最新刊期
      2020 年 第 24 卷 6 期

        学者观点

      • 吴炳方,曾源,闫娜娜,曾红伟,赵旦,张淼
        2020, 24(6): 609-617. DOI: 10.11834/jrs.20209247
        摘要：生态系统遥感以生态系统为对象，研究生态系统类型、格局、功能、服务及其过程的遥感解析方法，发展遥感驱动的生态系统服务评估方法，揭示贯穿在生态系统类型、格局、功能、服务中的深层次生态系统过程与隐性表现。新一代卫星和传感器为生态系统遥感提供了全新的数据源。生态系统类型和格局辨识能力还有待提高，从而对智能信息提取提出了更高的要求。生态系统功能监测方面还需要充分挖掘遥感数据的深层隐含特征，发展出一些易于处理且能够反映生态系统功能特征的新指标。生态系统服务评估方面仍需，发展遥感驱动的新的生态系统评估模型。与云平台的结合是生态系统遥感的未来发展方向，为全民参与生态环境保护及监督提供了契机，也可为重大工程的生态效应评估提供更丰富的数据支撑。  
        关键词：生态系统;遥感;生态系统功能;生态系统服务;生态云   
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        发布时间：2021-10-18

        综述

      • 梁顺林,白瑞,陈晓娜,程洁,范闻捷,何涛,贾坤,江波,蒋玲梅,焦子锑,刘元波,倪文俭,邱凤,宋柳霖,孙林,唐伯惠,闻建光,吴桂平,谢东辉,姚云军,袁文平,张永光,张玉珍,张云腾,张晓通,赵天杰,赵祥
        2020, 24(6): 618-671. DOI: 10.11834/jrs.20209476
        2019年中国陆表定量遥感发展综述
        摘要：为了更好地了解中国定量遥感的发展态势和加强同行之间的信息交流，根据中国学者2019年发表的SCI检索论文和部分中文论文，对陆表定量遥感的核心进展进行了总结，涉及数据预处理（云及其阴影识别，大气与地形校正）、陆表辐射传输建模、不同变量的反演方法、产品生产评价与精度验证，以及相关应用等内容。陆表变量产品较多，本文概要介绍了反射率、下行太阳辐射、反照率、地表温度、长波辐射、总净辐射、荧光遥感、植被生化参数、叶面积指数、光合有效辐射比、植被覆盖度、森林高度、森林生物量、植被生产力、土壤水分、雪水当量、雪盖、蒸散发、地表与地下水量等最新进展，也一并介绍了2019年与定量遥感相关的科研项目、学术交流会与暑假培训班等内容。  
        关键词：定量遥感;陆表;综述;中国   
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        发布时间：2021-10-18
      • 卢乃锰,丁雷,郑小兵,叶新,李传荣,吕达仁,张鹏,胡秀清,周成虎,尤政,房建成,龚建雅,蒋兴伟,李建军,马灵玲,徐娜
        2020, 24(6): 672-680. DOI: 10.11834/jrs.20200011
        中国空间辐射测量基准技术
        摘要：为确保数据的定量化应用，国际航天遥感大国始终围绕定标技术开展研究，定标精度不断提高。在经历数十年发展之后，受传统的遥感载荷定标系统设计以及地面辐射校正技术理论极限的制约，目前遥感卫星辐射定标停留在太阳反射谱段2%，红外谱段0.2 K的不确定性水平，其精度难以继续提高。进入21世纪，气候变化问题成为全球关注的热点，全球气候变化研究对遥感卫星辐射测量精度提出了前所未有的要求。ASIC3（Achieving Satellite Instrument Calibration for Climate Change）报告指出，为了有效检测全球气候变化信号，准确预测气候变化，遥感卫星观测必须长期保持在太阳反射谱段0.3%、红外谱段0.1 K，太阳总辐射0.01%的不确定性水平。为了迎接这一挑战，欧洲和美国相继提出了CLARREO计划和TRUTHS计划，试图通过发射具有超高辐射测量精度的基准卫星，在监测气候变化信号的同时，标定其他遥感卫星，提升全球遥感卫星整体定标精度。同期，中国也提出了空间辐射测量基准技术的概念，并在“十二五”和“十三五”，通过国家高技术研究发展计划和国家重点研发计划持续支持星上相变固定点黑体、空间低温辐射计等尖端技术的研发，进而逐渐形成发射空间辐射测量基准卫星的路线图。从目前发展态势上看，中国有可能成为第一个建立空间辐射测量基准的国家，率先实现卫星平台辐射观测直接向国际单位（SI）的溯源。  
        关键词：空间辐射测量;基准;卫星;溯源;技术   
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        发布时间：2021-10-18
      • 何苗,吴立新,崔静,王威,齐源,毛文飞,苗则朗,陈必焰,申旭辉
        2020, 24(6): 681-700. DOI: 10.11834/jrs.202020059
        汶川地震前多圈层短—临遥感异常回顾及其时空关联性
        摘要：地震孕育过程伴随物质迁移、能量释放与信息交换。通过遥感手段获取地表、大气及电离层变化信息，进行地震异常分析与前兆识别，已成为遥感与地震科学交叉研究热点。本文收集整理了2008年汶川大地震以来，国内外发表的该地震潜在遥感异常研究论文；回顾了盖层、大气层、电离层的20个遥感参量异常显现的个体特征，分析了其时空关联性，揭示了总体时空特征。研究表明：（1）汶川地震遥感异常显现是逐渐增多、增强和聚拢的，地震短临前兆突出；（2）震前3个月开始，短—临遥感异常由盖层、大气层往电离层渐次显现，与岩石圈—盖层—大气层—电离层 (LCAI) 耦合范式吻合；（3）短—临遥感异常显现位置与发震断层相关性较强，主要集中于龙门山断裂带(LMSFs)及其周边区域；（4）多种短—临遥感异常区覆盖震中，且多个条带状异常区与LMSFs走向一致，体现了孕震后期LCAI耦合的局地效应。本研究有益于内陆大地震孕育后期的遥感监测分析，也可为地震预测研究提供参考。  
        关键词：汶川地震;遥感异常;异常显现;时空关联;多圈层   
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        发布时间：2021-10-18
      • 钟守熠,肖青,闻建光,郑兴明,马明国,屈永华,郑柯,池天河,唐勇,游冬琴,郝大磊,程娟,贺敏,姜涛,晋锐,姚晓婧,赵理君
        2020, 24(6): 701-716. DOI: 10.11834/jrs.20209482
        测绘地物波谱本底数据库
        摘要：地物波谱特性是利用遥感进行建模反演和地物目标探测识别的理论基础，波谱数据库对于提高遥感应用水平有重要作用。为规范和丰富中国波谱数据库并促进其在测绘等领域的应用，依托国家科技性基础专项,建立了“测绘地物波谱本底数据库”，在数据规范编制、波谱数据采集实验与整编入库、地物波谱数据库建设和应用示范初步探索方面取得重要进展。在波谱数据采集和处理的标准规范方面，建立完善了测绘地物波谱与配套非波谱数据收集与汇总标准、测绘地物波谱和配套非波谱参数测试技术规范、测绘地物波谱库地物分类编码规范。依照项目制定的数据规范标准，对现有波谱数据进行了整编和入库，共计整编数据1.4万余条；组织实施了全国范围的典型地物波谱采集实验以及相应配套参数测量实验，主要试验类型包括典型地物波谱测量试验、定点时间序列测量试验、多尺度测量试验、全波段测量试验、参数控制测量试验和无人机观测试验等，共计获取地物波谱1.7万余条。特别是在华北和东北进行了全波段观测试验（可见光—近红外波（0.35—2.5 μm）、红外波段（3—15 μm）、微波波段（Ka、K、X、C、L波段）），获取冰雪、土壤、植被冠层、人工目标的全波段数据。为方便波谱数据的应用和共享，项目建设了包含3万余条数据的测绘地物波谱本底数据库（GOSPEL）及数据共享平台。依据地物波谱数据的类型和应用需求，形成了全波段典型地物波谱数据集、多角度光谱反射率数据集、多尺度典型地物反射率数据集、长时间系列波谱数据集等共25个特色数据集。基于测绘地物波谱本底数据库进行了地物分类、遥感机理模拟、遥感定量反演、遥感产品验证等方面的应用示范。  
        关键词：波谱库;地物波谱;测绘;遥感;系统;数据共享   
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        发布时间：2021-10-18

        技术方法

      • 余东行,张保明,赵传,郭海涛,卢俊
        2020, 24(6): 717-727. DOI: 10.11834/jrs.20208273
        联合卷积神经网络与集成学习的遥感影像场景分类
        摘要：针对人工设计的中、低层特征难以实现复杂场景影像的高精度分类以及卷积神经网络依赖大量训练数据等问题，结合迁移学习与集成学习，提出了一种联合卷积神经网络与集成学习的遥感影像场景分类算法。首先基于迁移学习的思想，利用在自然影像数据集上训练好的多个深层卷积神经网络模型作为特征提取器，提取图像多个高度抽象的语义特征；然后构建由Logistic回归和支持向量机组成的Stacking集成模型，对同一图像的多个特征分别训练Logistic模型，将预测概率结果融合构建概率特征；最后利用支持向量机对概率特征训练和预测，得到场景影像的分类结果。利用UCMerced_LandUse和NWPU-RESISC 45两种不同规模的遥感影像数据集进行试验，即使在只有10%的数据作为训练样本情况下，本文方法能够分别达到90.74%和87.21%的分类精度。  
        关键词：遥感影像;场景分类;卷积神经网络;迁移学习;集成学习   
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        发布时间：2021-10-18
      • 刘红超,张磊
        2020, 24(6): 728-738. DOI: 10.11834/jrs.20208328
        面向类型特征的自适应阈值遥感影像变化检测
        摘要：为了实现两个不同年份单时相遥感影像之间的土地覆盖变化检测，提出了一种基于土地覆盖类型特征自适应确定阈值的遥感影像变化检测方法。以2015年土地覆盖数据为基础，综合2013年和2015年Landsat 8-OLI影像数据，首先，采用时相不变点群法TIC（Temporally Invariant Cluster）保证了两期影像辐射水平的一致性。其次，对两期影像进行多尺度分割，并在各级尺度下构建分割对象的变化向量。然后，采用最大类间方差的方法分别进行单一变化阈值变化检测以及基于土地覆盖类型的多阈值变化检测分析，并利用目视解译样点进行精度验证与评价。结果表明：（1）单一阈值变化检测结果的总体精度为79.6%，Kappa系数为0.601，多阈值变化检测结果的总体精度为87.2%，Kappa系数为0.741，多阈值变化检测具有更高的精度。（2）进一步逐土地覆盖类型精度评价可知，多阈值变化检测能在一定程度上减弱物候期的影响，具有更高的稳定性。该研究以土地覆盖数据为底图，逐类别的选取变化检测阈值，提高了变化区域检测的精度，在大范围高效更新土地覆盖数据的应用中具有一定的参考价值。  
        关键词：遥感;土地覆盖;变化检测;时相不变点群;多尺度分割;相对辐射校正;最大类间方差   
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        发布时间：2021-10-18
      • 王涛,张艳,张永生,莫德林,于英
        2020, 24(6): 739-751. DOI: 10.11834/jrs.20208277
        国产机载大视场三线阵CCD相机几何标定
        摘要：发展和应用三线阵CCD（Charge-coupled Device）传感器是当前遥感测绘的一个重要方向，本文针对国内首台自主研制的机载三线阵CCD相机（以下简称GFXJ），开展了国产GFXJ相机几何标定技术研究。首先对比分析了GFXJ相机的成像特点和几何变形因素，在此基础上建立了基于CCD指向角的分段自检校标定模型；然后提出了循环两步法标定方案；最后在中国(嵩山)卫星遥感定标场和黑龙江鹤岗地区获得了多组飞行实验数据，采用循环二步法对GFXJ相机前、下及后视CCD每一像元指向角进行了准确标定，并生成可靠的CCD像点坐标文件。实验表明，本文提出的基于CCD指向角的分段自检校标定模型和循环两步法标定方案对于GFXJ相机具有良好的适用性和有效性，标定后可大幅提高影像无控定位精度；辅以少量控制点进行区域网平差，GFXJ影像定位精度可满足1:1000地形图测图的空中三角测量精度要求。同时本文建立的标定模型和标定方案可为其它机载线阵CCD相机的标定处理提供借鉴。  
        关键词：遥感;机载三线阵CCD相机;分段自检校标定模型;几何标定;中国(嵩山)卫星遥感定标场;循环两步法标定方案   
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        发布时间：2021-10-18

        遥感应用

      • 李骁尧,黄华国
        2020, 24(6): 752-765. DOI: 10.11834/jrs.20208329
        应用随机辐射传输模型反演云南松林分郁闭度
        摘要：随机辐射传输模型可用于模拟水平分布不均一森林的辐射传输过程。本文以云南松林分为研究对象，提出一种应用随机辐射传输模型的郁闭度反演方法。该方法以随机辐射传输模型中参数与林分郁闭度的定量关系为基础，提出了针对云南松的冠型等效模型，构建了郁闭度和卫星反射率（GF-1和Landsat 8卫星影像）的查找表，并实施了反演。基于野外实测的30个样地进行了郁闭度数据验证，并和基于NDVI回归模型的反演方法进行对比。结果表明，反演结果能够较准确反映云南松林分郁闭状况（R2=0.8345，RMSE=0.0688），通过冠型修正能够降低反演误差，冠型等效模型是合理的。反演方法机理清晰且适用范围广，研究成果可为大面积森林郁闭度反演提供模型和方法支持。  
        关键词：遥感;随机辐射传输模型;云南松;郁闭度;冠型修正;高分一号;Landsat 8   
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        发布时间：2021-10-18
      • 窦芳丽,商建,吴琼,谷松岩
        2020, 24(6): 766-775. DOI: 10.11834/jrs.20208323
        风云三号卫星被动微波反演海洋上空云液态水含量
        摘要：云液态水含量是气候和水循环研究的重要云微物理参数，也是目前气候变化研究中的最不确定因素之一。通过极轨气象卫星被动微波观测的光谱和极化特征能够实现对云液态水含量的直接测量，本文介绍了一种基于风云三号卫星微波成像仪（MWRI）观测亮温的全天候云液态水含量反演算法，利用快速辐射传输模式、云模型和大气廓线库建立MWRI模拟亮温库并训练反演系数的宽气候态物理算法可以保证算法系数在不同季节和不同地区的适应性。同时提出了一种基于观测增量（O-B）筛选晴空像元并对算法系数及比例因子进行订正的方法。利用统计直方图方法和卫星间交叉比对方法对反演产品精度进行了检验，统计直方图方法检验结果表明，FY-3C云水反演误差为0.028 mm，FY-3D为0.025 mm，与国外同类产品的精度相当；与低轨卫星微波辐射计GMI云水产品的交叉比对结果表明，两者具有较高一致性，均方根误差为0.0325 mm。FY-3C/3D CLW产品目前已经投入业务应用，上下午星组网能够一天内基本覆盖全球，实现全球云水分布监测。  
        关键词：遥感;FY-3 MWRI;云中液态水;辐射传输;云模型;统计直方图;真实性检验   
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        发布时间：2021-10-18
      • 郭忻怡,郭擎,冯钟葵
        2020, 24(6): 776-786. DOI: 10.11834/jrs.20208330
        滑坡蠕变与遥感影像上植被异常关系
        摘要：以滑坡蠕变阶段坡体的蠕变会引起环境条件的改变，进而影响植被生长状况的野外考察客观现实为依据，提出一种间接监测滑坡变化的新方法。利用高分辨率光学遥感技术，对滑坡蠕变阶段遥感影像上坡体上覆植被的异常特征进行判识，建立遥感影像上植被异常与滑坡蠕变的关系，反映滑坡的演化过程，弥补GPS技术、InSAR技术及部分地面监测手段在地势高、地形陡峭、植被茂盛等条件下监测工作的不足，为后续的滑坡预测研究提供帮助。以植被覆盖度较高的新磨村山体高位滑坡为例，首先，对研究区域进行分区；其次，计算各分区的植被覆盖度；最后，利用植被覆盖度分析遥感影像上的植被异常与滑坡蠕变的关系，并根据滑后遥感影像和实地考察情况进行验证。结果显示，2014年—2016年，滑坡的主要物源区、变形体上方细长局部崩滑区和泉眼及冲沟周边的植被覆盖度出现明显的下降，即随着滑坡发生时间的临近，植被受滑坡蠕变的影响变大，植被生长状况变差；而且随着距裸地等滑坡风险较大区域的距离增大，植被受滑坡蠕变的影响变小，植被生长状况变好。这表明，植被异常与滑坡蠕变存在明显的时空相关性，体现了滑坡蠕变阶段遥感影像上植被异常与滑坡蠕变的内在联系，反映了滑坡逐步失稳的演化过程，为进一步预测滑坡的发生提供依据。  
        关键词：遥感;新磨村滑坡;分区;植被覆盖度;植被异常;滑坡监测;GPS技术;InSAR技术   
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        发布时间：2021-10-18
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