  • 中国科学院国家空间科学中心
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玻璃钢/复合材料  
 
2021年 36卷 1期
刊出日期 2021-02-20

综述
蒸散发遥感专栏
一带一路遥感监测专栏
青藏高原遥感监测
数据与图像处理
遥感应用
综述
1 金亚秋
空间微波遥感研究与应用—丛书述评

《空间微波遥感研究与应用丛书》共10部学术专著已由科学出版社2019~2020年内出版。该丛书包括了我国科学工作者近年来在星载微波主动遥感的合成孔径雷达技术、被动遥感的气象和海洋卫星的地球遥感技术等领域的部分研究成果。合成孔径雷达领域包括了:星载高分辨率宽幅SAR、SAR图像信息解译应用软件、SAR图像智能解译、空天目标雷达认知成像,以及目标分解的极化SAR与应用;也包括了月球火星等行星微波遥感的研究。气象与海洋微波遥感领域包括了我国风云气象和海洋微波遥感的综合应用研究成果,还有一本高光谱遥感图像非线性解混方面的研究。本文对该丛书的内容与特点给予述评。

2021 Vol. 36 (1): 1-10 [摘要] ( 1052 ) [HTML 0KB] [ PDF 19670KB] ( 851 )
11 刘良云,白雁,孙睿,牛振国
“全球生态系统碳循环关键参数立体观测与反演”项目概述与研究进展

准确评估全球碳循环是准确估算未来大气CO2浓度、预测气候变化的关键。目前全球陆地与海洋碳源汇估算时空不确定性大。除碳循环模式理论和认知存在缺陷外,全球尺度上缺乏精细时空分辨率的生态系统碳循环参数观测数据是造成全球碳循环估算存在巨大不确定性的重要原因之一。为此,项目以立体观测为技术手段,通过协同全球台站观测资料和多源卫星遥感数据,研制要素齐全的高质量陆地与海洋生态系统碳循环关键参数产品(GLOCC),不仅包括主要碳源汇直接观测产品,如陆地生态系统生产力、生物量、土壤碳库和海水二氧化碳分压、海水颗粒有机碳等;还包括陆地与海洋生态系统光合作用关键参数以及碳循环模型过程关键变量。项目执行3 a多来,收集与处理了1981~2019年来的28种国内外卫星数据和19种全球碳循环产品生产相关的全球遥感产品,攻克了多源卫星遥感数据的一致性处理关键技术,发展了陆地与海洋生态系统碳循环关键参数的高精度卫星反演关键技术,初步研制了GLOCC碳参数产品生产与共享平台,并通过集成国内外卫星遥感数据,将部分陆地生态系统碳参数的时间分辨率从8 d提高到5 d。目前已经有7个GLOCC产品在国内外多个数据中心提供了产品共享服务。项目预期能够为全球变化研究提供时空分辨率高、时间序列长、碳循环参数全的遥感产品,并服务于全球碳源汇准确估算需求,并提供全球和区域碳收支的重要科学数据。

2021 Vol. 36 (1): 11-24 [摘要] ( 1039 ) [HTML 0KB] [ PDF 4746KB] ( 1099 )
25 刘庆生
斑块状植被遥感检测研究进展

斑块状植被是世界上干旱—半干旱区常见的景观类型,对于它们的形成、结构和演替研究能够提高人们对干旱—半干旱地区生态系统动态及其重要的生态水文过程的理解,具有重要的理论研究意义和应用价值。传统的基于地面调查和长期定位观测的方法观测范围有限,已无法满足目前区域斑块状植被分布及其空间格局特征研究的需要。利用遥感技术快速重复获取大面积对地观测数据,已成为斑块状植被检测的主要发展方向。通过对近20 a斑块状植被遥感检测相关文献的综述,阐述了现有研究中使用的航空和高分辨率卫星遥感数据、基于像元的检测方法、基于对象的检测方法和基于形态学的检测方法,以及各自的局限性和优势。在此基础上,对今后斑块状植被遥感检测的研究方向进行了展望,应加强高空间高光谱分辨率卫星遥感数据和低空无人机高光谱和激光雷达图像的应用,重视面向粘连斑块的新型图像分割算法研发,以期进一步提高斑块状植被检测的精度。

2021 Vol. 36 (1): 25-32 [摘要] ( 558 ) [HTML 0KB] [ PDF 888KB] ( 463 )
33 肖尧,马明国,闻建光,于文凭
复杂地表地表温度反演研究进展

地表温度是陆表过程研究的关键参数,卫星反演地表温度是获取区域及全球尺度辐射平衡、能量收支研究中地表温度参数的有效手段。目前,在平坦地表覆盖均一区域,基于热红外和微波遥感反演的地表温度已经被验证具有较好精度,尤其热红外遥感地表温度产品精度可达1 K以内。但是针对复杂地表的温度反演研究仍面临较大挑战。系统总结了复杂地形区地表温度反演的局限性,包括反演模型病态问题、地形复杂性、水汽云雾厚重造成数据缺失、真实性检验不确定性。并在此基础上,对未来复杂地表温度反演精度提高提出了可能实现的途径。

2021 Vol. 36 (1): 33-43 [摘要] ( 711 ) [HTML 0KB] [ PDF 1174KB] ( 472 )
44 车轲,刘毅,蔡兆男,杨东旭,王海波,朱思虹
便携式傅里叶变换红外光谱仪在大气温室气体观测中的应用进展

大气温室气体柱浓度地基遥感观测是碳监测卫星验证和校正的有效手段,目前主要依赖于昂贵且移动困难的高分辨率傅里叶变换红外光谱仪(120/125 HR)。采用便携式较低光谱分辨率(0.5cm-1)傅里叶变换红外光谱仪(EM27/SUN)进行温室气体柱浓度的监测提供了一种新型的便捷手段。EM27/SUN通过自带的太阳跟踪器记录太阳直射辐射光谱,根据温室气体在短波红外波段存在明显吸收线的原理,利用非线性最小二乘算法PROFFIT和GGG反演柱气体平均干空气摩尔分数Xgas。通过高精度反演算法反演后得到的数据具有较高精度和高稳定度,具备进行科学应用的条件。EM27/SUN在国际上的科学应用主要总结为3类:烟羽成分浓度测量、卫星验证以及城市尺度源汇估算。重点讨论了EM27/SUN相比于其他观测手段的优势及带来的创新性结果。展望了未来EM27/SUN可以用于国内外各种特殊点的气体羽流分析、卫星数据验证和城市源汇分析工作,还可以用于不同TCCON站点的传递定标。

2021 Vol. 36 (1): 44-54 [摘要] ( 732 ) [HTML 0KB] [ PDF 2913KB] ( 528 )
一带一路遥感监测专栏
55 付甜梦,张丽,陈博伟,闫敏
基于GEE平台的海岛地表覆盖提取及变化监测—以苏拉威西岛为例

随着海洋在国家政治、经济、资源等方面重要性的提升,对海岛开发利用、管理和保护等具有重要意义的海岛地表覆盖研究逐渐受到关注。针对传统的大范围地表覆盖提取速度慢、效率低的问题,基于Google Earth Engine(GEE)地学大数据平台,以作为生态重点保护区的印度尼西亚的苏拉威西岛为研究区,开展海岛地表覆盖提取及变化监测研究。基于GEE平台对Landsat TM/OLI遥感影像进行辐射校正、影像去云、镶嵌裁剪等预处理,构建海岛地表覆盖分类体系(包括人造地表、裸地、水体、湿地、草地、林地、耕地7个类别),采用随机森林(Random Forest, RF)算法提取2000~2018年苏拉威西岛地表覆盖信息,并从结构及类型变化、时空变化、动态变化3个角度分析苏拉威西岛地表覆盖的变化特征及变化驱动因素。研究表明:GEE在对海岛进行影像处理和地表覆盖信息提取方面具有处理数据量大、效率高的优势。随机森林分类精度较高,研究区2000年、2015年和2018年分类总体精度分别为91%、88%、85%,Kappa系数分别为0.89、0.86、0.82。变化监测研究发现苏拉威西岛的主要地类为林地和耕地,两者占整个海岛地表面积的85%以上。在2000~2018年期间受移民计划以及禁止非法砍伐政策的影响, 林地面积呈先减(减少7 982.29 km2)后增(增加9 079.17 km2)的态势,耕地面积不断萎缩(共减少14 267.35 km2)且主要流向林地、草地和人造地表。人造地表的变化最为活跃且其面积显著增加,主要驱动力为人口的迁移以及经济的发展。研究结果为生态型海岛的土地资源合理开发及应用、生态环境的保护、气候与环境变化等研究奠定了基础。

2021 Vol. 36 (1): 55-64 [摘要] ( 867 ) [HTML 0KB] [ PDF 5505KB] ( 700 )
65 王昌博,李爱农,张晓荣,南希,边金虎,Kamran Muhammad
基于遥感和GIS的中巴经济走廊多发展情景生态风险综合评价

中巴经济走廊沿线地区生态环境复杂、人地矛盾突出,走廊建设在推动区域经济发展的同时,也可能给区域生态环境安全带来潜在风险。借助遥感、地理信息和情景模拟方法,从风险源危险性、生态环境脆弱性、受体损失度三方面构建风险评价模型,结合惯性发展、投资优先和和谐发展三种情景下2030年土地利用情况,对廊道2015~2030年生态风险的时空变化规律进行分析。结果表明:中巴经济走廊高生态风险区主要分布在巴基斯坦北部山区向印度河平原的过渡区。未来情景的差异直接影响着生态风险。投资优先情景高风险区增幅最大,相比于2015年,2030年中度、高度和极高风险区面积占比分别增加了4.75%、4.84%和2.25%。惯性发展情景中度、高度和极高风险区面积占比分别增加了2.79%、2.52%和1.04%。和谐发展情景中,中度和高度风险区呈现增加趋势,极高风险区面积略微下降,增幅分别为1.15%、2.19%和-0.16%。研究表明:能兼顾经济发展和环境保护的和谐发展情景,是未来廊道规划建设的优化选择,合理规划土地利用,提高土地用途管制力度,提升土地资源使用效益,可促进社会经济可持续发展。基于遥感和GIS技术的综合评价方法能够为经济廊道的生态风险评价提供技术支撑。

2021 Vol. 36 (1): 65-78 [摘要] ( 519 ) [HTML 0KB] [ PDF 5342KB] ( 355 )
79 杨玉婷,汤家法,边金虎,李爱农,雷光斌,黄平,蒋梓淳
加尔各答市地表温度与不透水面比例季相相关性研究

城市化的显著特征是自然地表不断被热容量大的不透水面取代,进而造成城市热岛效应和严重的城市生态问题。孟中印缅经济走廊是古代南方丝绸之路的重要路段和“一带一路”建设的重要战略通道,加尔各答市是孟中印缅经济走廊印度境内的重要节点城市,战略地位重要,对其城市化进程及与地表温度相关性研究对孟中印缅经济走廊印度段建设具有重要的借鉴意义。传统地表温度与不透水面的相关性研究主要以年为时间尺度,较少关注城市不同季相地表温度与不透水面的相关性及其差异。以热带季风气候的季相区分为依据,基于旱季、雨季和凉季3个季相的Landsat 8影像反演了加尔各答市地表温度和不透水面比例,定量研究两者的关系,探讨了地表温度与不透水面比例的季相相关性。结果表明:①研究区内,低温和高温空间分布相对比较集中,高温区域集中在建成区,而低温主要分布在茂密植被覆盖区和水体区域;②加尔各答市从旱季到雨季再到凉季热岛效应程度总体呈下降趋势,旱季时城市热岛效应最强,凉季时城市热岛效应最弱;③每个季相,地表温度与不透水面比例都呈正相关,地表温度随着不透水面比例增加均呈现先快速上升,后缓慢增加,最后急剧增加的趋势,其中旱季时地表温度增长最快,雨季时地表温度增长次之,凉季时地表温度增长最慢。加尔各答市热环境研究将对孟中印缅经济走廊印度段城市热环境背景及生态效应认知等方面产生积极意义。

2021 Vol. 36 (1): 79-89 [摘要] ( 418 ) [HTML 0KB] [ PDF 5555KB] ( 447 )
青藏高原遥感监测
90 詹鹏飞,刘凯,张玉超,马荣华,宋春桥
青藏高原不同气候子区典型湖泊多时间尺度变化的遥感对比研究

青藏高原湖泊作为气候变化的重要指示器,监测高原湖泊水位变化对于准确评估该地区的气候及其对周围水文与环境的影响至关重要。而由于青藏高原地理环境复杂且恶劣,难以对湖泊进行长时间、连续的实地观测,但遥感技术的发展弥补了这个不足。利用多源测高卫星数据可以有效地监测湖泊水位长时序连续变化,促进对青藏高原湖泊气候变化响应特征的理解。基于Hydroweb多源测高水位同化数据,结合气温和降水地面观测资料,从年代际和年际变化、季节性变化以及极端干湿年份等不同时间尺度上对比青海湖和色林错的水位变化特征。并据此探讨了青藏高原湖泊变化的时空异质性,以及处于不同气候子区的湖泊变化响应特征。结果表明:青海湖和色林错水位变化差异较大,青海湖水位从1998年至2004年逐年下降,随着降雨量的增加,从2005年开始水位才开始上涨,直到2018年已经累计涨幅2.95 m;色林错水位从1998年开始,除了2015、2016两年水位有所下降外,一直处于增长状态,尤其前半段2000~2010年水位上涨更为迅速,年增率约0.8 m/a。最后,发现并讨论了青海湖和色林错的水位变化对于不同气候特征的响应规律,为下一步结合遥感观测和水文模型深入开展湖泊变化的驱动机制研究提供了基础。

2021 Vol. 36 (1): 90-102 [摘要] ( 530 ) [HTML 0KB] [ PDF 5204KB] ( 425 )
蒸散发遥感专栏
103 李佳,辛晓洲,彭志晴,李小军
地表蒸散发遥感产品比较与分析

蒸散发遥感估算与其他定量遥感反演参数相比存在算法复杂,环节多,输入参数多,不确定性来源多等不利因素,因而造成蒸散发遥感产品成熟度较低,产品较少,不能满足高时空分辨率、高精度、实时获取等应用需求的问题。从蒸散发遥感产品角度出发,选择目前国内外较为常用和知名的蒸散发遥感产品,系统分析了各产品的实际蒸散发估算模型方法、阻抗的参数化方案、地表可用能量的估算方法、时间尺度扩展方法,以及计算流程和输入数据等,重点比较各产品在模型算法和计算流程上的不同设计思路和处理方法,以便更加深入地理解地表蒸散遥感估算的复杂性和不确定性,对未来研发出精度更高,普适性更广的蒸散发遥感产品提供重要的参考和基础框架。最后对这些产品的验证和应用情况进行了分析对比,总结了目前蒸散发遥感产品在产品生产、验证等方面存在的问题,探讨了未来蒸散发遥感产品的发展趋势。

2021 Vol. 36 (1): 103-120 [摘要] ( 964 ) [HTML 0KB] [ PDF 1613KB] ( 614 )
121 熊育久,冯房观,方奕舟,邱国玉,赵少华,姚云军
蒸散发遥感反演产品应用关键问题浅议

陆地蒸散发精确测算是地球系统和全球变化研究的薄弱环节与难点。遥感提供的蒸散发产品极大地推动了相关领域的研究,但蒸散发遥感产品种类多、反演理论涉及水文学与遥感科学,不仅影响初涉该领域的用户选择产品,且无视数据物理含义、简单拿来主义式的应用可能导致不合理的分析结果,影响科学问题深入研究。基于MODIS、GLEAM等6种长时间序列(1980~2018年)蒸散发遥感产品,以黄土高原蒸散发多年变化趋势为应用案例,从产品特征、反演算法与精度等角度,探讨在应用蒸散发遥感产品时需要注意的关键问题。结果表明:①各种蒸散发产品与观测值在年尺度上差异显著(方差分析/ANOVA,P<0.01)、相对误差在17%~30%之间(R2<0.4);②蒸散发多年平均值的空间分布整体趋势相似、但局部差异明显(同一区域可高达400 mm/y);③产品差异使得统计的黄土高原蒸散发变化趋势不一致,甚至出现相反的变化趋势。可见,应用蒸散发遥感产品前,需查明产品算法、输入数据特征、产品反演精度(如误差大小及来源),掌握产品的优点与局限性;有可供利用的观测数据时,务必深入检验产品在拟开展研究区域的精度,方能根据产品提供的数据展开客观分析。研究结果可为干旱、半干旱地区蒸散发产品选择与应用提供参考。

2021 Vol. 36 (1): 121-131 [摘要] ( 567 ) [HTML 0KB] [ PDF 6710KB] ( 447 )
数据与图像处理
132 周金霖,陈锟山,古琼昇,曾江源,许镇
基于多次散射目标模型的雷达成像研究

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)作为一种主动微波传感器,被广泛应用于遥感对地观测。然而,传统上的雷达散射模型是基于几何光学近似的,忽略了地物目标之间的相互作用,即多次散射效应。为了充分挖掘和利用毫米波雷达影像中目标电磁散射特性信息,亟需对典型目标的多次散射效应进行建模仿真和验证。基于矩量法(Method of Moments, MoM)分析了球体、二面角等目标表面等效电流分布与分段成像结果的对应关系,并利用后向投影(Back-Projection, BP)算法进行电磁仿真成像,总结了单/双基地雷达模式对成像中散射机制的影响。结果表明:目标表面等效电流分布以及分段等效合成孔径张角会随入射角度发生改变,其中分段等效合成孔径张角会影响方位向分辨率;双基地雷达成像结果中包含更丰富的电磁散射信息。本研究可为SAR系统设计和验证、典型目标回波特性数据收集以及如何基于高解析度SAR影像进行目标识别等研究提供借鉴与参考。

2021 Vol. 36 (1): 132-140 [摘要] ( 538 ) [HTML 0KB] [ PDF 4244KB] ( 405 )
141 谷松岩,郭杨,窦芳丽,吴琼,卢乃锰
风云三号微波大气探测载荷辐射定标

风云三号气象卫星是我国第二代极轨业务气象卫星,具有全球、全天候和多光谱探测能力,装载有微波温度计和微波湿度计2台微波大气探测载荷,自2008年首发星升空后,风云三号微波大气探测载荷资料在防灾减灾和数值天气预报同化应用中发挥了积极作用。风云三号气象卫星微波载荷辐射定标是从原始观测计数值出发获取目标亮温的数据处理技术过程,包括发射前定标、在轨星上定标、综合辐射定标和历史资料再定标4个技术环节。精确的辐射定标是星载被动微波辐射计遥感资料定量应用的基础。本文综述了风云三号气象卫星微波大气探测载荷综合辐射定标技术,介绍了风云三号微波大气探测载荷综合辐射定标基本原理及技术现状,展望了风云气象卫星微波大气探测载荷综合辐射定标技术未来发展。

2021 Vol. 36 (1): 141-154 [摘要] ( 556 ) [HTML 0KB] [ PDF 4774KB] ( 466 )
遥感应用
155 吴世坤,孙玉
利用多源数据分析呼伦湖地表与地下水的动态变化

湖泊对揭示区域环境演变特征与规律具有重要意义。为研究近30 a呼伦湖地区地表水面积与地下水水储量的变化,利用Google Earth Engine(GEE)云平台处理了1986~2018年间所有Landsat卫星影像。结合卫星测高所获得的水位数据,得到呼伦湖的水体面积长时间变化序列,并将其划分为4个阶段:2000年之前的平稳扩张阶段,2000~2012年的骤减阶段,2013~2015年为迅速回升阶段,2016年之后的稳定阶段。在此基础上,综合利用降水、蒸发以及河流流量等模型数据对其变化原因进行了全面分析,揭示了3个因素在4个阶段所发挥的不同作用。最后,利用水量平衡公式推算出地下水储量变化,分析了(1986~2013年)呼伦湖地下水水储量变化趋势,结果表明该地区地下水水储量持续减少。

2021 Vol. 36 (1): 155-164 [摘要] ( 581 ) [HTML 0KB] [ PDF 4879KB] ( 394 )
165 徐光志,徐涵秋
Sentinel⁃2A MSI 和Landsat 8 OLI两种传感器多光谱信息的交互对比

在遥感对地观测中,受卫星发射、过空时间以及大气等因素的影响,单颗卫星获取的影像难以满足长时间序列的观测需求。因此,定量研究不同卫星平台传感器数据之间的关系是非常必要的。对Sentinel-2A MSI和Landsat-8 OLI传感器之间的定量关系进行了研究,基于两种传感器的3对同日过空的无云影像对,采用样区均值法和全试验区法对二者对应波段的光谱信息进行逐一对比,探求它们之间的定量关系。研究结果表明:Sentinel-2A MSI和Landsat 8 OLI的表观反射率数据总体比较一致,两种方法获得的R2均值分别为0.89 (全试验区法)和0.99 (样区均值法)。但二者也存在着差异,表现在Sentinel-2A MSI的表观反射率总体要比Landsat 8 OLI高约5%,且在不同的波段的表现有所不同。分析表明:二者之间的差异与其光谱响应函数、光谱范围以及试验区土地覆盖类型的不同有关。通过回归分析获得了两种传感器各对应波段数据的转换方程。验证结果表明,转换方程可以显著提高Sentinel-2A MSI和Landsat 8 OLI数据之间的一致性,为二者之间的协同使用提供了可行的方法。

2021 Vol. 36 (1): 165-175 [摘要] ( 1050 ) [HTML 0KB] [ PDF 5698KB] ( 549 )
176 徐红涛,陈春波,郑宏伟,罗格平,杨辽,王伟胜,吴世新
集成建模变量优选和参数学习的SVR盐渍化监测

当前基于机器学习算法反演土壤盐分含量(Soil Salt Content, SSC)较少关注模型参数和建模变量的优选。基于Sentinel-1 SAR、Landsat 8 OLI、DEM数据提取8类共40个环境变量,经Pearson相关分析初步筛选出候选特征变量,分别带入格网搜索(Grid Search, GS)算法、遗传算法(Genetic Algorithm, GA)、粒子群算法(Particle Swarm Optimization, PSO)同步优选支持向量回归(Support Vector Regression, SVR)的模型参数和建模变量,然后建立盐渍化监测模型(GS-SVR、GA-SVR、PSO-SVR),选择最优模型反演玛纳斯灌区生长季SSC分布。结果表明:提取的环境变量与SSC相关性较好,植被指数和特征空间对盐渍化更为敏感;与GS-SVR相比,GA-SVR和PSO-SVR减少了建模变量,提高了模型精度,适应度值分别提高了53.87%、69.96%;生长季内,春秋季积盐,夏季脱盐,SSC均值变化趋势:整个研究区、中部和南部为降低—增加;北部为增加—降低—增加;依据生长季SSC小提琴图表明整个研究区,中部和北部SSC数值区间变化趋势为扩张—收缩—扩张,南部为扩张—收缩—平稳。

2021 Vol. 36 (1): 176-186 [摘要] ( 357 ) [HTML 0KB] [ PDF 3914KB] ( 374 )
187 张茂,张霞,胡光成,王楠
遥感干旱指数在洛川苹果干旱监测中的适用性分析

目前对苹果干旱研究较少且主要运用站点数据,对空间信息表征有限,遥感干旱指数可用于大范围干旱时空动态监测,但在苹果干旱监测中的适用性还有待研究。基于2014~2018年MODIS反射率、地表温度以及地表覆被数据,结合土壤湿度数据和野外调查资料,分析洛川苹果区温度植被干旱指数(TVDI)、归一化植被水分指数(NDWI)、植被供水指数(VSWI)与10 cm深度土壤湿度(SM)的一致性,探索遥感干旱指标对土壤干湿状况表征能力,并进一步研究遥感干旱指标对干旱响应敏感时段。结果表明:①由增强型植被指数(EVI)计算的VSWI与SM的时空一致性最好,其在2014、2017年表现出的干旱特征与实际旱情相符;②VSWI(EVI)和TVDI(EVI)与SM的相关性分别高于VSWI(NDVI)和TVDI(NDVI)与SM的相关性,使用EVI能提高VSWI和TVDI对干旱的表征能力;③TVDI、NDWI、VSWI对SM存在不同时间的反应滞后,滞后3时相(24 d)的VSWI(EVI)与SM的相关性最高,而NDWI对SM滞后时间短,对干旱响应较及时,结合VSWI(EVI)和NDWI可能更有利于监测苹果干旱;④在不同苹果生育期,遥感指标对土壤湿度敏感性不同,VSWI在不同生育期敏感性差异最明显:新梢旺长期(5、6月)对土壤湿度敏感性高于萌芽开花期、果实膨大期、成熟期;该结果符合洛川县苹果不同生育期需水规律和洛川降水、干旱发生特征。研究结果可为遥感监测苹果干旱提供参考依据。

2021 Vol. 36 (1): 187-197 [摘要] ( 328 ) [HTML 0KB] [ PDF 5048KB] ( 453 )
198 汪胜,杨晓峰,马文韬,相坤生,胡蝶
基于星载微波亮温数据的西北太平洋热带气旋生成预测方法

从热带云团中识别有可能生成热带气旋的云团,对台风灾害的早期预警至关重要。基于星载微波辐射计亮温数据和决策树方法,开展了西北太平洋热带气旋生成过程识别研究,构建了热带气旋生成预测模型。样本数据来自2005~2009年间每年5~10月台风季获取的SSM/I微波辐射计观测数据,共包含326个热带气旋样本和2 112个未生成气旋的热带扰动样本。基于该数据集计算得到了35个亮温特征参数,包括25个统计量参数和10个描述像元空间分布的景观格局参数。然后,将数据集分为训练集(2007~2009年)和测试集(2005~2006年),在训练集上模型的总体精度为85.27%,热带气旋正确预报率为90.91%,错误预报率为20%;上述3项指标在测试集上的结果中分别为79.47%、80%和20.79%;表明利用微波亮温数据构建的热带气旋生成模型能有效预测热带气旋的发展。

2021 Vol. 36 (1): 198-207 [摘要] ( 242 ) [HTML 0KB] [ PDF 4672KB] ( 520 )
208 王崇阳,田昕
基于GF⁃1 PMS数据的森林覆盖变化检测

我国南方人工林场经营强度大,森林覆盖变化频繁,因此,准确、快速地获取森林覆盖变化信息,对研究生态环境变化和经营管理具有重要意义。目前应用较多的森林覆盖变化检测方法主要有直接比较分析法和先分类后比较法,为了探究直接比较分析法和先分类后比较法两种变化检测方法在经营强度大且地形复杂的我国南方人工林场森林覆盖变化检测中的适用性和有效性。以广西高峰林场为研究区,选取两期GF-1 PMS影像为数据源,比较了迭代加权多元变化检测(IR-MAD)和基于EnMAP-Box的随机森林(ImageRF)分类后比较法两种变化检测方法,对研究区森林覆盖变化检测结果进行了对比研究。结果表明:迭代加权多元变化检测结果的总体精度为89.31%,Kappa系数达到0.80;基于EnMAP-Box的随机森林分类后比较法检测结果的总体精度为86.02%,Kappa系数为0.75。前者的精度和提取效果均优于后者。说明该方法可以较为快速、准确地掌握研究区森林覆盖变化情况,为研究林场森林生态环境变化和经营管理提供技术支持。

2021 Vol. 36 (1): 208-216 [摘要] ( 479 ) [HTML 0KB] [ PDF 6151KB] ( 746 )
217 王浩天,汪源,袁强强
2008~2016年MODIS多角度大气校正气溶胶产品在中国的时空分布及变化趋势

探究全国大气气溶胶分布及变化特征,准确了解中国地区气溶胶光学特性对研究大气环境污染、应对全球气候变化是非常重要的。对2008~2016年的MODIS MAIAC气溶胶光学厚度数据在中国的适用性进行验证,并采用Mann-Kendall方法,从不同的时空尺度和气溶胶类型上分析中国地区AOD值的时空变化特征。结果表明:①验证表明C6的MAIAC反演结果在中国AERONET匹配点上表现良好,C6的MAIAC反演AOD结果适用于中国区域;②从年际尺度上看,2008~2016年AOD年均值整体呈波动下降;从季节尺度上看,AOD季节变化呈春季整体高、夏季中心高、秋冬季水平低的特点,各省AOD平均值及各省份划区AOD平均值随季节变化趋势相似。③在空间上,AOD呈东南高、西北低、高值中心聚集的特征。④中国AOD变化整体呈现出东部减少且集聚,西部增加且分散的变化特征。可进一步探究不同种类气溶胶分布和气溶胶与典型大气污染物分布关系,以期为中国环境污染治理提供更好的决策指导。

2021 Vol. 36 (1): 217-228 [摘要] ( 546 ) [HTML 0KB] [ PDF 7190KB] ( 412 )
229 曹霸,凌成星
基于GF-1遥感数据的若尔盖高寒沼泽湿地地上生物量与土壤有机碳密度估算

随着我国遥感技术迅速的发展,国产系列卫星数据越来越多的应用到各个行业中。在湿地遥感监测方面,湿地生物量和碳储量的遥感估算研究是研究人员非常关注的研究问题,我国自主研制的高分(GF)系列卫星为湿地生态系统的资源监测提供新的途径和方法。提出了基于GF-1卫星的若尔盖高寒沼泽湿地地上生物量与土壤有机碳密度估算方法,通过选取GF-1遥感数据单波段信息,计算植被指数信息、纹理特征、地形特征等27个遥感因子,采用逐步回归法确定建模因子,构建了若尔盖湿地地上生物量和有机碳密度估算模型。研究结果表明:整个若尔盖湿地地上生物量为109.93万t,0~30 cm的土壤有机碳密度为18.99 kg/m2。经地面调查数据验证,地上生物量估算精度为86.44%,有机碳密度估算精度为81.56%;并且,地上生物量和土壤有机碳密度与研究区的湿地植被分布主要集中在中部和西北部范围的空间特征一致,模型估算出的研究结果具有较好的可靠性和合理性。

2021 Vol. 36 (1): 229-236 [摘要] ( 464 ) [HTML 0KB] [ PDF 8544KB] ( 375 )
237 康翔,潘剑君,朱燕香,白浩然,卢晓丽
一种基于POI大数据的城市核心区识别方法

城市核心区在城市功能的发挥中扮演着重要的角色,多核心式城市结构已成为一种重要的城市空间模式,但目前对于城市核心区识别研究却较为缺乏,快速而准确地提取城市核心区对于管理者进行精细的管理与规划有重要意义。研究提出一种基于兴趣点大数据(Point of Interest, POI)的城市核心区识别方法,结果发现应用该方法成功识别了案例城市的核心区,提供了其空间范围,对于城市核心区结构也有很好的探测效果。另外,通过相关检验证明了识别结果的合理性与可靠性。与传统研究不同的是,该方法可以提取城市核心区范围,并且方法简洁。研究结果表明:这种基于POI大数据的城市核心区识别方法能准确定位城市核心区位置,为日后城市规划与城市精细管理提供有价值的空间位置参考信息。

2021 Vol. 36 (1): 237-246 [摘要] ( 637 ) [HTML 0KB] [ PDF 6106KB] ( 400 )