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2021 年 第 25 卷 1 期
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摘要：《环境遥感》杂志更名为《遥感学报》已有25个年头，25年来中国经济社会发生了根本性的变化，中国的遥感科技也经历了从弱到强的转变过程。《遥感学报》正是这一变革的参与者、见证者和同行者。本文首先论述了自《遥感学报》更名后国内外遥感科技发展的历史背景以及国际遥感科技发展方向性的重大改变，全球变化已成为遥感的重大研究课题。文中论述了25年中国遥感科技的重大进展：中国已形成了完备的气象、海洋、环境减灾、陆地资源等国家级卫星遥感对地观测体系，与此同时，作为国家系统的重要补充，民营商业遥感卫星企业也相继建立并得到长足发展。随着遥感技术的进步，它已成为国家重要业务部门不可或缺的技术和信息支撑。中国的遥感在国家土地资源、农业、林草、水文、气象、海洋、城市、测绘、环境和灾害监测等方面的应用，无论从广度、深度和规模上成果斐然，走在了国际前列。25年，《遥感学报》也一直不断前行，她担负着促进遥感科技交流，弘扬遥感科技进步，传播遥感应用成果的重要历史使命，成为中国遥感科技成就与进步的缩影和结晶，她一直与中国遥感发展同行！关键词：25年;中国;环境遥感;遥感学报;国际地位;科技创新;资源探测;全球变化;遥感技术与应用;空天地一体化- 751
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发布时间：2021-03-03 -
摘要：当前中国卫星事业正面临着难得的发展机遇，以应用需求为牵引，着力提升卫星遥感的服务能力，充分发挥卫星的应用效益，突破通信、导航、遥感卫星的系统壁垒，构建通导遥一体化的天基信息实时服务系统，提供全天时、全天候、全地域的面向实时应用的服务。本文首先分析了天空地海对地观测传感网实时服务能力，接着阐述了遥感技术实时应用服务需求（抗震救灾遥感高时效性服务需求、地表形变遥感监测需求、大众实景服务需求等），剖析了基于人工智能的遥感在轨处理技术，最后论述了遥感技术从最初提供数据和信息向提供实时服务的转变趋势。关键词：遥感;天空地海对地观测传感网;实时应用服务;人工智能在轨处理- 1615
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发布时间：2021-03-03 -
摘要：新时期中国环境污染防治和生态文明建设的迫切需求催生了环境遥感监测技术的迅速发展，20多年来，中国环境遥感监测从无到有，从弱到强，逐渐进入到国家生态环境保护的主战场，并成为国家环境管理决策不可或缺的重要技术手段，发挥了关键性支撑作用。面对实行最严格的生态环境保护制度、科学治污、精准治污、依法治污的新形势和新要求，中国环境遥感监测面临前所未有的机遇和挑战。本文首先以环境监测卫星建设和应用为主线，回顾了中国环境遥感监测工作历程；然后从典型关键技术研究概况入手，总结了水环境遥感监测、大气环境监测、生态环境监测关键技术的进展；最后，结合高性能对地观测、大数据等先进技术的发展，对后续环境卫星、生态环境问题遥感主动发现、环境遥感监测大数据、基于深度学习的环境遥感反演等前沿问题进行了探讨，指出了中国环境遥感急需解决的问题和发展方向，并对相关技术的发展和应用前景进行了分析和展望。可以看到，在国家有关部门的高度重视和作者所带领团队及大量相关研究人员的共同努力下，中国已初步建立了环境遥感监测技术体系，并形成了业务化应用能力，以高分辨率探测为核心的新一代环境监测卫星正在得到快速发展，环境专用卫星载荷的技术性能将得到大幅提升，同时，环境遥感机理研究正得到进一步加强，环境遥感监测的精度和效率将得到进一步提升，中国环境遥感监测正在与人工智能、大数据等新技术加速融合，从以数理建模为核心的模型驱动时代进入到以智能感知为特征的数据驱动时代，由此将催生新的环境遥感应用场景和大数据产品不断涌现，推动环境遥感监测向智能感知、智能预警、智能决策、智能服务的方向发展。关键词：生态环境遥感监测;高性能环境卫星;大数据;深度学习- 2215
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发布时间：2021-03-03
院士论坛
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摘要：地球表面的江河、湖泊和水库等内陆水体是水资源的主要组成部分，由气候变化和人类活动所引起的内陆水体分布和水质时空变化等问题已成为各国科学家和政府关注的热点。相比常规实地采样监测手段，卫星遥感在长时序、大范围内陆水体监测方面具有重要优势。受到海洋水色遥感理论和方法的推动，同时也得益于内陆水体光学特性数据的不断积累，近年来内陆水体光学遥感研究取得了很大的进展，已经从典型研究区的典型算法实验性研究，拓展到长时序、大范围水体产品生产；从水色遥感算法的科学研究，发展到内陆水体参量时空变化分析和水环境监管决策支持方面。尤其是在水体分布提取、水体遥感数据大气校正、叶绿素a浓度反演、水体颜色监测、浑浊程度监测、营养状态评价、黑臭水体监测、湖冰监测等方面都已经取得了重要进展，形成了一些面向长时序、大范围内陆水体的光学遥感产品。未来，为了进一步提高内陆水体光学遥感的应用效果，需要进一步加强不同类型内陆水体光学特性数据获取和分析工作，完善面向长时序、大范围内陆水体的水色遥感算法。此外，有必要发射面向内陆水体监测的卫星星座，或者在通用陆地卫星星座遥感器设计中兼顾内陆水体的应用需求，从数据源上解决内陆水体光学遥感面临的问题。关键词：内陆水体;水色遥感;长时序;大范围;光学遥感- 1713
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发布时间：2021-03-03 -
摘要：二氧化碳和甲烷减排是控制全球增温最核心的手段，传统的人为碳排放计算主要依赖于在线监测和清单算法，2019年第49届IPCC全会明确了利用大气观测通过“自上而下”通量计算对排放清单进行支撑和验证，因此了解大气遥感碳监测发展趋势以及同化反演技术方法成为了中国应对国际气候变化事务亟待探明的重要问题。根据卫星遥感技术发展进程和监测需求，将碳监测遥感的发展划分为3个阶段（1999年—2008年，2009年—2019年，2019年—），前两个阶段和第三阶段对应卫星分别为第一代和第二代温室气体监测卫星。本文在分析日本、美国、欧洲和中国第一代段碳监测卫星遥感探测技术发展进程的基础上，重点介绍了第二代卫星遥感探测技术的创新及其在探测精度、分辨率和覆盖率等方面提升。为了满足全球和区域人为碳排放监测的重大需求，需要优化反演算法提高精度、科学规划卫星的组网观测提升监测效率。同时也进一步阐述了如何依据组网观测的全球高精度、高时空分辨率的卫星数据，利用“自上而下”数据同化方法获得独立源汇信息来补充和验证清单。最后，指出了卫星高光谱遥感和新一代碳监测卫星的未来发展趋势及估算人为碳排放的潜力。关键词：卫星遥感;温室气体;碳源汇;MRV;卫星组网- 1888
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发布时间：2021-03-03 -
摘要：地表蒸散发是地表水分循环和能量平衡的重要组成成分，其准确估算对农业灌溉与干旱监测、水资源管理、气候变化预估等研究至关重要。基于地表温度—植被指数三角/梯形特征空间开展地表蒸散发遥感反演及土壤蒸发/植被蒸腾分离是地表蒸散发定量遥感研究的国际热点与前沿课题之一。本文全面、系统、深入地综述了地表温度—植被指数三角/梯形空间反演地表蒸散发和分离土壤蒸发与植被蒸腾的国内外研究进展，详尽阐述了各干湿边确定方法和蒸散发反演建模方法的基本原理、优势与不足等，明晰了各方法的适用条件并梳理了待进一步解决的问题，最后指明了三角/梯形特征空间蒸散发遥感反演研究的未来发展方向。通过本文，有助于深化认识基于三角/梯形特征空间反演地表蒸散发的机理，为遥感反演地表蒸散发及分离土壤蒸发/植被蒸腾新方法的创立提供启迪，推动中国蒸散发定量遥感研究水平迈上新台阶。关键词：蒸散发;遥感;地表温度—植被指数三角/梯形特征空间;干湿边确定;蒸发与蒸腾- 813
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发布时间：2021-03-03 -
摘要：随着遥感技术的发展，出现了从两个或两个以上的方向对同一目标进行观测的方式，即多角度遥感。多角度遥感有助于提高植被生物物理参数的反演精度，可为生态环境和气候变化研究提供更好的数据支持。本文围绕多角度光学遥感，总结了多角度遥感的发展、特点与优势，回顾了相关概念，系统总结了从地面到航空、航天的多角度观测手段，以及辐射传输模型、几何光学模型、混合模型、计算机模拟模型等多角度遥感模型的发展。在此基础上，梳理了多角度遥感在反照率、植被参数、气溶胶反演及冰冻圈遥感中的应用。最后，对多角度光学定量遥感的发展趋势及研究方向进行了展望。与单一角度遥感相比，多角度遥感提供了角度维信息，提高了遥感对地球表层参数的获取能力。随着星机地不同平台的多角度遥感观测手段越来越丰富，未来多角度遥感的主要研究方向集中在发展复杂地表多角度反射/辐射模型，增强多角度遥感数据预处理能力和提高多源数据综合应用能力等方面。关键词：多角度遥感;二向性反射率分布函数（BRDF）;传感器;辐射传输模型;几何光学模型- 1206
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发布时间：2021-03-03 -
摘要：地表参数定量遥感反演是遥感科学研究的重要环节。21世纪以来，地球静止气象卫星数据在地表参数遥感反演中受到越来越多的重视。本文对利用地球静止气象卫星进行地表参数遥感反演研究的进展进行了综述。文章首先简单介绍了当前正在运行的欧盟Meteosat、美国GOES-R、日本葵花和中国风云静止卫星系统，随后详细总结了不同卫星系统估算各种地表参数的方法。在此基础上，文章对进一步利用静止卫星估算地表参数的研究展开讨论，指出未来的研究应重点关注几个方面：（1）探索和运用新技术提高静止卫星数据获取和处理的效率和精度；（2）融合全球多颗静止气象卫星，同时与极轨卫星融合，生产覆盖全球的长时序地表参数产品；（3）探索地表参数的高效获取方法，对静止气象卫星地表参数产品开展真实性检验，满足地表过程研究和资源环境动态监测对高质量地表参数产品的需求。关键词：遥感;静止气象卫星;地表参数;气候数据记录;MSG SEVIRI;GOES-R ABI;Himawai-8 AHI;FY-4A AGRI- 709
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发布时间：2021-03-03
定量遥感
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摘要：粮食安全、高质量人居环境建设、生物多样性保护、星球健康等社会可持续发展目标和对地球系统的理解、模拟与管理都迫切需要多尺度、长时序、辐射和几何精度高且一致性强的遥感观测数据集和针对用户需求的、信息主题灵活的制图产品。但是由于技术和成本限制，传统的遥感卫星难以提供同时具有高空间分辨率、高时间频率和高质量的观测数据。现有的制图和反演方案多是针对于单一传感器系列，难以充分挖掘和联合利用多源异构遥感大数据的信息潜力，造成观测时段和分辨率有限、时空一致性和可比性较差。因此，遥感领域迫切需要新的技术范式。本文基于前沿的云计算、人工智能、虚拟星座、时空融合重建等技术，针对现有遥感大数据特别是国产卫星数据，提出一套智慧遥感制图（iMap）框架。该框架从用户需求出发、问题驱动，能够大大改善当前遥感数据产品难以满足农林管理、国情监测、生态环境保护、防灾减灾、城市建设等用户的多样化、高精度地表监测需求的现状。在该框架的指导下，基于亚马逊云计算（AWS）高性能、高弹性、可扩展的分布式计算资源，搭建了在线实时、自动化、无服务器、端到端的遥感大数据生产链和并行制图系统，并生产了首套21世纪中国全境逐日无缝数据立方体（SDC）及逐年逐季节土地覆盖和土地利用制图产品。逐日SDC综合利用Landsat和MODIS卫星数据构建虚拟星座，并通过多源时空数据融合重建技术研制得到无云无缝、高精度的反射率产品，作为分析就绪数据（ARD），为高精度定量遥感反演和制图打下根基。基于这一SDC，完成了逐年逐季节地表制图。逐年平均精度超过80%。在制图过程中，基于多套多层土地覆盖和土地利用分类体系，运用有限样本稳定分类理论，迁移使用全季节普适样本库，采用自动机器学习（AutoML）策略集成优化多种分类器，并结合时空一致性变化检测和后处理技术。这两套制图产品证明了本文提出的智慧遥感制图框架的可行性和有效性。未来将进一步完善和发展该框架，以开放和灵活的理念，为促进中国遥感进一步发展提供新的思路。关键词：无缝数据立方体;逐日数据;逐季节制图;云计算;智慧遥感制图;长时序;变化监测;人工智能;时空大数据- 1040
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发布时间：2021-03-03 -
摘要：近年来，随着遥感技术的发展，高光谱、红外、雷达等多源遥感成像手段在精准农业、资源调查、环境监测、军事国防等重要领域发挥着越来越重要的作用。同一场景多源遥感图像观测的地物对象相同，但观测的维度不同，图像的空间、光谱与时间分辨率存在差异，提供的信息既具有冗余性，又具有互补性和合作性。多源遥感图像融合能够综合利用不同来源获取的遥感图像信息，实现更精准、更全面的对地观测，是遥感对地观测领域的核心关键技术。本文从多源遥感图像的数据来源出发，综述了多源遥感图像融合的研究现状与未来发展趋势：首先介绍了国内外现有多源遥感图像的主要来源、图像特性与典型应用；然后，对不同类型多源遥感图像融合的研究现状和挑战性难题进行了归纳和总结；最后，对多源遥感图像融合的未来发展趋势进行了展望。关键词：遥感图像;图像融合;多模态;对地观测- 4835
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发布时间：2021-03-03 -
摘要：随着世界各国乃至全球信息化和数字化的发展以及全球化热点问题的研究，高精度、高分辨率全球数字高程产品在广泛的应用领域中扮演着越来越重要的角色。为了方便不同用户根据个人需求选择合适的数据产品，本文首先论述了数字高程产品的精度衡量指标，并对其常用的指标进行等价描述，以便不同数字产品之间的比较分析；然后从全球化高程数据的获取方式出发，经由最初的多源数据融合，到后续基于光学立体摄影测量及合成孔径雷达干涉测量InSAR（Interferometric Synthetic Aperture Radar）的全球测图，对其发展的ETOPO、GTOPO30、GMTED2010、ASTER GDEM、AW3D30、SRTM及TanDEM-X DEM全球化数据产品的主要性质和特点进行详细介绍，并简单概括了不同数字产品的发展历程。在此基础上，本文以宁夏回族自治区吴忠市一座山脉为例，通过定性及定量对比的方式详细分析了1″及3″经纬度格网分辨率下的数字高程产品。分析表明，对于采用同一种技术手段生产的数字高程产品，AW3D30及ASTER GDEM均展现出相对丰富的地貌细节特征，均优于SRTM及TanDEM-X DEM产品，但ASTER GDEM产品颗粒效应明显，且产品精度较低；而TanDEM-X DEM是从更高分辨率产品重采样获取，因此相对平滑；就数字高程产品的高程精度而言，TanDEM-X DEM产品精度最高，其次为AW3D30及SRTM产品，均远优于由多源数据融合获取的全球数字产品。关键词：全球数字高程产品;光学立体摄影测量;InSAR;数字高程产品精度- 981
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发布时间：2021-03-03 -
摘要：高分辨率遥感影像解译是遥感信息处理领域的研究热点之一，在遥感大数据知识挖掘与智能化分析中起着至关重要的作用，具有重要的民用和军事应用价值。传统的高分辨率遥感影像解译通常采用人工目视解译方式，费时费力且精度低。所以，如何自动、高效地实现高分辨率遥感影像解译是亟待解决的问题。近年来，随着人工智能技术的飞速发展，采用机器学习方法实现高分辨率遥感影像解译已成为主流的研究方向。本文结合高分辨率遥感影像解译的典型任务，如目标检测、场景分类、语义分割、高光谱图像分类等，系统综述了5种代表性的机器学习范式。具体来说，本文分别介绍了不同机器学习范式的定义、常用方法以及代表性应用，包括全监督学习（如支持向量机、K-最近邻、决策树、随机森林、概率图模型）、半监督学习（如纯半监督学习、直推学习、主动学习）、弱监督学习（如多示例学习）、无监督学习（如聚类、主成分分析、稀疏表达）和深度学习（如堆栈自编码机、深度信念网络、卷积神经网络、生成对抗网络）。其次，深入分析五种机器学习范式的优缺点，并总结了它们在遥感影像解译中的典型应用。最后，展望了高分辨率遥感影像解译的机器学习发展方向，如小样本学习、无监督深度学习、强化学习等。关键词：遥感影像解译;机器学习范式;深度学习;弱监督学习;小样本学习;强化学习- 1475
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发布时间：2021-03-03 -
摘要：蓬勃发展的信息化时代对于稳定精准的定量遥感信息获取提出了迫切需求。遥感对地物目标信息的精准获取，从根本上取决于对遥感载荷性能及其长期业务运行期间状态变化的综合定标。“十一五”以来，中国科学院定量遥感信息技术重点实验室牵头国内优势单位，系统性设计实现了面向定量遥感的高分辨遥感综合定标技术体系，研建形成“包头高分辨遥感综合定标场”（简称“包头场”）。该定标场具有集载荷严格航空校飞、卫星在轨定标与性能检测、产品真实性检验功能于一体的空天高分辨遥感载荷外场综合定标能力，所展现的综合定标与测试功能得到国际对地观测领域的广泛认可，并被科技部授牌为“国家高分辨遥感综合定标场”。本文从高分辨遥感发展趋势下的定标技术需求出发，阐述了包头场的系统构成和各项功能，及其在高分辨率遥感载荷定标和性能评价中的成功应用，以期为遥感科研人员提供参考。关键词：定标场;高分辨;遥感载荷;包头场;靶标- 854
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发布时间：2021-03-03 -
摘要：人类已有半个多世纪的全球历史遥感数据积累，这些不断涌现的海量遥感数据形成的遥感大数据为地球科学研究提供了丰富的数据支持；对遥感大数据快速处理、分析和挖掘是一个新的挑战。遥感云计算平台的出现为遥感大数据挖掘提供了前所未有的机遇，并彻底改变了传统遥感数据处理和分析的模式，使得全球尺度的长时间序列快速分析和应用成为可能。本文系统梳理了国内外遥感云计算平台发展现状，归纳了截止目前遥感云计算平台在地球科学领域应用的主要方向。在此基础上讨论了目前遥感云计算平台的局限性，并展望了未来需要解决的关键技术和核心问题，提出了中国遥感云计算平台发展的建议。随着人类对地球的认识需求提升，遥感云计算平台将会在地学研究中发挥更大的作用，服务于地学知识的深入及人类社会可持续发展。关键词：遥感;大数据;遥感云计算平台;地球科学应用- 2276
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发布时间：2021-03-03 -
摘要：为推进深度学习方法在点云配准、语义分割、实例分割等领域的发展，武汉大学联合国内外多家高等院校和研究机构发布了包含多类型场景的地面站点云配准基准数据集WHU-TLS和包含语义、实例的城市级车载点云基准数据集WHU-MLS。其中，WHU-TLS基准数据集涵盖了地铁站、高铁站、山地、公园、校园、住宅、河岸、文化遗产建筑、地下矿道、隧道等10种不同的环境，共包含115个测站、17.4亿个三维点以及点云之间的真实转换矩阵，为点云配准提供了迄今为止最大规模的基准数据集。WHU-MLS基准数据集涵盖了地面特征（机动车道、道路标线、井盖、非机动车道），动态目标（行人、车辆），植被（树木、树丛、低矮植被），杆状地物及其附属结构（电线杆、独立提示牌、路灯、信号灯、独立探头等），建筑和结构设施（房屋、道路隔离结构、围墙和栅栏）以及其他公共和便利设施（垃圾桶、邮筒、消防栓、街头座椅、电力线等）等6大类30余小类地物要素，共包含2亿多个点和超过5000个实例对象，为语义分割、实例分割点云深度学习网络的训练、测试和性能评估提供了当前最为丰富的基准数据集。关键词：遥感;深度学习;配准;语义分割;实例分割;点云基准数据集- 1278
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发布时间：2021-03-03 -
摘要：高空间、高时间分辨率的遥感影像对地表与大气环境的实时精细监测具有重要作用，但单一卫星传感器获取的遥感影像存在空间与时间分辨率相互制约的问题，时空融合技术发展成为了低成本、高效生成满足不同应用需求的高时空分辨率遥感影像的有效手段。近年来，国内外学者提出了大量的时空融合算法，但对于复杂的地物类型变化的空间细节修复仍存在挑战，融合影像精度有待提高。对此，本文提出增强型空间像元分解时空遥感影像融合算法（EUSTFM），采用变化检测识别并修复地物类型改变的像元，使空间像元分解过程可同时在已知时相与未知时相进行，以生成空间细节信息准确的中间分辨率影像对，用于最终的邻域相似像元计算，实现了对季节性变化（如植被自然生长）、有形变（如城市土地扩张）及无形变的地物类型变化（如农作物的成熟与收割）等复杂地表变化的一致性预测，提高了融合精度。实验采用两对Landsat-MODIS遥感影像数据集，对比STARFM与FSDAF两种广泛应用的时空融合算法，测试了该算法的影像融合效果。结果表明，本文提出的EUSTFM能够同时实现对季节性变化及复杂的地物类型变化的稳定预测，可生成具有更高精度的融合影像，将有效推动时空影像融合的实际遥感应用。关键词：时空融合;遥感影像;空间像元分解;变化检测;时间分辨率;空间分辨率- 737
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发布时间：2021-03-03 -
摘要：成立于1986年的中国遥感卫星地面站是中国重大科技基础设施，也是国际资源卫星地面站网的重要成员。历经30余年的建设和运行，中国遥感卫星地面站形成了以北京总部为中心，拥有密云、喀什、三亚、昆明、北极5个卫星接收站的体系，实时数据接收覆盖中国全部领土和亚洲70%陆地区域，并初步具备了全球数据的快速获取能力。2020年，地面站实现了32颗国内外陆地观测卫星和中国空间科学卫星的全自动化业务运行，是中国兼容和扩展能力最强的卫星数据地面接收系统，总体指标达到国际先进水平，部分指标达到国际领先水平。近年来，地面站在技术上不断取得突破性进展，包括Ka频段数据接收、VCM模式数据接收、面向快速应用的卫星数据记录与快视平台、超远距离数据网络传输、数据接收任务自动规划等。同时，以国际先进遥感卫星数据处理产品、对地观测数据共享计划、虚拟地面站、RTU等新型数据产品为代表，为中国空间对地观测提供了有力的数据保障，为国家经济建设、社会发展、科学研究都做出了突出的贡献。关键词：中国遥感卫星地面站;国家重大科技基础设施;卫星数据接收站网;遥感卫星地面系统- 1033
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发布时间：2021-03-03
数据处理
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摘要：2000年以来，中国对地观测领域在国家科技计划的支持下，积累了系列关键技术和核心成果。以此为重要引领，支撑形成了气象、海洋、陆地业务化遥感卫星系列和多类别遥感科学实验卫星系列，建立了较为完善的卫星遥感和灵活多样的航空遥感数据获取体系。同时，构建了数据获取、处理和产品服务体系和面向不同需要的应用系统，较大程度上满足主要行业常态化和应急应用需求。特别是国家高技术研究发展计划（863计划）地球观测与导航领域的设立和国家重大科技专项“高分辨率对地观测系统”的实施，系统加强了中国综合对地观测技术和能力。在此基础上通过多边和双边合作，中国对地观测领域在国际上取得了参与全球对地观测进程的主导地位，发展巩固了中欧和中美等重要国际合作渠道。科技人才队伍日益壮大，产学研合作推动遥感科技成果商业化培育环境不断完善，多元化商业遥感卫星初见规模，多类别遥感产品蓬勃发展，涌现出一批代表性企业。面向未来，空天地一体化观测能力、定量化信息获取技术和智能化观测等方面将会得到进一步发展，遥感大数据管理技术和共享服务机制等也将会有新的突破。关键词：对地观测;科技计划;卫星;无人机;遥感应用;国际合作;产学研队伍- 1294
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发布时间：2021-03-03 -
摘要：热带与亚热带拥有大量丰富的自然资源，同时也正在经历着快速的城市化进程，其资源、生态、环境等都面临着前所未有的挑战。同时，热带与亚热带地区存在着大量的自然灾害（如台风、干旱、地震等），威胁着该地区人类经济社会的可持续发展。应用遥感技术对热带与亚热带区域进行全面的监测，对于热带与亚热带区域甚至全球的可持续发展具有重要的意义。然而，由于热带与亚热带特殊的地理条件（如多云多雨等），遥感监测需要克服特殊的技术挑战。本文通过Web of Science核心数据库的7594篇研究论文进行分析，综述了热带与亚热带遥感的研究现状，分别从热带与亚热带遥感的需求、现状、挑战和机遇，通过共被引文献分析和主题词频率分析，建立共被引文献网络和主题词网络，并通过非监督机器学习进行聚类，分别识别出22个共被引文献聚类和6个主题词聚类。通过对这些共被引文献类别和主题词类别的深入分析，本文总结了：（1）热带与亚热带遥感研究的主要监测对象，包括城市地表、热带雨林、红树林、珊瑚、热带草原、生物多样性和自然灾害；（2）热带与亚热带遥感主要采用的遥感技术，包括：遥感数据的选择和使用、遥感数据分析的方法、多云多雨的问题应对以及多源遥感技术。最后，从现代遥感技术的快速发展，本文从8个方面讨论热带与亚热带遥感面临的挑战和未来发展的机遇。关键词：遥感;热带;亚热带;热带雨林;红树林;珊瑚;大草原;自然灾害- 783
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发布时间：2021-03-03 -
摘要：根据林业遥感科研项目成果和行业应用表现出的阶段性特点，将中国林业遥感发展历程划分为3个阶段： 1951年—1980年为以航空遥感像片为主的目视解译应用阶段，建立了航空摄影和地面综合调查相结合的森林调查技术体系；1981年—2000年为卫星遥感开拓创新阶段，首次研发了针对森林资源调查的卫星遥感数字图像处理系统，在可再生资源遥感调查、遥感系列制图、生态效益评价等关键技术领域均取得了重大突破，并将应用领域扩展到湿地资源、荒漠化和沙化土地、林业灾害等遥感调查、监测领域；2001年—2020年为定量遥感发展与综合应用服务平台形成阶段，通过深入开展林业遥感应用基础理论和定量遥感技术与方法研究，促进了定量遥感技术的快速发展和林业综合监测技术体系的形成，并构建了林业遥感综合应用服务平台；最后就林草部门在新时期所面对的新要求、新任务，给出了未来林草遥感科研和应用发展建议。关键词：中国;林业遥感;发展历程;林业综合监测;高分遥感- 1276
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发布时间：2021-03-03 -
摘要：海洋涡旋数量大、分布广、含能高、裹挟强，是研究物质循环、能量级联和圈层耦合的理想载体。对涡旋的全生命周期追踪观测成为21世纪以来海洋遥感领域最重要的进展之一，并引发了新一轮涡旋研究的热潮。本文从涡旋的温度异常、物质示踪、旋转流场和闭合拓扑等特征出发，简述了红外辐射计、可见光扫描仪、微波高度计、合成孔径雷达等遥感技术在涡旋观测中的机理和方法，重点阐述了卫星高度计涡旋识别与追踪算法及其在涡旋形态学、运动学和动力学中的应用。基于虚拟星座下的多参数遥感，介绍了涡旋在海洋、大气、生态等交叉学科领域的前沿应用和最新进展。指出当前涡旋遥感发展面临的亚中尺度、垂直结构、跨学科研究等3大挑战，展望了新一代遥感技术在未来海洋科学特别是涡旋海洋学研究中的应用前景。关键词：涡旋遥感;高度计;辐射计;水色仪;合成孔径雷达;涡旋海洋学;跨学科研究;新一代海洋卫星- 1207
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发布时间：2021-03-03 -
摘要：合成孔径雷达SAR（Synthetic Aperture Radar ）以其全天时全天候的观测能力在地表目标识别、灾害监测等领域得到了越来越多的重视，高分辨率、全极化等各类先进SAR载荷卫星的发展日新月异。相对而言，微波与地物目标的相互作用机理仍有待深入研究。在可控无电磁干扰的测试环境下开展典型目标微波特性测量实验，可以再现SAR卫星电磁波与地物目标的相互作用过程，有效提升微波电磁波与典型地物目标相互作用机理的认知水平。本文基于“陆地目标微波特性测量与仿真成像科学实验平台”，在可控环境下对两种典型的人工目标（金属球与四旋翼植保无人机）以及典型自然地物（水稻）目标分别开展了全频段微波散射特性测量与多波段、多极化、多入射角、多方位角成像实验。实验结果表明，金属球的雷达散射截面积RCS（Radar Cross Section）测量值精度较高，在2.5 GHz以上与Mie级数模拟值的均方根误差分别为1.09 dBsm（HH极化）与1.00 dBsm（VV极化）；同时实验平台能够较好地呈现无干扰环境下目标多入射角、多方位角的散射特性。此外，由于结构特征的不规则性和介电特征的不连续性，水稻的0.8—18 GHz连续微波波谱曲线起伏变化较大，这也是导致对自然地物目标的SAR图像解译困难的主要原因之一。关键词：微波暗室;散射特性;雷达截面积;合成孔径雷达;仿真成像- 712
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发布时间：2021-03-03 -
摘要：滑坡是全球发生最为频繁、造成损失最严重的自然灾害之一，滑坡表面形变测量对于滑坡的早期识别、监测和预警具有重要意义。雷达遥感具有非接触式大范围空间连续覆盖和高精度形变测量等优势，在滑坡地质灾害领域中取得了广泛的应用。本文概述武汉大学干涉雷达遥感团队近几年在利用雷达遥感监测滑坡形变方面的研究内容，包括：雷达遥感在滑坡形变监测中的可行性和适用性分析、大范围滑坡隐患识别、复杂山区滑坡形变测量、大梯度滑坡形变测量、滑坡三维形变提取等。关键词：遥感;滑坡监测;时间序列InSAR;像素偏移量追踪;三维形变- 1884
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发布时间：2021-03-03 -
摘要：夜间灯光遥感是能够探测夜间微光的光学遥感技术，可获取白天遥感无法获取的信息。由于城市区域的人造光源是夜间稳定亮光的主要来源，夜间灯光遥感影像已被证明可以更直观地反映夜间人类活动差异，同时具有覆盖范围大、时效快和易获取等优势，可广泛应用于多尺度长时序的城市问题研究。目前，基于夜间灯光遥感数据的应用研究成果较为丰富，不少学者对夜间灯光遥感数据的数据预处理以及应用潜力等方面进行了归纳。但基于夜间灯光遥感与城市问题研究的整理和总结还有待进一步加强。基于此，本文通过对近几十年来有关夜间灯光遥感数据的研究成果进行了详细梳理，从多尺度城市空间结构分析、城市社会经济指标估算以及城市公共安全领域研究3方面入手，系统梳理夜间灯光遥感数据的应用能力。进一步根据数据应用过程中出现的问题，从夜间灯光遥感日数据应用、长时间序列数据集生产以及定量验证等角度探讨了夜间灯光遥感所面临的挑战与前景。关键词：夜间灯光;遥感;城市研究;多尺度;综述- 3292
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发布时间：2021-03-03 -
摘要：从行星遥感海量数据中对地形地貌特征进行识别和分类，是行星科学研究中的一项重要基础工作。本文综述了自实施月球和深空探测任务以来，国际、国内采用行星影像数据进行地形地貌识别与分类技术的研究进展。首先，从月球、火星以及其他行星探测任务3个方面，对相关的探测任务和获取的影像数据进行简介。然后，在介绍通用目标识别与分类方法研究进展的基础上，分别详细阐述了月球、火星、其他行星影像数据的目标识别与分类研究进展，具体包括：（1）在月球影像目标识别与分类研究进展中，从月球表面环形构造识别，线性构造识别，以及地形分类几个方面展开详述；（2）在火星影像目标识别与分类研究进展中，从构造地貌，风成地貌，水成地貌，其他地貌的识别与地形分类几个方面的研究进展进行详述；（3）其他行星影像目标识别与分类研究进展中，从太阳系的其他类地行星和小行星的影像目标识别与地形分类研究进展进行阐述，其中针对小行星近距离飞越探测、绕飞探测、附着就位探测和表面采样返回等探测方式，分别介绍了对其影像数据的目标识别与地形分类的研究进展。最后，对行星遥感影像目标识别和分类技术的未来发展方向进行了展望和探讨。关键词：行星探测;遥感数据;目标识别;地形分类;机器学习- 804
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发布时间：2021-03-03 -
摘要：激光雷达作为一种主动的三维遥感观测技术，在不同尺度的土地、矿产、森林、草原、湿地、水、海洋等自然资源的三维动态监测中发挥着越来越重要的作用。本文将在简要介绍激光雷达技术发展现状的基础上，重点阐述激光雷达技术在各类自然资源三维动态监测中的应用现状，同时对激光雷达在自然资源调查中的应用潜力和局限性进行综合分析，最后探讨以激光雷达技术为基础的自然资源三维动态监测的未来发展趋势和方向。随着激光雷达技术和平台的不断发展以及激光雷达信息的深入挖掘，将不断促进激光雷达技术在自然资源三维动态监测应用中的纵深发展。然而单一激光雷达数据由于其本身存在的局限性，难以满足自然资源全要素、全流程、全覆盖、高精度、高效率的现代化动态监测的要求，如何将多源、多尺度、多平台遥感数据与人工智能相结合，构建“天—空—地”一体化的自然资源调查监测技术体系，是未来自然资源三维动态监测的发展方向。关键词：遥感;激光雷达;自然资源;三维信息;动态监测;数据融合- 1415
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发布时间：2021-03-03 -
摘要：作物病虫害作为影响农作物品质、产量及威胁粮食安全的主要因素，仅依靠人工田间调查对其进行监测已不能满足当下农业生产精准高效的需求。高光谱遥感作为能够获取地表物体连续波谱信息的遥感技术，已经成为当下作物病虫害监测识别的重要手段。本文对作物病虫害高光谱遥感监测识别的研究进展进行综述，通过对该领域发表文献的统计以及对主要机构、团队、数据源的分析，明确了病虫害高光谱遥感监测的研究热点和趋势；在此基础上，分析高光谱技术及其作物病虫害的监测识别机理，从病虫害胁迫探测、分类识别、危害严重度定量分析及早期检测四个方面综述相关技术及研究现状；通过探讨当下高光谱遥感病虫害监测识别面临的挑战，提出作物病虫害标准图谱库的建立、星载高光谱传感器的完善以及星空地一体化监测平台的搭建是当前作物病虫害高光谱遥感监测识别技 术落到实处的关键，也是未来发展的重点方向。关键词：遥感;作物病虫害;高光谱遥感;监测识别;未来展望- 1823
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发布时间：2021-03-03 -
摘要：随着社会经济快速发展及人口增长，中国木材供需矛盾突出，对外依存度高。面对有限的土地资源，迫切需要更为高效、高质量地培育森林资源，在定向培育和集约经营等的各个环节实现培育技术精准化。现代遥感技术所构建的多平台、多角度、多模式立体观测体系及定量分析方法是森林精准培育的关键技术。以遥感技术为核心所构建的从土壤类型分析、土地适应性评价、生态环境模拟到林木育种、灌溉施肥、林木长势监测、病虫害防治等一体化、精准化的森林精准培育新体系，将全面支撑现代林业的整体提质增效和森林质量精准提升。本文首先介绍了RGB相机、多光谱、高光谱、激光雷达、热红外和荧光传感器在森林精准培育中应用现状，并对其应用特点及测量指标进行了综合比较；然后，重点介绍了遥感在林木良种选育、营养胁迫监测诊断及水肥精准喷灌以及森林病虫害防治与健康评估这3个森林精准培育重要方向上的应用，并分析了各应用方向的共性需求；最后，从3个方面，即多源遥感信息融合，人工智能、物联网及3S技术集成，以及遥感数据与生理生态模型和辐射传输模型等的集成应用，分析了未来遥感技术在森林精准培育中的发展趋势及应用前景。关键词：森林精准培育;遥感;表型;森林培育;林木遗传育种;森林健康- 827
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发布时间：2021-03-03
遥感应用
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摘要：高光谱成像技术可同时获取地物的几何、辐射和光谱信息，集相机、辐射计和光谱仪能力于一体，相比光学空间二维成像，可对地物进行空间和光谱三维成像，在一定的空间分辨率下，获取宽谱段范围内地物独特的连续特征光谱，对地物的精细分类和识别具有突出的优势，目前已成为对地遥感的重要前沿技术手段，在自然资源调查、生态环境监测、农林牧渔、海洋与海岸带监测等领域发挥着越来越重要的作用。随着高光谱遥感应用的深入研究，对高光谱成像遥感仪器的光谱范围、幅宽、光谱分辨率、空间分辨率、时间分辨率与定标精度等指标提出了新的要求。同时满足这些相互制约的参数指标，是国内外高光谱载荷研制中一直难以突破的技术难点。本文主要对国内外的高光谱成像遥感载荷技术进行了综述，介绍了国内外典型的机载、星载高光谱成像遥感仪器，以及近年来发射、正在研制和计划发展的星载高光谱成像载荷，并分析了这些载荷的技术方案、性能指标和应用效果；介绍了声光调谐（AOTF）、液晶调谐（LCTF）、法布里—珀罗调谐（FPTF），渐变式（LVF）和阶跃式（ISF）光楔滤光片，压缩感知光谱成像等新型分光技术，并分析了它们各自的技术优缺点以及应用于高光谱成像的可行性和现状；最后展望了高光谱成像载荷技术的发展趋势。关键词：遥感;高光谱成像;遥感载荷技术;宽谱;宽幅;高分辨率- 1570
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发布时间：2021-03-03 -
摘要：本文从海洋与气候变化等重大前沿科学与应用对空间海洋观测系统的需求出发，基于当前国内外空间激光技术水平与前期海洋激光遥感的探索，提出了海洋遥感从二维向三维发展的紧迫性，并将海洋剖面探测激光雷达作为未来“海洋三维遥感”的主要技术手段。本文对近50年国内外激光海洋剖面探测技术的理论与应用、基础性关键探测机理问题，尤其是近10年来的试验性探索及其在多个海洋科学问题中的应用进行了综述。结合中国自主“观澜号”海洋科学卫星计划中海洋剖面探测激光雷达的系统论证与指标要求，提出了未来海洋剖面探测激光雷达发展路线图建议以及中国有望率先在空间海洋剖面激光探测领域取得突破的设想。关键词：海洋遥感;海洋三维遥感;激光雷达;海洋剖面探测;海洋科学卫星- 1405
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发布时间：2021-03-03 -
摘要：对目标空间三维—光谱信息的高分辨一体化获取与应用，是对地观测技术发展的前沿科学问题。结合高光谱成像与激光雷达测距的技术优势，对地观测多光谱/高光谱激光雷达遥感技术手段应运而生，并成为遥感技术未来发展的重要方向。本文分3个阶段详细回顾了对地观测高光谱激光雷达系统的发展历程，并针对其独有数据类型阐述了数据处理研究方面的探索研究。最后，重点分析了高光谱激光雷达在测绘领域、农林业领域的重大应用潜力，展望了未来对地观测高光谱激光雷达发展面临的机遇和挑战。关键词：激光雷达;高光谱;空谱合一;全天时;植被遥感- 1116
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发布时间：2021-03-03 -
摘要：随着星载面阵CMOS探测器的广泛使用，使得获取超时相数据成为可能，这为新型对地遥感工作模式带来新的发展机遇。本文不再局限于采用单一技术解决单一技术指标的传统解决问题的方式，系统性地提出一种面向星载面阵CMOS相机的新型成像方式，利用面阵CMOS相机连续快速曝光在极短的时间内获取同一观测区域的超时相序列数据，通过图像重建的方式，实现一揽子的图像质量提升，即同时实现虚拟数字时间延迟积分TDI（Time Delay Integration）、调制传输函数MTF（Modulation Transfer Function）补偿和空间分辨率GSD（Ground Sampling Distance）提升。这种新型成像方式的优点是，可以改善星载光学相机是探测器受限系统的窘境，进而在不改变光学系统的情况下，通过求解一个病态方程，实现对地遥感图像空间分辨率与成像质量的综合提升。基于实验室的靶标仿真实验数据、基于低轨光学遥感卫星OVS-1A、吉林一号视频03卫星和高分四号卫星的真实数据实验结果表明，无论是信噪比，图像清晰度还是空间分辨率都有明显提升。这种新型成像方式已被中国后续某地球同步轨道光学成像卫星所采用，可以预见的是，这种成像方式不仅可以使得在轨卫星发布更高分辨率与更好图像质量的产品，盘活在轨卫星的探测资源；在实现同样空间分辨率与图像质量的前提下，可以有效降低光学相机载荷的体积与重量，进而可以有效降低未来光学卫星的研制成本。关键词：超时相数据;数字时间延迟积分;调制传输函数;低轨光学遥感卫星- 685
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发布时间：2021-03-03
平台载荷
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