激光主动遥感技术及其应用

文中介绍了激光技术在空间卫星平台和机载平台中的主要应用和激光遥感技术的发展趋势。

《无线电频谱需求增加下的主动遥感发展战略》评介

无线电频谱（Radio Spectrum）是频率介于0Hz和300GHz之间的电磁波谱,其中0.3～300GHz范围的波谱被称为微波,微波是科学界主动遥感主要使用的频谱范围。相比,被动遥感使用的波谱范围更为宽泛,即包括微波波段,也包括频率大于300GHz的可见光、红外、热红外等波段。同可见光、红外相比,微波的波长更长,因此微波能够穿透云层、雾、沙尘等,并且不受大气散射的干扰,几乎在所有天气和环境条件下都可以检测到微波能量。

脉冲式激光主动遥感器光校实时检测系统研制

以CMOS图像传感器技术为核心,采用USB数据传输和可编程逻辑器件技术,针对脉冲式激光主动遥感器特点研制了光校检测系统。该系统可推广应用于脉冲式激光器的光束成像与研究。

主动遥感用超分辨率技术

1 引言 对于任何一种基于合成孔径雷达(SAR)数据的处理方法来说,分辨率都是一个基本限制.常规的雷达成像技术一般是利用快速傅里叶变换(FFT)从目标散射场中确定目标的空间位置的.这些图像的分辨率会受到询问雷达系统的带宽以及被观测目标所处的搜索角扇区的限制.在这种情况下,超分辨率就有可能通过增加分辨率来提高系统性能.超分辨率是通过引入并行数据增加一幅图像(时间序列)的有效带宽从而扩充数据集的过程;因而,由数据集的大小所施加的瑞利分辨率可以通过引入并行数据来加以克服.

星载主动遥感测云现状与展望

云是表征天气和气候变化的重要指标,在大气的能量分配、辐射传输等中起着重要作用。卫星遥感探测以其覆盖范围广、信息量大、重复频率高等诸多优势,成为研究云的主要手段。目前星载测云主动遥感技术主要包括毫米波雷达和激光雷达技术。本文介绍了星载毫米波雷达和激光雷达测云技术发展及数据应用研究现状,重点分析了CloudSat搭载的云廓线雷达CPR和CALIPSO搭载的云—气溶胶激光雷达CALIOP协同观测的成果和进一步发展需求。从全球云三维结构参数的需求分析,探讨了太赫兹雷达、高光谱激光雷达、多传感器数据融合等测云新技术发展和应用潜能,以及多星系统及单星多载荷等协同观测新模式的技术关键和轨道高度对探测性能的影响,提出多传感器共平台协同观测及数据融合研究三维云结构信息的设想。

自然资源地类遥感智能主动调查监测技术研究

自然资源地类遥感智能主动调查监测技术是在遥感技术和人工智能算法相融合的基础上而形成的一种新的调查监测技术,其可以实现对地表自然资源类型的自动识别、分类和监测,从而有效提高自然资源调查监测的精度和效率。本文对遥感技术进行简要概述,并分析当前自然资源地类遥感调查监测的难点,进而尝试提出一种自然资源遥感智能主动调查监测技术方案。

基于主动卫星遥感研究西北地区云层垂直结构特征及其对人工增雨的影响

利用2007年1月至2008年12月CLOUDSAT和CALIPSO卫星主动遥感资料分析了我国西北3个典型区域不同云类型的宏观及微观的垂直结构特征。结果表明:黄土高原、祁连山和天山地区的年均总云分数分别为62.8%,65.2%和73.4%;3个区域的积状云在夏秋季节发展旺盛,而层状云在冬春季节占主导地位。云层垂直方向的概率密度分布具有显著的区域和季节变化特征,其峰值位于2～6 km之间。各个区域云液态水含量自云底向上有明显的递减趋势,夏季天山和祁连山地区低层具有丰富的云水资源,峰值分别达0.47 mg/m3、0.38 mg/m3。各个区域的云液态水含量峰值以冬季最小,夏季最大。对应的液态云有效粒子半径平均值位于8～16μm之间。降水云的有效粒子半径随高度上升具有明显的递减趋势,而非降水云则存在较弱的增加趋势。这种云层垂直方向上的结构变化对降水有直接影响,是评估人工增雨潜力的重要依据。

星载主动光学遥感技术现状

激光雷达具有重要的军事应用价值和民用价值,主要应用于军事侦察、军事气象、航天器交会对接和地球科学研究方面。文章简述激光雷达的研究历史,从地球科学应用角度阐述激光雷达技术现状。

空间主动光电遥感现状及发展

空间主动光电遥感技术在空间对地观测和深空探测等领域具有广阔的应用前景,探测对象包括地球和地外天体三维地形、地球植被垂直分布、大气气溶胶与云的垂直分布、大气温湿廓线、大气风廓线和特殊气体浓度等。为系统梳理空间主动光电遥感技术,综合分析了国内外空间主动光电高程探测载荷和大气垂直廓线探测载荷的发展历史和现状,提出了未来我国在多波束单光子三维地形探测、高光谱分辨率激光大气探测、差分吸收激光大气探测、激光掩星大气探测和激光海洋探测领域开展更深入研究的建议。

遥感卫星数据实时主动服务系统设计与实现

针对传统遥感卫星数据分发模式中存在的受众窄、被动性和延迟性等缺陷,提出了一种新的"遥感卫星数据实时主动服务"模式。该种服务模式具有:受众广泛,有效地解决了传统服务模式主要面向专业受众的缺陷;即时、主动地向不同用户发送其定制区域遥感数据,满足了不同用户对遥感数据时效性的需求;实现遥感数据的定点按内容的实时自动推送,大大减少用户的工作量。该文凭借中国科学院遥感与数字地球研究所数据接收的优势,综合实时遥感数据快速传输技术、高效的遥感数据综合处理算法、实时主动的数据与信息推送技术,以及先进的基于移动终端的卫星图像数据展示等技术,完成了独具特色的遥感卫星实时主动推送服务系统的设计方案。

星载主动式微波气象遥感载荷技术现状与发展趋势

星载主动式气象遥感载荷是一种新型气象遥感仪器,与被动光学微波气象遥感载荷相比,其拥有距离向分辨能力,且不受地表背景辐射影响,可实现云、雨等气象要素的高精度三维立体探测,对提高数值天气预报精度、增强灾害性天气的预警预报能力等有着重要意义。未来星载主动式气象遥感载荷将与现有的极轨、高轨被动气象遥感载荷组成完整的气象观测体系,实现对地高频次、高时效、大范围的气象观测,能够大幅提高我国气象观测水平。简要介绍国内外星载主动式微波气象遥感技术的发展现状,总结提炼其中的关键技术,给出星载主动式气象遥感载荷的发展趋势,为我国相关专业的发展提供参考。

基于主动微波遥感的土壤含水量估测方法研究

农作物长势与土壤含水量密切相关,因此在农作物生长过程中能够及时准确地估测土壤水分十分重要。研究主动微波遥感不同极化方式提取后向散射系数与地表土壤含水量之间的关系,建立土壤水分估测模型;通过分析不同地微波遥感信号基础上,建立土壤后向散射系数与土壤含水量的半经验模型,拟合VV极化、VH极化数据与土壤含水量实测数据。实验结果表明:VV极化的决定系数R^(2)=0.74,VH极化的决定系数R^(2)=0.19,相较于VH极化,VV极化的穿透性强、土壤水分含量变化更加敏感,适合用于土壤旱情监测,有助于把握最佳灌溉时机。

遥感技术在大气环境监测中的应用综述

综合论述了近20多年来国内外对大气环境遥感监测的研究现状,介绍了应用于大气环境遥感监测的多种方法并着重阐述了被动式空基遥感和主动式地基遥感在大气环境遥感中的应用以及探测气溶胶的卫星传感器的发展历程和特点。最后,对我国大气环境遥感研究中存在问题和发展前景进行了讨论。

微波遥感土壤湿度反演算法及产品研究进展

在地球系统中,土壤湿度是控制陆气间水分、能量和碳交换过程中的一个重要变量,也是监控土地状况如土地退化、干旱的重要指标之一。土壤湿度数据的及时、准确获取对研究全球气候问题、构建流域水文模型、监测农作物生长等科学研究都具有极其重要的意义。微波遥感具有全天候全天时的物理机制,使得通过遥感手段观测土壤湿度较传统的地表站点观测在空间尺度上具有较大优势。简要介绍了微波遥感反演土壤湿度的主要原理,并回顾了被动微波、主动微波以及被动和主动微波联合反演土壤湿度典型反演算法,这些方法大部分是围绕土壤湿度与亮度温度之间的关系进行的,同时考虑其他各种不同因子对于地表微波辐射的影响。另外,对欧洲气象业务卫星(european remote sensing satellites/meteorological operational satellite program,ERS/Met Op)、高级微波扫描辐射计(advanced microwave scanning radiometer for EOS,AMSR-E)、土壤湿度与海洋盐分卫星(soil moisture and ocean salinity,SMOS)3种全球土壤湿度数据集的状况和应用情况进行介绍。通过对前人研究成果的总结,结合当前的问题展望未来卫星遥感反演土壤湿度的发展趋势。

融合主被动遥感影像的冬小麦种植面积提取研究

为了快速、准确地获取作物分布信息,探索使用主动遥感影像(Sentinel-1A)和被动遥感影像(Sentinel-2)提取冬小麦空间分布的可行性。首先,根据冬小麦的物候特征,合成冬小麦全生育期的Sentinel-1A影像;并依据各类地物的NDVI(归一化植被指数)时序曲线合成一期高质量的冬小麦越冬后Sentinel-2影像。其次,设计Sentinel-1A影像、Sentinl-2影像和融合Sentinel-1A与Sentinl-2主被动遥感影像3种分类方案,然后在Google Earth Engine(GEE)云平台上基于随机森林算法对冬小麦进行分类。结果表明,基于全生育期Sentinel-1A影像的冬小麦用户精度和生产者精度分别为83.15%和86.44%,提取结果中存在较多的“椒盐”噪声;基于冬小麦越冬后Sentinl-2影像的冬小麦用户精度和生产者精度分别为87.98%和84.75%,提取精度较使用全生育期Sentinel-1A影像有所提高,但分类结果受“异物同谱”的影响,产生许多错分;融合主被动遥感影像的冬小麦用户精度和生产者精度分别为96.57%和95.48%,相较于仅使用单一数据源,冬小麦分类精度有不同程度的提升。

浅海水深光学遥感研究进展

通过分析1978年至今水深光学遥感的国内外主要研究成果,从被动光学遥感、主动光学遥感、遥感融合探测三个方面,对光学遥感浅海水深反演方法进行了系统性总结,对比分析了水深反演方法的优势和不足,探讨了存在的技术问题,并展望了浅海水深光学遥感技术的发展趋势。总结得到:主动光学遥感的水深探测精度最高,在0~15m浅海水深段,激光雷达遥感探测误差在厘米级,但仅限于机载平台;遥感融合探测方法精度次之,水深反演精度一般可比单源单时相提高10多个百分点;被动光学遥感中的高光谱水深反演精度一般要高于多光谱,平均相对误差可低至15%。被动光学遥感水深反演精度相对较低,但是数据源丰富、覆盖范围广、时效性强、水深反演模型较丰富,是目前浅海水深遥感反演的主要方法。主动光学遥感由于机动性强、测深精度较高,逐步成为应用和研究的热点,但是受空管以及飞机平台的航程限制,个别敏感区域飞机也不能到达。水深遥感融合探测可以充分地利用已有遥感影像资源,有效地挖掘多源、多时相信息,有助于提高水深遥感反演精度,但是多源遥感影像融合时会存在空间尺度问题,多时相反演融合中也会有底质及水下地形变化等因素对水深反演精度的影响。

积雪参数遥感反演研究进展

积雪是地表重要自然要素,积雪参数反演研究对相关领域研究及应用具有重要意义。以当前研究成果为基础,对比分析相关积雪遥感资料优缺点,探讨利用遥感资料进行积雪反演合理性及不足。介绍当前进行积雪遥感反演遥感平台系列。探讨光学传感器及微波遥感仪器各自优缺点,强调结合光学、微波遥感仪器影像数据进行积雪反演研究重要性;重点介绍中分辨率成像光谱仪、改进型甚高分辨率辐射仪等光学传感器在积雪面积计算、雪盖制图等方面研究进展,先进微波扫描辐射仪、特定微波传感器/成像仪、多通道微波扫描辐射计等被动微波传感器在雪深计算、雪水当量估算等领域发展现状;强调主动微波遥感传感器在未来积雪遥感研究中重要性。总结并探讨当前积雪遥感研究中的问题及不足。

基于主被动遥感技术的地表覆被类型变化检测方法——以新疆西天山国家级自然保护区为例

旨在研究主被动遥感结合的地表覆被变化监测方法,使用高分数据和哨兵1号数据分别代表被动和主动遥感,对新疆西天山国家级自然保护区地表覆被变化情况进行检测,进而对得出的林地、草地、建筑物检测结果进行联合分析,最终得到主被动遥感联合变化检测结果。通过实地精度检验对主被动遥感联合变化检测结果进行验证。结果表明,该方法的变化检测结果精度达到90%以上。说明结合主动遥感和被动遥感既能克服天气的影响,又能在检测中保留光谱和纹理等丰富的信息,变化检测的精度较高;主被动遥感联合变化检测可以较为快速、准确地掌握地表覆被类型的变化,能够在一定程度上减少被动遥感数据的云量困扰。并且该方法在林地和建筑物上有较高的敏感性,适合森林自然保护区的森林变化和建筑监测。

微波遥感及其在中国的发展

全天候全天时微波遥感是空间遥感监测技术的前沿之一。文章回顾了自1970年代中国遥感事业起步,到2000年后中国空间遥感技术迅速发展的过程,充分展示了中国空间微波遥感在风云气象卫星与海洋卫星、星载合成孔径雷达技术方面的研究进展,展现从"追跑、跟跑",到"平跑"的历史进程,并展望在未来30年,中国空间微波遥感技术将达到国际"领跑"的目标与任务。

大气环境监测中遥感技术的应用研究

近年来,我国农业经济和工业经济都得到了迅速的发展,人民生活水平得到了大幅度的提升,但与此同时,我国的大气环境也受到了极大的影响,在影响经济长期可持续发展的同时,也给人们的身心健康造成了极大的威胁,因此,必须加大对大气环境的监测力度,及时有效地制定出环境治理解决方案。遥感技术具有监测范围广、监测效率高以及监测成本低的特点,在大气环境监测工作中具有不可替代的重要作用。基于此,该文对大气环境监测中的遥感技术应用进行了细致的研究,并总结了遥感技术在大气环境监测应用过程中存在的问题。