互补相关理论在卫星遥感领域的应用研究

由于地球各种运动和纬度的不同,使能量的分布在时间和空间上明显不均一,导致大气、海洋、冰雪层、陆地和生物发生重大变化。在某些时间尺度上,此种影响的重要性甚至超过太阳活动本身变化对于地球系统的影响。地表温度、地表反照率、潜热交换是刻划地气系统能量交换的３个重要参数,以中国华北地区为例,将互补相关理论应用于遥感领域,应用ＮＯＡＡ／ＡＶＨＲＲ气象卫星资料,对互补相关模式中所需的反照率、表面温度,完全应用遥感数据反演;对互补相关理论中涉及到的大尺度平流参数、Ｐｅｎｍａｎ分式、辐射项等因子进行了订正,并将互补相关理论应用于流域、湖泊、区域农田蒸发的计算中。     

定量遥感

定量遥感是遥感应用深入发展的重要标志, 也是遥感发展的必然。本文综合论述了中国学院遥感应用研究所在定量遥感领域的最新进展和成果, 包括遥感辐射定标、遥感数据大气影响订正和气溶胶反演、遥感数据定量反演、遥感信息模型、定量遥感应用、定量遥感的科学问题和发展趋势等。     

基于植被状态指数的全国干旱遥感监测试验研究(Ⅱ)--干旱遥感监测模型与结果分析部分

通过利用1981～1994年连续504旬的由NOAA AVHRR 8km分辨率的NDVI时间系列数据,以及对应时段的全国102,个固定农气观测站的旬土壤湿度资料(-20cm),建立了植被状态指数(VCI)与土壤湿度之间的统计模型,由土壤湿度旱情等级标准来换算出每旬用VCI进行干旱遥感监测的旱情等级标准,以确定出全国的逐句旱情分布。对模型进行的统计检验表明,模型都通过了置信度为a=0．05统计检验。监测试验结果表明,这种方法在作物生长期内应用于大范围旱情遥感监测,有效且简便易行。     

在GIS支持下用NOAA/AVHRR数据进行旱情监测

旱灾是影响农作物生产的一种重大自然灾害,它对中国北方春小麦生产的影响极大。本文介绍了一个应用遥感、ＧＩＳ技术对黄淮海平原春小麦的旱情进行监测的系统及其方法。它综合使用的ＮＯＡＡ／ＡＶＨＲＲ数据、地面气象资料和地图,选用作物缺水指数（ＣＷＳＩ）模型和热惯理模型对旱情进行监测。监测结果分别用分县的旱情等级分布图和相应不同等级的旱情面积、面积比例数统计表来表示。该系统自１９９４年起投入运行３年,监测结果     

行播作物热辐射方向性孔隙率模型

行播作物是介于离散植被和连续植被的一种典型植被类型,Kimes等人从纯几何光学角度研究了行结构的热辐射方向性,但视行结构为“箱型”实体,不考虑作物组分间的孔隙因素与大气下行辐射效应.在太阳光照方向和观测方向上同时考虑了作物间的孔隙率因素,根据离散植被孔隙率模型和连续植被的交相关概率思想,分别从行结构中的无遮挡、单向投影和双向重叠投影3个方面出发,建立行结构孔隙率模型.模型应用体系总有效发射率概念,解决了不同天顶角时非同温目标的环境辐射效应计算问题.经与实际观测结果对比,孔隙率模型比Kimes模型能更准确地描述行结构热辐射方向性.由于考虑了光照方向和观测方向的交相关关系,孔隙率模型可以解释热辐射中的热点现象.     

基于多次散射的植被-土壤二向反射模型

运算过于复杂是目前多数植被二向反射模型存在的一个突出问题。对冠层的各次散射、透射和地面土壤反射分别进行分析和考虑 ,建立各次反射光谱分量与叶面积指数的函数关系。在Verstraete (1 986 )的物理模型的基础上加上多次散射和土壤反射的分量 ,建立了基于多次散射的植被 土壤二向反射模型 ,并证明仅考虑前三次散射即可满足一般精度要求。该模型克服了原模型的不足 ,并可根据叶面积指数等参量直接计算二向反射率 ,避免了运算量巨大的叠代运算 ,故便于应用。实验证明 ,该模型具有较高的精度     

北京市污染气溶胶散射特征实验及其数值模拟

用地基遥感方法对北京市主要大气污染类型的气溶胶散射进行多角度观测实验，对比分析不同污染类型，及在不同观测角度下污染气溶胶的散射特征；并建立对各类型污染气溶胶散射率进行了数值模拟的数学模型。在此基础上求出观测时污染气溶胶的混浊度。为污染气溶胶的卫星遥感打下基础。     

40年的跨越-中国航天遥感蓬勃发展中的“三大战役”

20世纪70年代末到80年代,中国多家单位大联合、大团结、大协作,开展了腾冲航空遥感试验、天津-渤海湾环境遥感试验和二滩水能开发遥感试验三项遥感科学试验,通过多学科交叉融合,提升了中国对遥感技术应用的认识,培养出一大批遥感科学技术人才和专家,取得了丰硕的科技成果和显著的社会经济效益。这3项试验成功地将遥感综合应用系统性地引入中国,标志着中国多领域遥感应用的起步,被称为中国遥感的"三大战役"。经过40年快速发展、积累酝酿、大胆创新、快速迭代,中国航天遥感应用迈过了几个重要阶段,正向战略性新兴产业方向发展。为顺应科技、经济、社会以及全球化发展战略的需求,中国适时实施了高分辨率对地观测系统重大专项、国家民用空间基础设施中长期发展规划和2030中国综合地球观测系统,进一步推进中国航天遥感应用从追赶国外先进技术到强化自主创新的转变,进入规模化、产业化和商业化发展阶段,可谓之为新"三大战役"。结合中国"一带一路"战略的大背景,通过新三大战役的实施,必将深化"走出去"战略,拓展全球服务能力,提升国际竞争力,向新的历史发展高度迈进。     

叶绿素吸收的光合有效辐射比率的遥感估算模型研究

光合有效辐射比率（FPAR）是陆地生态系统碳循环研究的重要参数。根据FPAR的物理意义，本文提出了有效FPAR的概念：即叶绿素吸收的FPAR（FPARchl），利用模拟数据建立了有效FPAR信息模型。探讨了基于叶绿素含量估算有效FPAR的可行性，为进一步采用有效FPAR来估算NPP／GPP提供思路和途径。利用实测数据对有效FPAR模型进行验证表明：（1）叶片吸收的FPAR（FPARleaf）与有效FPAR（FPARchl）之间的差异较大。FPARchl通常不足FPARleaf的50％，两者之间虽存在一定的相关性，而这种相关性是非线性的；（2）叶绿素含量与FPARleaf的相关性较高，而与FPARchl的相关性更高，基于叶绿素含量可以以较高的精度估算FPARleaf和FPARchl经过验证，估算的平均相对误差分别为2．90％和6．6％；（3）应用模拟数据建立的FPARleaf及有效FPAR模型均在叶绿素含量大于20μg／cm。时估算的精度较高，而低于20μg／cm^2时估算的精度较低，本文中叶绿素含量大于20μg／cm^2的60个样本的FPARleaf及FPARchl的估算的平均相对误差，分别为1．79％和5．07％。     

黄河三角洲土地利用时空复合变化图谱分析

以地学信息图谱理论方法、地理信息系统时空复合体模型为依据, 提出土地利用变化图谱研究方法, 并把记录这种时空复合信息的基本单元称之为“图谱单元”, 它是由“相对均质”的地理单元和“相对均质”的时序单元复合而成的空间-属性-过程一体化数据.以黄河三角洲40a (1956~1996年)土地利用4期空间数据(1956年, 1984年, 1991年, 1996年)为基础, 合成了一系列土地利用图谱, 包括3个时序单元的土地利用变化图谱, 40a变化过程图谱, 并通过建立信息重映射表对图谱单元时空复合信息进行重新分类、提取与综合, 即图谱重构, 提取了黄河三角洲40a土地利用变化的“涨势”系列图谱、40a“涨势”变化过程图谱和40a土地利用时空演变模式图谱.图谱分析采用空间查询与统计分析、图谱单元分类排序、土地利用变化转移矩阵三种方法相结合, 逐一分析不同时序单元、不同时间尺度土地利用格局的变化规律, 并分析了40a土地利用时空演变模式图谱的区域分异特征. 运用图谱方法对区域性土地利用“动态变化过程中的空间格局”与“空间格局的动态变化过程”进行了一体化的综合研究.