最新刊期
      2023 年 第 27 卷 8 期
      封面故事

        研究进展

      • 王卷乐,李凯,严欣荣,郑莉,韩雪华
        2023, 27(8): 1757-1768. DOI: 10.11834/jrs.20232299
        地理要素分类机器学习方法发展与前景
        摘要：地理要素一般包括自然和人文两类对象。日益增加的遥感大数据和泛在的社交媒体数据为这两类对象的要素分类提供了丰富的数据源。基于遥感影像分类为主的自然要素提取和基于网络文本和社交媒体的人文要素提取，是当前地理要素分类的两大主流。前者以图像处理技术为支撑，后者则以自然语言处理技术为核心。随着机器学习等人工智能分类方法的介入，两类要素分类呈现越来越多的共性相通特点。本文以机器学习方法的演变历程为媒介，剖析了其在自然地理要素遥感影像分类和人文社会要素网络文本分类方面的异同。以遥感单一对象、复合对象分类和微博社交媒体话题分类提取为实例，指出二者在机器学习分类方法上具有相通性。遥感大数据和网络文本大数据分类方法的相互借鉴能够促进自然与人文地理要素的智能分类应用。  
        关键词：地理要素分类;自然地理要素;人文地理要素;机器学习;遥感分类;网络文本分类;自然语言处理   
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        发布时间：2023-08-30

        空气污染卫星遥感

      • 张秀英,刘磊,秦佳遥,董佳琦,程苗苗,卢学鹤,丁佳
        2023, 27(8): 1769-1781. DOI: 10.11834/jrs.20231631
        大气无机氮沉降卫星遥感估算研究进展
        摘要：大气无机氮沉降是全球氮循环的重要过程，对生态系统的可持续发展至关重要。监测大气氮沉降主要包括地面站点监测和大气化学传输模型模拟两种方法；但在区域尺度上两种方法获得的氮沉降通量具有较大差异。因此，急需发展新的方法以补充探讨区域尺度大气氮沉降时空分布格局。卫星遥感技术具有监测全球高时空分辨率大气含氮化合物浓度的能力，已应用于区域尺度氮沉降通量估算。本文系统回顾了监测大气NO2和NH3的主要卫星载荷及其数据特点、基于卫星监测的NO2和NH3柱浓度开展氮沉降估算的基本原理，大气硝态氮和氨态氮的气体、颗粒物和湿沉降遥感估算模型，中国大气无机氮沉降时空分布格局，并指出了当前基于卫星监测信息开展大气无机氮沉降通量估算研究中存在的不足。  
        关键词：大气无机氮沉降;气体沉降模型;颗粒物沉降模型;湿沉降模型;卫星遥感   
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        发布时间：2023-08-30
      • 姚依欣,李贵才,唐世浩,江飞
        2023, 27(8): 1782-1791. DOI: 10.11834/jrs.20232508
        2010年—2020年全球陆地区域大气CO<sub>2</sub>时空变化特征分析
        摘要：本文基于2010年—2020年GOSAT卫星二氧化碳柱总量产品，从全球空间分布、纬向分布、区域分布、年际与季相变化特征等方面，分析了大气CO2的时空变化特征。结果表明，2010年—2020年全球陆地区域大气CO2浓度持续上升，年均值从387.42 ppm上升至410.32 ppm，年均增长率约为2.33 ppm/a，其中2016年全球陆地区域平均大气CO2浓度首次超过400 ppm，年增长量超过3 ppm，为近10年最高。季相变化方面，北半球春季最高、夏末秋初最低，南半球波动相位相反，波动幅度北半球远高于南半球，且纬度越高波动越大。纬向分布特征明显，从南向北总体呈现先升高后降低，受到云及数据质量控制等因素影响，在赤道附近，存在较为明显的下降，峰值出现在0°—10°N和30°N—40°N。区域分布差异较大，多年均值的最大值出现在南美热带，最小值出现在北美北部，差异将近30 ppm；年均增长率方面亚洲温带最高，亚洲北部最低，分别为2.36 ppm/a和2.27 ppm/a。  
        关键词：GOSAT;CO2浓度;全球陆地区域;时空变化特征;大气;长时序;遥感   
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      • 宋世鹏,范萌,陶金花,陈三明,顾坚斌,韩宗甫,梁晓霞,陆晓艳,王甜甜,张莹
        2023, 27(8): 1792-1806. DOI: 10.11834/jrs.20231845
        基于集成学习方法的中国近地面臭氧浓度时空分布
        摘要：自2013年大气污染防治行动以来，PM2.5、PM10、SO2、NO2等空气污染物浓度都有不同程度下降，但臭氧污染仍有上升趋势，臭氧污染已成为制约中国空气质量持续改善的关键问题。地基站点可以提供空间上特定点的臭氧浓度，但无法获得近地面臭氧连续的空间分布。由于臭氧大量分布于平流层，遥感卫星反演的臭氧柱浓度产品仅能反映整层臭氧柱浓度，但整层臭氧柱浓度与近地面浓度无明显相关性，因而无法体现近地面臭氧浓度。本文综合地基监测数据、再分析资料、卫星产品，采用不同的模型方法，得到近地面臭氧浓度的时空分布，结果表明集成学习方法可以准确估算近地面臭氧在空间上的分布状况和在时间上的变化趋势。本文对比了梯度提升回归树（GBRT）、极端随机树（ERT）、极端梯度提升器（XGBoost）3种不同的集成学习方法在近地面臭氧污染估算的效果表现，3种集成学习方法在2019年—2020两年的十折交叉验证R2都在0.89以上，极端梯度提升器（XGBoost）方法在RMSE、MAE指标上有最好的表现，2019年—2020年两年的平均RMSE、MAE分别为15.77 μg/m3、10.53 μg/m3，但基于极端随机树（ERT）方法获得的近地面臭氧空间分布更加连续自然。因此最终选择极端随机树（ERT）方法估算得到中国近地面臭氧浓度数据集，并在此基础上进行时空分析。由于中国政府实施积极的减排措施的及疫情影响，臭氧浓度多年来的上升趋势得到了逆转，2020年臭氧年均值为107.41±18.6 μg/m3，较去年平均值109.26±19.71 μg/m3，有所减少。时间上，每年的5—9月气温较高，光化学反应剧烈，因而臭氧高污染事件频繁发生。空间上，京津冀地区、长三角地区、珠三角地区、成渝地区等城市群显著高于周围其他区域，是臭氧污染防治的重点区域。  
        关键词：遥感;近地面臭氧;集成学习;极端随机树;梯度回归提升树;极端梯度提升器;TROPOMI;新冠疫情   
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        发布时间：2023-08-30
      • 程良晓,陶金花,王雅鹏,余超,林军,陈良富
        2023, 27(8): 1807-1820. DOI: 10.11834/jrs.20231787
        GF-5 EMI观测新冠疫情期间全球典型地区NO<sub>2</sub>柱浓度变化
        摘要：中国“高分五号”（GF-5）卫星上搭载的痕量气体差分吸收光谱仪（EMI）是第一台设计用于大气痕量气体的探测的高光谱载荷。本文首次基于EMI NO2观测结果分析全球NO2污染典型区域在新冠疫情期间的NO2浓度变化情况。结果表明EMI载荷捕捉到了2020年1—3月，中国东部（-13.6%）、欧洲（-10.2%）、伊朗（-7.9%）和韩国（-13%）等大部分地区NO2柱浓度区域均值的明显下降趋势。不论是同年封锁前后的比较，还是2020年封锁期间与2019年同期的比较，都能够看到EMI NO2柱浓度明显的下降。NO2柱浓度下降的主要原因是疫情期间采取的限制性措施导致的交通和工业活动排放大幅减少。EMI NO2观测结果与国际同类成熟载荷OMI和TROPOMI观测结果的相关性大于0.97，在区域和城市尺度上EMI与OMI和TROPOMI的平均相对差异分别小于13%和9%。本研究结果体现了EMI在全球NO2污染变化监测的能力和实际应用价值，为中国后续痕量气体探测载荷的研制和应用提供参考。  
        关键词：遥感;高分五号;EMI;OMI;TROPOMI;NO2反演;新冠疫情;NO2减排   
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        发布时间：2023-08-30
      • 叶洽,郑小慎,赵尚玉
        2023, 27(8): 1821-1833. DOI: 10.11834/jrs.20232153
        2021年中国北部特大沙尘天气的遥感监测与路径分析
        摘要：2021年3月中旬，中国北部地区遭遇了近十年来最强的一次沙尘天气。本文利用多源卫星和PM10浓度数据对此次沙尘天气过程进行了水平、垂直方向动态监测，并通过HYSPLIT模式前向、后向轨迹的聚类分析了沙尘的来源及传输路径，结果表明：（1）2021年3月14日至18日，中国20个省市和渤黄海近岸海域均受到沙尘影响，其中西北、华北、东北地区部分省市出现沙尘暴，华中、华东部分省市和渤黄海近岸海域受轻度沙尘天气影响。（2）14日至15日的沙尘主要源自蒙古国中部，16日至18日的沙尘则更多来自中国内蒙古中西部和新疆维吾尔自治区中部。沙尘传输路径可以分为西北路、北路、西路3支。（3）沙尘的输送高度主要为对流层低层1—3 km与对流层中高层3—10 km，高于“三北防护林”等生态环境工程的风沙拦截高度。多源卫星产品和数值模式相结合，为中国沙尘天气的预报预警以及沙尘污染的区域联防联控提供了科学参考。  
        关键词：沙尘天气过程;FY-4A;遥感监测;沙源地;传输路径   
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        发布时间：2023-08-30
      • 朱玥,石玉胜,李正强
        2023, 27(8): 1834-1843. DOI: 10.11834/jrs.20231758
        2000年—2018年中国和印度的长期PM<sub>2.5</sub>污染暴露的疾病负担研究
        摘要：PM2.5作为空气污染物，对人体健康构成了潜在威胁。中国和印度是全球人口最多的两个发展中国家，PM2.5污染造成的疾病负担问题尤为严重。因此，本文基于长时间序列高分辨率（0.01°×0.01°）卫星反演的PM2.5浓度数据，分析了中国和印度19年（2000年—2018年）的PM2.5时空格局变化和人口暴露情况；基于综合暴露响应模型全面评估了两个国家因PM2.5长期暴露导致的6种疾病（急性下呼吸道感染、慢性阻塞性肺病、二型糖尿病、缺血性心脏病、肺癌和中风）的过早死亡人数。结果表明，中国PM2.5浓度的高值区集中在新疆、四川盆地、华北平原以及长江经济带等地区，年人口加权浓度总体呈减少趋势（2000年为50 μg∙m-3，2018年为40.8 μg∙m-3）；印度PM2.5浓度的高值区集中在北部地区，年人口加权浓度一直呈上升趋势（2000年为51.5 μg∙m-3，2018年为76.4 μg∙m-3）。对于中国而言，PM2.5暴露造成的过早死亡人数从2000年的90.8万人增长至2018年的137.8万人，增长了47万人；中风是导致过早死亡的主要疾病终端，占总死亡人数的45.9%（56.3万人）。印度PM2.5暴露造成的过早死亡人数从2000年的34.3万人增长至2018年的75万人，增长了40.7万人；缺血性心脏病和中风是导致过早死亡的主要疾病终端，分别占比39.9%（20.2万人）和25.5%（12.9万人）。研究结果有望为决策者和污染控制机构提供参考，有助于制定空气污染治理政策。  
        关键词：遥感;PM2.5;疾病负担;过早死亡;中国;印度;长时序   
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        发布时间：2023-08-30
      • 魏少聪,邢成志,林继楠,宋宇航,胡启后,季祥光,滕佳华,徐宁宁,刘诚
        2023, 27(8): 1844-1855. DOI: 10.11834/jrs.20232449
        基于高光谱技术的广州市HCHO时空分布和来源定量遥感研究
        摘要：甲醛（HCHO）作为一种重要的大气污染物，不仅会影响区域大气环境质量，还会对人体健康造成危害。然而，目前HCHO的监测手段依然以地面监测为主，缺乏垂直观测阻碍了人们对HCHO垂直演化和高空大气化学过程的深入认识。本文基于搭设于广州地球化学研究所高光谱设备的观测数据，通过最优估计反演算法获得了2020年12月至2021年11月期间的HCHO垂直廓线。研究发现，广州市HCHO浓度在垂直方向呈现出边界层底层（6.61 ppb）>边界层中层（4.76 ppb）>边界层顶层（3.00 ppb）；在时间上表现为夏季（8.58 ppb）>春季（8.50 ppb）>秋季（8.05 ppb）>冬季（5.43 ppb）；不同季节的HCHO垂直日变化特征相似，最高浓度均出现在200 m且呈现出“双峰”变化模式，第一个峰值出现在08：00—10：00，第二个峰值出现在14：00左右。此外，基于遥感数据建立多元线性回归模型实现了对观测期间HCHO背景浓度、一次和二次来源浓度的剥离。研究发现，整个观测期间HCHO二次源浓度（约占64.10%）>背景浓度（约占20.20%）>一次源浓度（约占15.70%）；此外，受VOCs排放浓度与光化学反应强度的影响，夏季二次HCHO浓度占比明显高于冬季。通过对HCHO周末与工作日的垂直日变化特征进行分析，得出广州周末HCHO排放水平并没有表现出明显的下降。本研究可加强对HCHO时空分布特征的深入认识，为污染防控措施的制定提供数据支持。  
        关键词：遥感;高光谱技术;甲醛;垂直分布;季节变化;二次源;周末效应;广州市   
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        发布时间：2023-08-30
      • 麻文杰,周海金,赵欣,司福祺,罗宇涵,杨东上,杨太平,钱园园,汤付颖
        2023, 27(8): 1856-1865. DOI: 10.11834/jrs.20210603
        高分五号痕量气体差分吸收光谱仪的地表UV-B辐照度初步反演
        摘要：地表UV-B辐照度会对地球生态系统产生非常重要的影响。利用卫星遥感探测，可实现全球地表UV-B辐照度的长期探测，对于生态系统评估和大气科学研究等具有重要意义。目前基于国产卫星的地表UV-B辐照度产品较少，因此本文开展了高分五号卫星大气痕量气体差分吸收光谱仪（EMI）的地表UV-B辐照度的初步反演。首先基于地表UV-B辐照度的敏感性分析结果，建立无气溶胶情况下晴空地表UV-B辐照度查找表。随后提出了云、气溶胶场景下的校正方法，实现了全球地表UV-B辐照度的反演。最后，为验证该算法的准确性，将EMI结果分别与欧洲OMI卫星数据、WOUDC地面站点数据进行了对比，其中与OMI数据的相关系数大于0.9，与WOUDC地面站点数据的相关系数达到0.91。研究结果表明EMI载荷的地表UV-B辐照度产品准确性高，为后续地表UV-B辐照度等相关产品的发布提供研究基础，也证明了该载荷在全球地表紫外辐射时空分布监测应用中的能力。  
        关键词：遥感;痕量气体差分吸收光谱仪;地表UV-B辐照度;SCIATRAN模型;查找表   
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        地质与灾害

      • 李震,李山山,葛小青
        2023, 27(8): 1866-1875. DOI: 10.11834/jrs.20211020
        迁移学习方法提取高分一号影像汶川地震震后滑坡
        摘要：2008年汶川8.0级地震触发了大量的崩塌滑坡地质灾害，导致强震区震后地质灾害频发，因其对生命和财产的巨大威胁而广泛关注。利用遥感等技术快速提取滑坡信息，对于减少灾害造成的损失具有重要的现实意义。本文提出一种迁移学习方法，从自然场景数据集中学习特征，迁移到滑坡提取中。该方法首先在ImageNet上预训练ResNet网络，然后输入滑坡区影像样本，将预训练网络及参数迁移至LinkNet上，最终实现滑坡提取。通过对2013年—2015年3景影像的汶川地震震后滑坡提取实验进行分析及验证，结果显示相较于传统支持向量机和其他深度学习方法，本文提出的迁移学习方法有较优的提取精度，有利于后续研判及决策。  
        关键词：遥感;滑坡提取;迁移学习;ImageNet;高分一号   
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      • 崔驿宁,窦爱霞,杨慎宁
        2023, 27(8): 1876-1887. DOI: 10.11834/jrs.20211009
        3D点云震害建筑物深度学习样本增强方法
        摘要：针对震后复杂场景下LiDAR点云建筑物破坏类型自动识别问题，为满足应急救援时效性、准确性需求，告别传统人工震害特征提取，充分挖掘点云数据中灾区建筑物震害信息，进一步实现建筑物自动化智能化识别。本文将3D点云深度学习方法应用于建筑物震害识别，构建了包含倒塌、局部倒塌、未倒塌3种建筑物破坏类型的点云数据集。基于PointNet++网络探究了各类别样本量及其均衡性对识别精度的影响，并提出破坏建筑物样本增强方法，丰富了各类别样本点云形态。利用2010年海地7.0级地震后机载LiDAR数据，在PointNet++网络中进行了样本增强前后分类精度比较、样本量以及均衡性分析实验，样本增强后倒塌和局部倒塌的分类精度分别提高近27%和17%，模型整体平均分类精度、Kappa系数均有近15%的提升。实验结果表明三维建筑物震害深度学习模型在各类别样本量足够且均衡时，才能取得较好的分类识别效果。  
        关键词：遥感;分类识别;PointNet++;样本增强;LiDAR点云;震害建筑物   
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        生态与环境

      • 熊景华,郭生练,姜丽光,尹家波,王俊
        2023, 27(8): 1888-1898. DOI: 10.11834/jrs.20231628
        SWOT卫星对青海湖的水位监测潜力研究
        摘要：青藏高原湖泊群水位变化是反映全球气候变化的重要指标。在实测数据稀缺和现有卫星时空覆盖范围低的限制下，基于雷达干涉模式的新一代SWOT（Surface Water and Ocean Topography）卫星可为全球内陆水体提供高时空分辨率和高精度的水位信息，是对传统观测形式的有力补充。在卫星发射之前探讨其监测潜力具有重要意义。本研究以青藏高原最大的青海湖为例，使用CNES SWOT水文模拟器，模拟2010年—2018年类SWOT水位序列。通过分别采用实测水位、光学水位和雷达水位作为SWOT模拟器驱动，探讨了SWOT模拟器模拟精度对输入驱动的敏感性，并在多个尺度下评价了其模拟表现。结果表明：多种驱动数据情景下，类SWOT水位均可在季节和全年尺度上捕捉青海湖水位变化过程，相关系数和纳什效率系数分别在0.9—1.0和0.8—0.99变化；且可较好监测到青海湖水位长期变化趋势。SWOT具有监测青藏高原湖泊群水位动态的巨大潜力，能够有效观测湖泊水位变化。  
        关键词：SWOT卫星;青藏高原;青海湖;水位监测;遥感;测高   
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      • 王雅萍,马秀秀,李家国,朱利,李凯云
        2023, 27(8): 1899-1913. DOI: 10.11834/jrs.20210583
        核电温排水基准温度星地协同提取与分析——以宁德为例
        摘要：核电在中国正式进入积极推进建设时期，而核电温排水对周边水域环境的影响监测与评估不仅为核电机组的规划、建设、运行等过程提供重要决策依据，同时也对海域水质和生态保护具有重要价值。客观精准的基准温度提取是温排水热污染遥感监测与评估的基础，本文以宁德核电站星地同步监测为例，通过对72个离散测量点位温度垂直剖面特征进行分析，将其划分为7种不同剖面形态，从中归纳出稳定温度点，并据此构建基准温度星地协同提取“实测稳定温度法”，解决以往地面测量监测和热红外遥感监测在实施过程中基准温度计算相互独立、未进行星地协同处理，致使监测结果可比较性相对较弱等问题。研究结果表明，基于实测稳定温度法提取得到的温排水星地同步监测结果从分布范围、强度到扩散趋势最为一致，提取效果明显优于其他基准温度提取方法；实测稳定温度法监测星地面积差异最小，为1.53 km2，相对于其他方法精度提高了4—10倍，而多点平均温度法（近岸多点）、取水口温度法、邻近区域温度替代法、校正的海湾平均法、半径区域平均温度法（5 km半径）、温升混合区最低温度法的星地面积差异分别为11.95 km2、11.12 km2、7.69 km2、6.61 km2、8.46 km2和14.93 km2。实测稳定温度法能够更客观、准确的提取核电站温排水热污染分布范围和大小，在核电温排水热污染监测中具有重要的应用价值。  
        关键词：温排水;星地协同;GF-5;基准温度;热污染;遥感   
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        发布时间：2023-08-30

        模型与方法

      • 张伟雄,唐娉,张正
        2023, 27(8): 1914-1924. DOI: 10.11834/jrs.20210453
        基于时序自注意力机制的遥感数据时间序列分类
        摘要：遥感影像时间序列为土地覆盖分类研究提供了重要的数据基础，利用深度学习提取时序分类特征一直是研究的热点，而基于循环网络和卷积网络的深度学习模型在训练样本不均衡时往往难以在小样本地类上取得高精度分类结果，针对这一问题，本文引入自然语言处理领域最新的自注意力机制方法用于多光谱遥感时序数据分类。通过对Transformer编码器进行两点改进：（1）在多头注意力前添加特征升维层，提升数据的光谱信息；（2）使用拉伸后降维取代全局最大值池化GMP（Global Maximum Pooling）作为特征维度降维策略。构建基于时序自注意力机制的特征提取网络，与循环网络和卷积网络进行对比，利用公开的多光谱遥感时序数据集评估本文所用方法对于小样本类别精度提高的有效性。实验结果表明本文基于时序自注意力机制构建的特征提取网络能够有效应用于多光谱遥感时序数据分类问题，并对小样本地类分类精度提升有所帮助。  
        关键词：自注意力机制;深度学习;遥感数据时间序列;土地覆盖分类;不均衡样本   
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        发布时间：2023-08-30
      • 张立福,王飒,颜军,张强,刘少杰,纪婵,刘森,童庆禧
        2023, 27(8): 1925-1935. DOI: 10.11834/jrs.20230516
        珠海一号高光谱数据辐射质量评价
        摘要：“珠海一号”02组和03组高光谱卫星分别于2018年4月26日和2019年9月19日发射成功。数据辐射质量评价是遥感数据应用的基础之一，针对珠海一号高光谱卫星数据，基于辐射精度、清晰度、信噪比和信息熵4个客观指标，对珠海高光谱L1B级数据辐射质量进行评价，并与GF-5高光谱遥感数据相同谱段（440—1000 nm）数据辐射质量进行对比。结果表明：GF-5高光谱数据的辐射精度和清晰度均优于珠海高光谱数据，并且珠海高光谱数据的清晰度为GF-5数据清晰度的54.5%左右；在信息熵方面，两者能力近似，均在6—10；在信噪比方面，珠海高光谱数据的信息熵为GF-5数据信息熵的86.5%左右。因此，珠海高光谱数据和GF-5高光谱数据在一定程度上可以补充使用，同时珠海高光谱数据可通过提高量化级数、降低光谱分辨率和优化传感器探元响应提高数据辐射质量。  
        关键词：遥感;珠海一号高光谱;辐射精度;清晰度;信噪比;信息熵   
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      • 王群明,张智昊,张成媛
        2023, 27(8): 1936-1950. DOI: 10.11834/jrs.20211420
        融合Sentinel-2数据的高分五号高光谱数据降尺度
        摘要：高分五号（GF-5）是中国首颗实现对大气和陆地综合观测的全谱段高光谱卫星，其搭载的可见短波红外高光谱相机AHSI提供的遥感数据拥有极高的光谱分辨率。然而，AHSI数据的空间分辨率为30 m，较低的空间分辨率限制了应用场景。为实现GF-5数据的降尺度，本文通过融合10 m哨兵二号（Sentinel-2）多光谱数据，生成10 m GF-5高光谱数据。在方法上，针对现有先进的信息损失引导的图像融合方法ILGIF（Information Loss-Guided Image Fusion）在高光谱图像降尺度中计算时间成本高的问题，本文提出了其快速版本FILGIF（Fast ILGIF）。另一方面，在降尺度过程中，本文考虑并估计了30 m GF-5高光谱数据和10 m Sentinel-2数据之间的尺度转换点扩散函数PSF（Point Spread Function），提高融合数据质量。实验结果验证了融合Sentinel-2数据用于GF-5高光谱数据降尺度的可行性。同时，结果表明：在获得与ILGIF相当精度的前提下，FILGIF大幅提高了运行效率；尺度转换PSF对降尺度过程有着重要影响，其准确的估计有助于获得更高精度的降尺度结果。  
        关键词：遥感;高分五号（GF-5）;哨兵二号（Sentinel-2）;降尺度;空谱融合;地统计学;点扩散函数（PSF）   
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      • 孙浩,徐延杰,陈进,雷琳,计科峰,匡纲要
        2023, 27(8): 1951-1963. DOI: 10.11834/jrs.20210597
        多源遥感影像深度识别模型对抗攻击鲁棒性评估
        摘要：基于深度神经网络的多源遥感影像目标识别系统已逐步在空天遥感情报侦察、无人作战自主环境认知、多模复合末制导等多个军事场景中广泛应用。然而，由于深度学习理论上的不完备性、深度神经网络结构设计工程上的强复用性、以及多源成像识别系统在复杂电磁环境中易受到各类干扰等多因素的影响，使得现有识别系统在对抗攻击鲁棒性方面评估不足，存在极大安全隐患。本文首先从深度学习理论不完备性和识别系统攻击样式两个方面分析了潜在安全风险，并重点介绍了深度识别模型对抗样本攻击基本原理和典型方法。其次，针对光学遥感影像和SAR遥感影像两类典型数据形式，从鲁棒正确识别率和对抗攻击可解释性两个方面开展多源遥感影像深度识别模型对抗攻击鲁棒性评估，覆盖了9类常见深度识别网络架构和7类典型对抗样本攻击方法，验证了现有深度识别模型对抗攻击鲁棒性普遍不足的问题，分析了对抗样本与正常样本的多隐层特征激活差异，为下一步设计对抗样本检测算法和提升模型对抗鲁棒性提供参考。  
        关键词：多源遥感影像目标识别;深度神经网络;对抗攻击;特征可视化;对抗鲁棒性评估   
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      • 靳淇文,马泳,樊凡,黄珺,李皞,梅晓光
        2023, 27(8): 1964-1974. DOI: 10.11834/jrs.20210550
        生成对抗网络的无监督高光谱解混
        摘要：近年来，基于深度学习中自编码器（AE）的方法在无监督的高光谱解混中受到了广泛的关注。由于AE的学习过程可以表述为通过训练找出一组低维的隐藏层（丰度），并用其对应的权重（端元）进行组合来减少重构误差，因而这种框架被广泛迁移并应用于高光谱的解混算法之中。然而，现有基于AE的框架虽然能有效地处理无监督的解混场景，却都存在着对噪声和初始化条件不鲁棒的问题，且解混精度也有待进一步提升。针对以上问题本文提出了一种全新的基于对抗性自编码网络（AAE）的无监督解混网络框架。首先，在网络的生成器中根据丰度和为一（ASC）及非负性（ANC）的物理意义，设计了一个基于AE的端到端解混框架。然后，在网络的判决器中本文采用初始化的丰度图作为真实值，将生成器的隐藏层（丰度）与初始化的丰度进行对抗训练，在重构误差与对抗误差的同步优化中提升框架解混性能。与传统的AE方法相比，该方法通过引入对抗性过程，在判决器中加入丰度的先验知识，可以大大提高框架的性能和鲁棒性。仿真和真实的高光谱数据的实验表明，该算法较现有方法相比具有更高的解混精度。  
        关键词：遥感;高光谱解混;深度学习;对抗自编码器;高光谱图像   
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