遥感科学国家重点实验室

验室遥感科学国家重点实验室依托中国科学院遥感应用研究所、北京师范大学,实验室是原中国科学院遥感信息科学重点实验室和北京师范大学遥感与地理信息系统研究中心的基础上联合组建而成。于2003年获得科技部批准,2004年进入正式建设期,2005年通过国家验收和全国实验室评估。     

火星探测可见光遥感相机的发展现状与趋势

介绍了近些年来国际上几个主要的火星探测遥感相机,包括美国的火星观测相机（Mars Observer Camera,MOC）、高分辨率科学成相试验相机（High Resolution Science Imaging Experiment,HiRISE）,以及欧空局的High Resolution Stereo Camera（HRSC）的发展概况、主要技术指标和技术特点,指出遥感器应具备近红外成像和三维立体成像功能,开展亚米级分辨率精细观测是今后火星遥感探测的主要发展趋势。本文还探讨了不同目标观测对成像分辨率的要求。通过对发展现状的调研和科学需求的分析,为我国今后开展火星可见光遥感观测提供了指标选择和设计的依据。     

新时代的航空遥感

 2014年8月,中科院航空遥感中心参与完成了遥感科学国家重点实验室的全波段、多尺度遥感机理综合试验。该试验中,航空遥感中心在同一实验区同时使用两架遥感飞机,分别搭航空相机、机载激光雷达、热红外遥感器、C波段雷达、P波段雷达及L波段雷达,为实验提供了全波段、多尺度的遥感数据支撑,这样的大范围全波段准同步遥感数据也只有通过航空遥感才可能快速获取。航空遥感在科学研究和工程应用领域发挥了巨大作用,优势明显。     

大气声遥感

本文系统而简要地评述了大气声遥感。与作者提出的将大气声学分为“经典的”和“现代的”两大范畴的观点相对应，大气声遥感亦可分为低层大气遥感和高层大气遥感两个方面：前者以可听声的主动遥感为主，其基础是大气“微观结构”对声波的散射；后者以次声的被动遥感为主，其基础是大气“宏观结构”对声波的折射。对这两大范畴，本文分别作了技术原理、仪器设备和主要观测等方面的概述。     

高光谱遥感技术在生物多样性保护中的应用研究进展

当今世界物种的减少和栖息地的丧失日益严重,生物多样性保护已经成为最热门的话题之一。遥感这种通过非接触式收集信息的科学,及相应的估算生物多样性、建立物种多样性的关系模型和进行生物多样性指数制图等功能,已在生物多样性保护领域中得到了广泛应用。从遥感传感器和遥感技术两个方面论述了高光谱遥感技术在生物多样性保护中的应用进展,重点列举了光谱遥感在生物多样性保护中的成功应用实例。对生物多样性保护的发展具有一定的参考价值。     

基于分形脊波神经网络的遥感图像分类研究

在分形理论和脊波神经网络的基础上，综合利用彩色遥感图像的光谱、纹理和形状特征，提出了一种彩色遥感图像的分类新方法．该方法把彩色图像的蓝、绿、红波段作为3个光谱特征，由分形理论计算的DBC维和多重分形维数作为2个纹理特征，平均不变矩作为1个形状特征，并利用对曲线具有极强方向识别能力的脊波神经网络作为分类器．实验结果表明，提出的彩色遥感图像分类方法具有较高的分类准确率和较强的抗噪音能力．     

FTIR光谱遥测红外药剂的燃烧温度

本文利用遥感FTIR光谱，对红外药剂的燃烧特性进行了研究。在分辨率为4cm^-1时，收集4700－740cm^-1波段的光谱。从HF等燃烧产物发射的分子振转基带精细结构的谱线强度分布，可以对燃烧温度进行遥感测定，并给出了燃烧温度随时间的变化关系，实验结果表明燃烧表面附近温度梯度很大，存在着急剧的变化温度场，同时也说明，在不干扰火焰温度场的情况下，利用遥感FTIR光谱对剧烈的、非稳态快速燃烧的火焰温度进行连续实时的遥感测量，是一种快速、准确、灵敏度高的测温方法，显示了它在燃烧温度测量、产物浓度测试以及燃烧机理研究等方面的应用前景。     

植被氮素浓度高光谱遥感反演研究进展

氮素是植被进行生命活动的必需元素,它在蛋白质、核酸、叶绿素和酶等物质的生物合成中起重要作用,并在植被的光合作用中起到关键作用。植被氮素浓度高光谱遥感反演技术是自20世纪70年代以来的研究热点。近年来随着高光谱遥感技术的发展,可将光谱波段在某一光谱区域进行细分的优势,为与植被氮素相关的光谱特性研究提供了有力的技术手段。结合近几年主要地理科学文献上发表的植被氮素浓度高光谱遥感监测的最新研究成果,介绍了植被氮素浓度高光谱遥感监测的原理及相关问题。从植被氮光谱指数、叶绿素指数的植被氮含量反演、回归模型和反演植被氮浓度影响因素的消除方面,详细介绍了植被氮素浓度高光谱遥感反演这四个方面的主要技术方法,总结分析了研究结论,并讨论了研究发展趋势。     

易于硬件实现的遥感图像JPEG2000压缩编码

讨论了易于硬件实现的JPEG2000内嵌码块编码压缩系统方案，提出了一种针对遥感图像特点的基于比特平面加权的EBCOT算法。本文算法采用比特平面提升减少遥感图像压缩中小目标的丢失问题，比JPEG2000建议的视觉加权率失真斜率提升方法相比有更好的效果。实验证明算法完全继承了JPEG2000高客观质量、分辨率渐进性、好的抗误码性能等优良特性，同时降低了T1编码器的编码时间，有利于硬件的实现，在遥感图像压缩领域具有实用价值。     

遥感数据在农业旱情监测中的应用研究进展

在全球变暖的背景下,农业干旱频发不仅严重影响区域粮食安全和生态安全,同时还威胁社会经济稳定和可持续发展。农业旱情遥感监测是预防农业旱灾发生发展的重要途径,可以为科学制定旱灾风险管理措施提供有力支撑。因此,厘清农业旱情遥感监测研究进展对于今后更好地开展农业旱情监测及预警研究以及进一步促进社会经济的可持续发展具有重要的现实意义。基于此,系统梳理了当前遥感数据在农业旱情监测中的应用研究进展。针对不同的农业旱情评价对象,将旱情监测指标分为降水监测指标、土壤含水量监测指标和作物需水监测指标,并对不同指标涉及的遥感数据源和评价方法进行了归纳和总结。重点针对农业旱情监测涉及的最主要的两种典型地物（土壤和植被）的光谱特性差异和对水分变化的敏感波段不同,系统总结了微波遥感监测法,可见光、近红外与热红外遥感监测法和高光谱遥感监测法用于农业典型地物旱情监测的近今进展,并探讨了未来农业旱情遥感监测研究的主要发展方向,以期为今后更好地开展农业旱情预警和调控管理工作提供参考。     

多角度偏振高光谱的农田土壤肥力模型研究

随着精准农业这一理念的提出，快速精确获取农业信息成为人们关注的重点。偏振遥感因其结合了多角度遥感的特点，高光谱遥感和微波遥感的特点，从而能在不破坏地物的基础上提高探测和识别地物的准确度。以往的研究主要以单一土壤肥力指标为主。该实验通过实测吉林省典型地区农田土壤在不同状态下的光谱曲线，探讨了在确定最佳观测条件下的土壤肥力综合指标IFI与土壤光谱曲线的关系。结果表明光线探测天顶角、探测方位角、偏振状态均会在一定条件下影响土壤光谱曲线，但对光谱的形状和走向影响不大。在保证设备可达条件下，设计出遥感中监测土壤肥力的最佳方式。通过对光谱数据进行一阶微分和倒数的对数运算，在选定的特征波段上建立相应的肥力模型。结果表明土壤肥力与光谱反射比呈现明显的负相关关系，和光谱吸光度呈现明显的正相关关系，与光谱反射比的一阶微分相关关系不确定。在利用光谱反射比、光谱一阶反射比和吸光度特征参数进行土壤肥力估算时，发现光谱反射比与土壤肥力的二次函数拟合优度最佳，在560和860 nm处决定系数分别达到0.876和0.867。     

多光谱遥感在重大自然灾害评估中的应用与展望

重大自然灾害发乍后,及时、准确的灾情评估对决策部门制定科学和有效的救灾减灾方案具有关键性的作用.多光游遥感具有数据获取范围广、速度快等特点.应用在灾害评估中具有非常大的优势和潜力.在我国近年来的多次重大自然灾害评估中,多光谱遥感技术都发挥了重要的作用.该文首先以地震灾害、洪涝火害和十旱灾害为例,简要总结了多光谱遥感在重...     

基于自定义投影网格的多角度多源遥感数据空间位置精确配准

提出了一种基于自定义投影网格的多角度、多源遥感数据空间位置精确配准方法。以美国地球观测卫星(EOS)上搭载的多角度成像光谱辐射仪(MISR)L2级产品与中分辨率成像光谱仪(MODIS)L3级产品的空间位置精确配准为例,分析比较了软件ENVI、HEG、MRT及所提方法对两种产品进行投影变换时的数据处理能力。将欧洲空间局环境卫星ENVISAT的先进沿轨扫描辐射计(AATSR)数据与MISR L2级产品及MODIS L3级产品数据进行配准,对所提方法进行验证。所提方法解决了常用遥感软件不能直接将MISR L2级产品数据与其他遥感数据进行空间位置精确配准的问题,且对科学数据仅进行一次重采样,避免了反复重采样可能造成的信息损失。对于类似多角度遥感数据的空间位置精确配准,所提方法的基本思路和目标同样有效。     

温室气体通量测量方法及进展

分析了国内外主要的温室气体通量测量方法，包括针对地球生态系统通量的测量方法和针对人为排放通量的测量方法。梳理了地基原位通量测量网络、地基和星载被动遥感技术和以激光雷达为代表的主动遥感技术的研究现状与进展，分析了当前测量技术对人为碳排放的探测能力。结合国内外发展趋势，展望了为满足全球和区域人为碳排放监测的需求，需要同化原位探测与主动遥感探测数据、通过科学的卫星组网提高时空分辨率并建立不同尺度的模型。     

基于GPU和分块技术的巨幅影像快速傅里叶变换算法研究(英文)

快速傅里叶变换(FFT)是遥感影像处理的基础方法,随着高光谱、高空间和高时间分辨率遥感影像获取能力的提升,如何利用快速傅里叶变换技术快速有效地处理巨幅遥感影像是当前遥感影像处理技术中的重要环节和研究热点。傅里叶变换算法FFT是基本的图像处理算法之一,该算法可进行遥感影像的条带噪声去除、影像压缩和影像配准处理等多种用途。CUFFT函数库是NVIDIA公司提供的基于GPU的FFT算法库,FFTW是由MIT科学实验室计算机组在PC平台上开发的基于CPU的FFT算法,是目前在基于CPU的运行速度最快的FFT算法函数库,这两种实现共有的问题是当可用内存或显存的容量小于图像容量时,就会出现内存或显存溢出。针对这种问题,提出了一种基于GPU和分块技术的巨幅遥感影像快速傅里叶变换(huge remote fast Fourier transform,HRFFT)算法。通过对CUDA的CUFFT函数库中的FFT算法进行改进,解决了巨幅图像内存或显存溢出的问题,并结合HJ-1A卫星的CCD影像,通过实验与其他算法进行了对比,证明了该方法的合理性。在实际应用中,利用本文提出的HRFFT算法,改善了影像处理的效果,提高了遥感影像的质量,同时加快了影像处理的速度,节省了计算时间,取得了较好的效果。     

惠更斯次波法在遥感图像去云和云影中的应用

针对在遥感图像中有云和云影的区域无法获取信息的情况，提出一种对遥感图像局域增强的新方法，即采用惠更斯次波法寻找遥感图像中有云覆盖的区域和有云阴影的区域，进而采用邻域平均法，将有云覆盖的区域和云阴影区域与大尺寸的平滑卷积核进行卷积得到具有较宽的渐变边缘，再对原图像中有云覆盖的区域和云阴影区域的亮度进行补偿，从而获得原图中被云覆盖的区域和云阴影区域的信息。这种半自动提取地物的方法，对在有云和有云影的遥感图像中提取地物信息具有辅助作用。     

面向应用需求的遥感卫星载荷空间分辨率标准化研究

遥感应用需求是对地观测卫星载荷设计的出发点和落脚点,载荷的通用化、标准化、系列化是未来载荷发展的必然趋势。在对遥感应用需求分析的基础上,从应用部门关注的空间分辨率这一主要指标对遥感卫星载荷标准化进行了研究,提出了我国对地观测卫星载荷的空间分辨率设计标准,对促进遥感卫星载荷的大规模批量生产、节约设计成本具有重要意义。     

偏振遥感的侦察原理及应用

偏振遥感是一种新的遥感探测方法,它以目标辐射能量的偏振特征作为探测信息,能够很好的分辨目标上低反射区域和目标轮廓,在复杂的背景中提取目标的三维信息。介绍了偏振遥感的基本原理和国内外应用情况,分析了偏振遥感的特点和在识别人工目标方面的优势。     

基于阵列点源的光学遥感卫星像质评价方法

提出一种基于阵列点源的光学遥感卫星像质评价方法，以轻小型、自动化的反射点源阵列作为检测参照目标，最小二乘法二维高斯模型拟合阵列点源影像获得像点坐标，结合地面点源位置测量获得遥感器地面像元分辨率；以点源影像像点坐标为基准，对阵列点源遥感影像数据进行位置配准与高斯模型拟合获得成像系统点扩散函数与调制传递函数值。试验结果表明：像点坐标的共线误差小于0.002像素，地面像元分辨率的相对偏差优于6.5‰，阵列点源可以综合实现光学遥感卫星的像质评价与辐射定标。     

基于CMOS图像传感器的可见光遥感相机原型系统设计

遥感器是遥感技术应用的基础设备,它决定了遥感系统的成像质量。介绍了光电传感器在可见光遥感中的应用,阐述了光电遥感器的结构与关键技术,提出了CMOS数字传感器在遥感领域应用中所具有的优势,设计并实现了基于CMOS传感器的光电成像原型系统。结果表明,遥感相机的图像获取、数据存储的基本功能为CMOS在可见光遥感应用中的相关问题提供了研究平台和技术储备。