最新刊期
      2024 年 第 28 卷 8 期
      封面故事

        综述

      • “在遥感信息提取领域，极化SAR技术的研究取得显著进展。本文综述了极化SAR地物分类方法及其在海面溢油探测、舰船检测等任务上的应用，为相关研究提供了新方向。”
        李煜,杨静飞,张鸿生,李刚,陈杰
        2024, 28(8): 1835-1853. DOI: 10.11834/jrs.20242346
        极化合成孔径雷达遥感地物分类研究进展
        摘要：作为遥感信息提取和分析的重要环节，遥感影像地物分类一直是相关研究领域的热点之一。由于地面目标特性的复杂性和遥感成像手段的多样性，遥感影像的准确分类有赖于对影像特点的深入理解及地物先验知识的充分利用。近些年来，随着合成孔径雷达SAR（Synthetic Aperture Radar），特别是极化SAR技术的进步，SAR遥感地物分类领域的研究有了显著发展。本文旨在对极化SAR遥感地物分类的研究进展进行综述。在介绍SAR遥感基本理论，星载SAR主要数据源的基础上，介绍基于极化分解的分类方法，基于经典机器学习的极化SAR地物分类方法，基于深度学习的极化SAR地物分类方法，融合光学和SAR影像的遥感地物分类方法以及基于紧缩极化SAR的地物分类。然后，介绍极化SAR在海面溢油探测、舰船检测、海岸线提取、土地利用分类、海冰和冰盖分类等地物分类任务上的研究进展。最后，对极化SAR地物分类研究的未来发展进行展望。  
        关键词：极化SAR;遥感;地物分类;多源信息融合;特征提取;机器学习;目标检测;散射特性   
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        发布时间：2024-08-28
      • “多源遥感技术在森林火情监测领域取得显著进展，为火灾防控提供低成本、高效率的解决方案。”
        曹云刚,雷若丹
        2024, 28(8): 1854-1869. DOI: 10.11834/jrs.20242314
        多源遥感森林火情监测的进展与展望
        摘要：掌握森林火情时空特征及其演变态势对于灾害防控具有重要意义。随着大量新一代亚米级星载平台和传感器投入使用、轻小型无人机系统的飞速发展、智能化遥感反演方法的不断优化，当前多源遥感技术已具备低成本、近实时、多尺度、宽覆盖、高精度的火情监测能力，协同多源遥感数据对森林火灾进行监测、分析和持续跟踪，能够为森林火灾提供有效预测和评估，进一步为防灾减灾决策提供科学依据。针对多源遥感技术的快速发展，本文综述了其在森林火情灾前、灾中、灾后的多元化应用，系统分析了当前火险评估、可燃物参数反演、火点检测、火灾行为分析、火烧迹地识别、火烧烈度评价及植被恢复监测等方向的发展现状，评述了火情遥感在数据、方法上的发展过程并对后续的研究趋势进行了探讨。总的来讲，多源遥感技术为开展局部、区域和全球范围的火灾研究提供了一种低成本、多时相、高效率的手段，未来研究预计将继续以多源遥感技术协同为基础，通过改进并整合新的遥感分析方法进一步理解火灾模式，提升火情监测能力。  
        关键词：多源遥感;森林火情;数据融合;火险评估;火点检测;火灾排放;火灾坏境;火灾损失   
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        发布时间：2024-08-28
      • “临边散射卫星遥感技术为平流层臭氧监测提供数据支持。20余年来，OSIRIS、SCIAMACHY、OMPS和OMS等载荷搭载于多颗卫星，通过正向模型和反演算法，可获取O3、NO2、BrO廓线及平流层气溶胶和云信息。本文综述了该技术进展，为我国临边探测技术发展提供参考。”
        王雅鹏,张兴赢,闫欢欢,王红梅,张欣欣,王维和,程良晓,徐娜
        2024, 28(8): 1870-1884. DOI: 10.11834/jrs.20242641
        大气成分临边散射探测技术进展
        摘要：临边散射卫星遥感技术为平流层臭氧的长时序动态监测提供了有价值的数据集。自2001年搭载在Odin卫星平台上的OSIRIS（Optical Spectrograph and Infra-Red Imaging System）载荷以来，该技术领域的发展已历经20余年。后续分别搭载在ENVISAT、Suomi NPP、NOAA-21和风云三号F星（FY-3F）卫星平台上的SCIAMACHY（SCanning Imaging Absorption spectroMeter for Atmospheric CHartographY）、OMPS（Ozone Mapping and Profiler Suite）和OMS（Ozone Monitoring Suite）载荷均包含临边散射探测模块。根据载荷的波段设置、光谱分辨率、信噪比等信息，利用正向辐射传输模型和反演算法，可以获得O3廓线、NO2廓线、BrO廓线及平流层气溶胶和云等信息。本文综述了星载临边散射探测技术的进展，包括临边探测载荷、正向辐射传输模型、反演算法、产品及应用4个方面，总结了临边散射技术仍存在的问题及未来的发展趋势。在正向模型方面，临边散射的模拟需要在球面大气条件下，考虑大气散射、折射、气溶胶参数化方案及仪器特性，从而实现不同切线高度的辐射模拟。在反演算法方面，需要在指向信息校正和杂散光校正的基础上，通过构建观测矢量，借助正向模型的模拟结果和观测辐射进行大气参数的信息提取。临边散射探测技术在分析平流层臭氧动态变化及其相关的氮氧化物（如NO2）、卤素（如BrO）、平流层云和气溶胶监测方面发挥了重要作用，本文可为中国临边探测技术的发展提供参考。  
        关键词：临边散射;平流层臭氧;辐射传输;反演算法;应用进展   
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        发布时间：2024-08-28

        城市遥感

      • “最新研究揭示了中国27个省会城市地表与冠层热岛日内逐时变化特征差异，为深入理解城市热环境垂向空间多层次演变规律提供了重要依据。”
        苏博阳,占文凤,杜惠琳,江斯达,王晨光,董攀,王春丽,刘紫涵
        2024, 28(8): 1885-1898. DOI: 10.11834/jrs.20243362
        中国主要省会城市地表与冠层热岛日内逐时变化特征差异研究
        摘要：探究城市地表热岛和冠层热岛日内逐时变化特征的差异有助于更好地理解城市热环境在精细时间尺度的垂向空间多层次演变规律。然而，由于城市内部近地表空气温度观测站点分布较为稀疏，并且极轨卫星提供的中高空间分辨率遥感地表温度数据局限于日内特定时刻，这使得已有研究往往聚焦于单个或少数几个城市，从而导致不同气候背景下城市地表与冠层热岛日内逐时变化特征差异尚不明晰。本研究以中国27个省会城市为研究区，基于地表温度日循环模型对2017年—2019年MODIS地表温度产品模拟得到逐时地表温度，利用1544个高密度气象站点的气温资料获取逐时空气温度，探究地表与冠层热岛强度差值（ΔUHI）的逐时变化曲线的形态特征（含ΔUHI最大值和ΔUHI最小值及对应时刻、ΔUHI>0 ℃的持续时长等）。结果表明：（1）就中国这27个城市平均而言，ΔUHI日内变化曲线整体呈“山峰”形态，且ΔUHI在日内24个时刻均为正值。具体而言，ΔUHI从08：00开始迅速增大，并于16：00前后达到最大值（1.7 ℃），之后逐渐开始下降，其中在日落时刻下降速率最大，并于凌晨02：00达到最小值（0.1 ℃），之后基本保持稳定；（2）就不同气候区而言，从南亚热带到中温带，随着城市所属气候区纬度的升高，ΔUHI最大值和最小值逐渐减小，其对应的日内时刻逐渐推迟，且ΔUHI>0 ℃的持续时长也逐渐减小；（3）就不同规模城市而言，随着城市规模的增加，ΔUHI最大值呈现不断减小的趋势，其达到最大值的日内时刻逐渐提前，且ΔUHI>0 ℃的持续时长逐渐增加。本研究明晰了较大地理空间范围下不同气候背景城市的2种热岛逐时变化特征差异，有助于增进对精细时间尺度下城市热岛垂向空间特征的深入认知。  
        关键词：地表热岛;冠层热岛;日内逐时变化;气候区;城市规模;热红外遥感   
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        发布时间：2024-08-28
      • “南京市江宁区居民区植被降温效率研究取得新进展，专家利用无人机数据建立区域绿地容积率指标，提出改进的计算方法，为城市微热环境改善提供科学依据。”
        孙嘉欣,冯莉,张枭,周亚男,冯海蓉
        2024, 28(8): 1899-1913. DOI: 10.11834/jrs.20243487
        城市居民区植被降温效率分析与最佳降温效率阈值确定
        摘要：目前城市植被降温效率的研究大多基于大尺度卫星遥感数据来开展，缺少微尺度下植被降温效率的精细研究。因此，本研究以南京市江宁区典型居民区植被为研究对象，利用无人机可见光数据进行居民区绿地精细分类，在此基础上建立区域绿地容积率RGPR（Regional Green Plot Ratio）指标，基于逐小时无人机热红外数据，提出一种改进的植被降温效率计算方法—区域植被降温效率RCE（Regional Cooling Efficiency）计算方法，并利用该方法计算居民区植被降温效率，探究不同局地气候分区（LCZ）下居民区地表温度与区域绿地容积率指标的响应关系、降温效率时空变化并进一步确定不同居民区绿地容积率的最佳降温效率阈值。结果表明：（1）居民区植被降温效率日变化曲线整体呈现“山峰”形态，RCE随地表温度增强而增大。在观测时间段内，RCE最小值出现在8：00（均<1.0 ℃），最大值出现在午后14：00（均>1.4 ℃），局地气候分区水平下，紧凑型居民区的RCE高于开阔型居民区，而在开阔型居民区类型中，RCE随着区域内建筑平均高度的增加而降低。（2）紧凑型的局地气候分区下，RGPR越高，植被所带来降温效果越强；而开阔型居民区，无论建筑高低，植被降温效率存在一定的RGPR阈值，当RGPR达到一定阈值后，RGPR对地表温度的降温效率达到最大强度。本研究可为城市居民区绿地规划、改善城市微热环境提供科学依据。  
        关键词：城市居民区;微热环境;区域植被降温效率（RCE）;局地气候分区;区域绿地容积率;无人机热红外;降温效率阈值;城市居民区绿地规划   
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        发布时间：2024-08-28
      • “最新研究揭示，荧光光谱技术可有效识别城市黑臭水体中溶解有机质的污染源，为治理提供科学依据。”
        成鑫,徐杰,李云梅,张玉,朱雨新,蔡小兰,吕恒
        2024, 28(8): 1914-1926. DOI: 10.11834/jrs.20243306
        城市黑臭河流污染源类型的无人机高光谱判别
        摘要：过量的溶解有机物质DOM（Dissolved Organic Matter）是城市黑臭水体形成的重要原因，而荧光光谱技术可以识别DOM的荧光特征和组成结构，从而指示黑臭水体污染来源。为了实现基于无人机高光谱影像的城市黑臭河流污染源类型识别，为黑臭水体治理和监管提供技术支持，本研究以城市黑臭水体中溶解有机质的荧光特征和光学特性为研究对象，探究它们之间的内在联系，构建可识别污染源类型的模型。结果表明：（1）荧光峰积分比IA∶IT（A峰和T峰的荧光强度比值）比其他荧光指数更适合作为城市河流DOM组分动态变化的追踪因子；（2）确定了IA∶IT的阈值，将城市重度黑臭水体污染源划分为生活污水、工业废水和混合废水；（3）构建了基于遥感反射率-aCDOM（275）-IA∶IT的城市重度黑臭水体污染源遥感判别模型，并应用于南京市屯粮河河段无人机高光谱影像中，结果表明该河段污染源类型与实际调查一致。  
        关键词：城市黑臭水体;荧光指数;光学特征;污染源类型识别;无人机高光谱影像;工业废水;CDOM吸收系数   
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        发布时间：2024-08-28
      • “在城市规划领域，一项新研究提出了一种结合对象单元和Transformer网络的城市功能区分类方法，有效提升了城市功能区分类精度，为城市合理规划和科学管理提供了解决方案。”
        鲁伟鹏,贺清康,李佳铃,李诗逸,陶超
        2024, 28(8): 1927-1939. DOI: 10.11834/jrs.20233036
        结合对象单元和Transformer网络的城市功能区分类
        摘要：准确识别各类城市功能区并全面掌握其分布情况，对合理规划和科学管理城市至关重要。针对该问题，本文提出一种结合对象单元和Transformer网络的城市功能区分类方法。该方法首先以多尺度分割所获得的过分割对象作为最小分析单元，以避免出现同一分析单元包含多种城市功能区的情况。在此基础上，针对现有方法着重于对分析单元内部特征提取而忽略了分析单元之间的空间关系问题，提出利用Transformer框架和对象地理属性作为位置编码对不同分析单元之间的空间关系进行建模，从而实现兼顾分析单元内部特征和不同分析单元之间空间关系的城市功能区分类。结果表明，使用过分割对象作为最小分析单元能够更加准确地获取城市功能区地边界，从而避免基于规则格网单元所导致的锯齿状边缘及基于路网单元所导致地无法区分路网内不同功能区的问题；与仅考虑分析单元内部特征的传统方法相比，通过对不同分析单元之间的分析单元进行建模可有效提升城市功能区分类精度。  
        关键词：城市功能区;遥感;深度学习;空间关系建模;Transformer网络   
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        发布时间：2024-08-28

        甲烷遥感监测

      • “最新研究利用甲烷卫星观测和大气传输模型，对全球甲烷排放清单进行校核，发现中国、印尼排放量低于先验清单，俄罗斯、印度、孟加拉国排放量高于先验清单。该技术为温室气体排放校正提供了新方向。”
        张羽中,毛慧琴,陈翠红,梁若思
        2024, 28(8): 1940-1954. DOI: 10.11834/jrs.20243350
        卫星观测在甲烷排放清单校核中的应用
        摘要：甲烷是重要的温室气体。大气甲烷排放来源多，影响因素复杂，基于排放因子和活动水平“自下而上”编制的排放清单有较大的不确定性。覆盖全球的甲烷卫星观测为“自上而下”验证及校正排放清单提供了有效手段。本文系统介绍了利用甲烷卫星观测和大气传输模型进行正向和反演清单校核的原理方法、关键技术和研究现状，并以2020年为例，应用GOSAT卫星甲烷观测、GEOS-Chem大气化学传输模型对全球甲烷排放清单进行了正向和反演校核。结果表明，在甲烷排放量最大的10个国家中，中国、印尼排放量显著低于先验清单，俄罗斯、印度、孟加拉国排放显著高于先验清单，其他国家与先验估计无统计显著的区别。最后，本文展望了基于卫星观测的甲烷清单校核技术的发展方向。  
        关键词：遥感;温室气体;甲烷;卫星;碳排放;清单校核;反演   
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      • “最新研究进展显示，地基遥感技术在监测大气温室气体方面取得显著成果。COCCON项目利用便携式傅里叶光谱仪，通过高精度反演算法PROFFAST，有效补充全球碳柱总量观测网。项目在卫星遥感反演验证、城市排放、煤矿区排放、畜牧业排放等领域取得突破，为中国城市及煤矿区甲烷监测提供新思路。”
        涂倩思,秦凯,鹿凡
        2024, 28(8): 1955-1967. DOI: 10.11834/jrs.20243296
        碳柱观测合作网络（COCCON）甲烷监测进展及其在中国的初步应用
        摘要：地基遥感技术是监测大气温室气体柱浓度、校准卫星和研究碳源汇的有效手段。基于便携式傅里叶光谱仪EM27/SUN的碳柱观测合作网络（COCCON）可以作为全球碳柱总量观测网（TCCON）的有效补充。本文介绍了COCCON仪器线型函数ILS与开放路径测量方法、高精度反演算法PROFFAST，展现了仪器的高稳定性和反演结果的较低的不确定性，梳理总结了COCCON甲烷观测在卫星遥感反演验证、城市排放、煤矿区排放、畜牧业排放等方面的研究进展，呈现了COCCON仪器在中国城市及煤矿区甲烷监测中的初步应用并展望了下一步需要研究的重点问题。  
        关键词：温室气体;地基遥感;傅里叶变换光谱仪;EM27/SUN;碳柱观测合作网络;甲烷;煤矿区排放   
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      • 周敏强,倪启晨,王佳欣,蔡兆男,南卫东,王普才
        2024, 28(8): 1968-1985. DOI: 10.11834/jrs.20242530
        甲烷柱浓度红外高光谱遥感反演与验证
        摘要：甲烷（CH4）浓度变化是当前气候变化研究中的一个焦点问题。红外高光谱遥感技术已经成为探测大气CH4浓度变化的重要技术手段。本文针对红外高光谱CH4地基遥感反演技术，介绍了国际上重要的观测网络，包括TCCON（Total Carbon Column Observing Network），NDACC-IRWG（Network for the Detection of Atmospheric Composition Change-the Infrared Working Group）和COCCON（COllaborative Carbon Column Observing Network），讨论了这些观测网络的主要特点，包括观测仪器、波段设置、反演算法、产品特性等。针对红外高光谱CH4浓度卫星遥感反演，概述了国际上的CH4卫星遥感发展现状。同时，以日本GOSAT（Greenhouse gases Observing SATellite）卫星为例，探讨了卫星CH4遥感地基验证工作中的关键技术，阐明了地基遥感对于卫星CH4遥感产品改进的重要性。最后，利用TCCON香河站的观测资料，对最新版的TROPOMI（TROPOspheric Monitoring Instrument）卫星CH4观测反演数据产品进行了地基验证，表明在华北地区TROPOMI CH4柱浓度产品达到了其观测精度目标设定要求；TROPOMI观测得到的CH4柱浓度年增长率要略高于TCCON的观测结果，两者相差0.263±0.172%/a；地基与卫星的差值具有季节变化特征，春季卫星的观测值大于TCCON观测值约0.3%，秋季卫星的观测值小于TCCON观测值约0.2%。  
        关键词：遥感;甲烷;柱浓度;地基傅里叶光谱;卫星验证;TROPOMI   
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        发布时间：2024-08-28
      • “最新研究利用国产高分五号02星和欧空局哨兵五号星遥感数据，成功检测并量化了中美两国煤矿和油气设施的甲烷排放点源，为全球能源行业甲烷泄漏检测提供重要数据支撑。”
        李飞,孙世玮,张永光,封晨曦,陈翠红,毛慧琴,刘银年
        2024, 28(8): 1986-2001. DOI: 10.11834/jrs.20232453
        高分五号02星高光谱成像仪中美典型甲烷超级排放源遥感反演与分析
        摘要：检测和估算化石燃料生产活动中的甲烷泄漏有助于甲烷减排。星载高光谱成像仪是甲烷排放点源遥感监测的重要技术手段。本研究利用国产高分五号02星（GF-5 02）获取的高光谱成像仪（AHSI）与欧空局哨兵五号星（Sentinal-5P）的对流层观测仪（TROPOMI）遥感数据，基于优化的甲烷柱浓度反演算法和中尺度气象模式，开展了对中美两国煤矿和油气设施的甲烷排放点源检测、量化以及不确定性评估。实验结果表明：（1）GF-5 02星AHSI载荷在中美两国甲烷排放热点区域内探测到了4处显著的甲烷点源泄漏排放，排放速率均大于0.5 t/h。其中，在二叠纪盆地监测到一处超级排放源，甲烷排放量高达11.7±4.4 t/h；（2）甲烷点源排放通量速率的估算会受到背景气象场的影响，点源处风速的不确定性贡献最大。研究结果表明，GF-5 02星高光谱成像仪在全球甲烷点源遥感识别和排放量估算中的应用潜力，可以为未来全球能源行业的甲烷泄漏检测工作提供重要数据支撑。  
        关键词：遥感;高分五号02星（GF-5 02）;甲烷反演;点源排放;长治;二叠纪盆地   
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        发布时间：2024-08-28

        模型与方法

      • “最新研究揭示了中尺度涡对海气界面调制机制的新见解，利用遥感数据和分析方法，系统探究了海表特征参数的相关性分布，为海洋数值模拟提供了理论支持。”
        黄春铭,陈笑炎,王璇,陈戈
        2024, 28(8): 2002-2013. DOI: 10.11834/jrs.20231830
        中尺度涡调制下全球海洋遥感特征相关性分析
        摘要：本文旨在探寻反气旋性涡旋（AE）、气旋性涡旋（CE）调制下海表特征的相关性分布及其与涡旋外部（OE）区域的差异，为进一步厘清中尺度涡对海气界面的调制机制，改进海洋数值模拟提供理论依据。本文利用2010年—2019年长时序遥感观测数据以及皮尔逊积距相关系数、涡旋识别等方法，系统分析了全球中尺度涡调制下海表温度异常、海面高度异常、叶绿素浓度异常、风速异常4种参数相关性的时空分布特征及其差异。结果表明各参数之间相关性分布赤道太平洋地区相关性最强，印度洋地区以及北美洲西南岸相关性较为显著，其他地区相关性偏弱，且各参数分布呈现出较强的涡旋信号。此外，各参数的相关系数在OE中相比于CE以及AE内部降低0.2左右，相关系数分布的平滑程度约为AE与CE中相关系数分布的20倍，且相关性相反两区域之间存在明显的过渡区域。可以得出结论中尺度涡调制下各参数的相关性分布表现很强的地域特征，其差异主要表现在相关程度以及整体平滑性方面。  
        关键词：遥感观测;中尺度涡;耦合分析;海表温度;海面高度;叶绿素浓度;风速   
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        发布时间：2024-08-28
      • “最新研究揭示了一种利用遥感数据和深度学习技术实现农业种植结构精准制图的方法，为精细化农业应用提供了新的解决方案。”
        张冬韵,吴田军,骆剑承,董文,孙营伟,杨颖频,海云瑞,孟博文,刘巍
        2024, 28(8): 2014-2029. DOI: 10.11834/jrs.20241349
        时空协同的农业种植结构遥感精细制图
        摘要：农业是国民经济的重要组成成分，精准地掌握农作物种植结构信息是精细化农业应用的基础。本文挖掘不同源遥感数据的时空特征互补优势，设计了一种时空协同的农业种植结构遥感制图方法，考虑将高空间分辨率遥感影像提取的耕地地块作为基本单元，再结合高时间分辨率遥感影像的光谱时序信息，在深度学习技术支持下实现地块尺度的作物分类识别和种植结构精准制图，进而可分析主要作物的空间分布特征。宁夏引黄灌区的试验案例结果表明：（1）本实验共获取研究区耕地地块149万个，总面积约54万ha，总体分类精度为0.80；（2）相比于利用传统的制图单元和机器学习方法，基于RCF网络从高分影像上获取的耕地地块形态信息更准确，与实际农业耕作管理单元更匹配，基于Bi-LSTM网络进行作物分类能够将时间序列特征的上下文信息考虑在内，且能保证更高的分类识别精度；（3）玉米、水稻、小麦和蔬菜是研究区的主要作物，其中玉米是种植面积最大的优势作物，空间分布最为广泛，菜地主要集中分布在永宁县和青铜峡市，水稻集中分布在灌溉便利的区域，而小麦大规模种植面积较少，其中小麦夏季收割后种植其他作物的情况主要集中于青铜峡灌区，且复种指数呈现由南向北逐渐降低的趋势。  
        关键词：遥感;作物种植结构;时空协同;深度学习;耕地地块;NDVI时间序列;宁夏引黄灌区   
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        发布时间：2024-08-28
      • “在南黄海浒苔灾害监测领域，中国专家提出了一种基于Sentinel-1影像的自动提取方案，实现了2021年5—7月区域的动态监测，为灾害评估和防控策略制定提供了重要信息。”
        唐鹏飞,杜培军,郭山川,郄璐,方宏
        2024, 28(8): 2030-2044. DOI: 10.11834/jrs.20242200
        基于Sentinel-1 SAR影像的南黄海浒苔提取与动态监测
        摘要：中国南黄海地区夏季常发生浒苔灾害，引发严重的生态环境和经济问题，精准获取浒苔时空分布信息对灾害的定量评估和制定相应的防控策略具有重要意义。光学遥感影像可用于区域尺度浒苔空间信息精准提取，但常受限于数据的空间分辨率和云雨影响，难支撑定期和稳定的浒苔监测。合成孔径雷达影像具有全天候全天时定期观测的优势，为浒苔动态监测与时空分布研究提供了更多可能，但目前研究尚不充分。在Sentinel-1影像支持下，本文提出了一种顾及后向散射系数和标准差特征的浒苔自动提取方案。该方法首先通过自适应阈值方法对影像进行分割，根据边缘浒苔与海水在后向散射系数标准差之间的差异，剔除后向散射系数较高的海水，获得浒苔初提取结果。最后针对海上与浒苔特征相似的目标，依据不同类型分别设计了基于时序信息和后向散射系数阈值的后处理方案。基于Google Earth Engine平台，以2021年南黄海为例，实现了2021年5—7月南黄海区域的浒苔动态监测。结果表明，提出的浒苔提取方法精度达93%，2021年南黄海区域观测到的浒苔最大覆盖面积达1700多km2，在浒苔发生发展过程中呈现“分散发育、聚集暴发、扩散消亡”的整体趋势。  
        关键词：遥感;浒苔监测;Sentinel-1影像;时空变化;Google Earth Engine;南黄海区域   
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        发布时间：2024-08-28
      • “在卫星遥感领域，科学家们提出了一种新的太阳反射波段传递定标方法，通过精确匹配条件，将总传递定标不确定性控制在1.5%以内，为卫星数据定量化应用提供重要保障。”
        胡奇,何玉青,徐娜,何兴伟,王玲,王倩,胡秀清,胡滨,徐寒列
        2024, 28(8): 2045-2061. DOI: 10.11834/jrs.20232095
        基于稳定场地的太阳反射波段基准传递定标及其不确定性评估
        摘要：空间辐射测量基准作为未来卫星定标的重要标准，为卫星数据的定量化应用提供了重要保障。通过传递定标方法实现辐射基准的传递可以提高卫星遥感器观测数据的整体精度。基于稳定场地的交叉定标作为太阳反射波段传递定标的一种主要方法，因其选定了目标均匀且反射特性较稳定的场地作为辐射基准传递对象，具有可靠性高、稳定性好、传递链条可追溯等优点。以利比亚场地为传递目标，提出一套适合于太阳反射波段的传递定标方法及其不确定性分析方案，系统分析传递定标方法的不确定性，并通过不确定性的敏感性分析给出最优的场地交叉定标的匹配方案。以气象卫星中分辨率光谱成像仪为例，以FY-3D MERSI-II和AQUA MODIS为代理数据，针对引入不确定性的主要来源：几何、时间、空间、光谱，利用大气辐射传输模型与双向反射分布函数构建不确定性分析模型，并通过蒙特卡罗方法多次模拟分析出各匹配条件对不确定性影响的敏感性，以利比亚场地为例，以各项不确定性小于1%作为约束，确定场地交叉定标匹配阈值：两遥感器观测天顶角之差应小于±7°，太阳天顶角之差小于±6°，相对方位角之差小于±15°，气溶胶厚度小于0.39，观测场地均匀性小于0.02，此条件下各通道总传递定标不确定性控制在1.5%，定标频次平均一月一次。  
        关键词：遥感;不确定性;场地交叉定标;蒙特卡罗方法;反射波段;中分辨率光谱成像仪   
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        发布时间：2024-08-28
      • “在北极海冰漂移研究领域，本文通过比较SIFT、SURF、ORB、A-AKZE四种特征匹配算子，提出了一套高效准确的错误矢量滤除算法，并通过MOSAiC浮标定位数据验证了算法的精度。实验结果表明，基于A-KAZE算子的算法在提取结果的数量与分布上优于其他算子，且具有更高的空间分辨率及更大的覆盖范围。”
        李超越,李刚,王雪,鞠琦,陈卓奇
        2024, 28(8): 2062-2072. DOI: 10.11834/jrs.20222238
        基于Sentinel-1影像特征匹配的北极海冰漂移矢量提取
        摘要：海冰漂移对北极气候研究和人类活动保障有重要意义。针对星载辐射计或散射计数据采用模板匹配法提取的海冰漂移矢量结果存在空间分辨率较低及精度不佳等问题，本文以Sentinel-1影像为数据源，比较了4种常用的特征匹配算子SIFT、SURF、ORB、A-AKZE提取北极海冰漂移矢量的效果，并分析了HH与HV极化通道提取的漂移矢量提取的空间分布差异。针对特征匹配中不可避免的错误，结合既有算法的优势，本文提出了一套高效且准确的错误矢量滤除算法。通过MOSAiC浮标定位数据验证了本文方法提取的海冰漂移矢量的精度，并与基于Sentinel-1影像既有海冰漂移产品进行了精度对比。实验结果表明基于A-KAZE算子的算法在提取结果的数量与分布上优于SIFT、SURF与ORB算子；HH与HV极化通道影像提取的海冰漂移矢量在数量与空间分布上有所差异，结合两者可有效扩大海冰监测范围；通过错误矢量滤除算法能高效滤除错误匹配的同时保留更多正确漂移矢量。基于A-KAZE算子提取的海冰漂移矢量平均速度误差低于0.2 km/d，平均方向误差低于1°，与同样基于Sentinel-1 SAR影像但采用模板匹配法的DTU海冰漂移产品具有较高的一致性，但本方法提取的海冰漂移矢量具有更高的空间分辨率及更大的覆盖范围。  
        关键词：遥感;北极;海冰漂移矢量;图像特征匹配;A-KAZE;Sentinel-1   
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        发布时间：2024-08-28
      • “在光谱解混领域，研究者提出了KGESU算法，通过知识图谱嵌入和先验知识引入，有效提升了端元选择的可靠性和解混精度。实验结果表明，该算法在真实图像解混中具有更好的效果，为光谱解混研究开辟了新方向。”
        吴瑞,罗文斐,陈江浩
        2024, 28(8): 2073-2088. DOI: 10.11834/jrs.20222253
        知识图谱嵌入的光谱解混算法
        摘要：在光谱解混过程中，在端元集合中选择有效的端元子集进行解混是至关重要的，但端元子集选择会受到端元光谱变异性的影响，导致选择的结果以及解混精度具有一定的不确定性。本文提出了一种知识图谱嵌入的光谱解混算法KGESU（Knowledge Graph Embedding Spectral Unmixing），在利用光谱特征进行解混的同时，引入一定的先验知识来进一步提高端元选择的可靠性，从而提升解混的精度。主要涉及两个核心问题：一是地学知识图谱的嵌入，二是引入先验的光谱解混。前者借助了TransE模型来实现对地学知识图谱的图嵌入训练；后者则在知识图谱嵌入的基础上进行知识推理，并把推理结果融入到光谱解混的过程，从而实现了一个引入先验知识的光谱解混算法。为了验证算法的有效性，通过高分五号高光谱相机所采集的真实图像进行实验，与其他经典算法作对比，结果表明本文的算法具有更好的解混效果，证明了在光谱解混过程中使用一定的地学先验知识有助于提升解混精度，KGESU算法具有一定的应用前景。  
        关键词：遥感;知识图谱;知识图谱嵌入;端元子集选择;光谱解混   
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        发布时间：2024-08-28
      • “在光学遥感图像处理领域，专家提出了一种基于多时相图像的两阶段云去除算法，有效恢复被云遮挡的地面区域，为遥感图像的进一步利用提供解决方案。”
        王卓,马骏,郭毅,周川杰,柏彬,李峰
        2024, 28(8): 2089-2100. DOI: 10.11834/jrs.20232255
        结合U-Net和STGAN的多时相遥感图像云去除算法
        摘要：针对光学遥感图像中云的遮挡可能会降低甚至完全遮挡图像中的某些地面覆盖信息，限制对地观测、变化检测或土地覆盖分类等的问题，云去除是迫切需要解决的一项重要任务。为了恢复被云遮挡的地面区域，提出一种基于多时相遥感图像的两阶段云去除算法。第一阶段是云分割，即直接使用U-Net提取云并去除薄云。第二阶段是图像恢复，采用时空生成网络（STGAN）去除厚云，STGAN的生成模型采用改进的多输入的U-Net，通过一次从同一位置的7帧图像序列中提取关键特征恢复相应的不规则厚云覆盖区域。第一阶段的薄云处理有利于后面的STGAN捕捉到更多的地面信息。实验结果表明，与传统的去云方法和深度学习Pix2Pix等算法相比较，该算法无论在视觉效果上，还是峰值信噪比（PSNR）与结构相似性（SSIM）等客观质量评价指标上，均有显著的提升，有利于光学遥感图像的进一步利用。  
        关键词：遥感图像;多时相;云去除;图像恢复;U-Net;STGAN   
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        发布时间：2024-08-28
      • “在精细化工业热源监测领域，研究者基于Landsat 8卫星影像，提出了一种多层级识别方法，有效监测工业企业精细尺度发热单元，为环境保护与管理提供技术支撑。”
        孙爽,姜磊,刘保献,鹿海峰,任华忠,王新辉,李金香
        2024, 28(8): 2101-2112. DOI: 10.11834/jrs.20232486
        中高分辨率卫星影像的装置级别工业热源识别
        摘要：针对精细化工业热源遥感监测困难与误差较大等问题，本文聚焦单个规模较大的工厂内部热场分布情况，提出一种基于中高分辨率卫星影像（Landsat 8）的装置级别工业热源的多层级识别方法。该方法基于双通道非线性劈窗算法反演的地表温度，利用多种空间统计分析方法分别对单期影像开展热源装置范围的识别检测，筛选出识别位置准确、识别能力稳定的方法，开展多时相热源装置识别分析，确定厂区范围内稳定出现的热源装置的位置，并结合高分辨率卫星影像进一步确定热源装置的边界范围。在某石油化工企业厂区的实验研究结果如下：5种方法均具有识别热源装置的能力。其中，温度1.5倍标准差分级与焦点统计分析方法适合捕捉厂区内最主要的热源装置，冷热点分析、温度1倍标准差分级方法以及聚类与异常值分析方法更适用于识别厂区内一般的热源装置。聚类与异常值分析方法识别结果正确检出率在80%以上，整体遗漏率低于10%，且各期识别结果受季节变化影响较小，更适用于识别装置级别（主要包括生产装置、循环水、锅炉装置、储存库、火炬装置以及罐区）的热源对象。识别的热源装置中，生产装置占比约55%，是厂区主要的热源装置。研究结果表明，中高分辨率卫星遥感影像数据源可以有效监测工业企业的精细尺度发热单元，为环境保护与管理、工业去产能监测提供技术支撑。  
        关键词：遥感;工业热源装置;高温单元识别;地表温度;空间统计分析   
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        发布时间：2024-08-28
      • “最新研究揭示了千岛湖水体表层温度的时空分布特征，为清洁型深水湖库温度监测提供了新方法。”
        张琳敏,梅格致,刘明亮,李渊,施坤,朱梦圆,李慧赟,郭宇龙,王嘉诚
        2024, 28(8): 2113-2130. DOI: 10.11834/jrs.20232460
        千岛湖水体表层温度遥感估算方法对比
        摘要：湖泊水体表层温度是气候和环境变化的重要指示因子，遥感技术是水体表层温度监测的重要手段。温度反演算法在不同湖库水体的适用性各异，针对清洁型深水湖库的水体表层温度反演算法适用性仍有待进一步研究。本研究以千岛湖为研究区，利用Landsat 8卫星数据，对比了基于辐射传输方程的算法（RTE）、单窗算法（MWA）、普适性单通道算法（GSCA）、实用单通道算法（PSCA）、劈窗算法（SWA_D和SWA_G）和Landsat 8 Collection 2 Level-2（C2L2）温度产品的精度，探究了各算法中相关参数的适用性和敏感性，刻画了千岛湖2013年—2021年水体表层温度时空分布特征。研究结果表明：（1）针对Landsat 8数据的第10和11波段，千岛湖最适宜的水体比辐射率分别为0.9926和0.9877；（2）整体上，劈窗算法的精度优于单通道算法，Landsat温度产品的估算精度适中。其中，劈窗算法SWA_G精度最优，平均相对误差（MAPE）为7.61%，均方根误差（RMSE）为2.0 ℃；（3）千岛湖水体表层温度具有显著的时空分异特征。季节上，千岛湖水体表层温度冬季最低（14.2 ± 0.6 ℃），夏季最高（31.0 ± 0.5 ℃）。空间上，西北库区（23.0 ± 0.3 ℃）和西南库区（22.8 ± 0.2 ℃）水体表层温度最高，东北库区（22.2 ± 0.3 ℃）水体表层温度最低。本研究验证了不同温度反演算法在清洁型深水湖库的适用性，为清洁型深水湖库水体表层温度反演提供了经验借鉴。  
        关键词：遥感;水温;Landsat;千岛湖;水体比辐射率;敏感性分析   
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