结合可见光近红外和微波遥感估算藏北高原日蒸散发量

利用FY-2E静止气象卫星可见光近红外和FY-3B极轨气象卫星微波资料,结合地面观测资料,基于陆表能量平衡算法（Surface Energy Balance System,SEBS）,反演了藏北高原地表净辐射、土壤热通量、感热及潜热通量的空间日变化过程.利用那曲高寒气候环境观测站观测资料对结果进行了有效性验证,潜热通量的均方根误差为28.22 W·m-2.此外,还对整个藏北高原夏季空间地表能量分量的条件期望进行统计分析,探讨了该区域不同地表温度对应的有效能量分配方式的统计特征.结果表明,区域总体蒸散发量介于2.0~4.0 mm之间.

基于低空无人机搭载可见光近红外传感器的太湖蓝藻监测

传统卫星遥感手段因受其访问周期的限制,较难在时间频率上保证数据的及时性。低空无人机搭载轻小型传感器,以其机动、快速、经济等优势,在环境监测等领域日益发挥重要作用。面向太湖蓝藻监测需求,探索了一种基于低空无人机搭载可见光近红外传感器的监测方法。在系统规划和平台设计的基础上,选取太湖梅梁湖湖区进行试验。依据前人经验,采用可见光和近红外波段及其组合方式提取蓝藻信息,并与试验数据验证。该方法可为蓝藻灾害的防灾、减灾、救灾等提供辅助手段和决策支持。

基于VIS NIR的播种沟内土壤水分测量传感器研究

基于土壤水分的播深调整技术,需要对播种沟土壤水分进行测量,以便根据落种点处的土壤水分信息进行播种调节,改变播种策略。本文设计了一种可见光近红外(Visible and near-infrared,VIS NIR)式土壤水分传感器。使用高分辨率光谱仪采集不同水分梯度的土壤光谱数据,采用偏最小二乘回归法(Partial least squares regression,PLSR)进行建模分析,并结合多种数据降维方法进行变量筛选,得出不同土壤含水率的敏感波段分别在410、540、780、970 nm附近;通过对这4种波长进行组合建模分析,选择得出预测最优的VIS和NIR波长组合为410 nm和970 nm。采用这两种波长设计传感器,并进行实验室试验,结果表明:当传感器与被测土壤表面距离d较近时(0~3 mm),测量精度和稳定性最好;当d为0~3 mm、土壤质量含水率处于0.69%~28.45%时,真实值与预测值之间决定系数R^(2)达到0.81,均方根误差(RMSE)为2.90%;当土壤质量含水率处于0.69%~22%时,真实值与预测值之间R 2提高至0.93,此时均方根误差降低为1.72%。通过析因试验得出,在显著性水平为0.05时,温度与光照强度对传感器正常工作没有明显影响。土槽试验表明,真实值与预测值之间R^(2)为0.82,RMSE为1.23%,满足玉米等作物播种环节土壤水分的测量要求。

母质与土地利用类型对土壤光谱反演模型的影响

用可见光近红外(Vis-Near Infrared,VNIR)光谱建立的土壤反演模型可以快速高效测定土壤某些属性,但不考虑土壤自身特点的纯统计模型反演的精度会受到制约。本文研究了母质和土地利用类型对土壤光谱反演模型建立的影响。研究所用集合为SF(安徽宣城的林地样品)、SP(安徽宣城的水田样品)、DP(安徽定远的水田样品),结果显示:母质和土地利用类型的差异会显著影响异地模型的适应性,一个地区建立的反演模型不可随便用于母质和土地利用类型不同的其他地区;当异地模型不适用于反演时,可考虑采用精度稍低的全局模型进行预测。

基于冠层光谱数据的甘草产地识别研究

目的:建立不同产地甘草的近红外光谱识别方法。方法:利用甘草冠层的可见光近红外光谱数据,运用Wilks’lambda逐步法选择甘草的特征波长,采用Fisher线性判别方法对不同产地的甘草进行识别。结果:利用17个特征波段,不同产地甘草的总正确识别率达到98.3%。结论:可见光近红外光谱可作为鉴别不同产地甘草的有效方法。

环境减灾二号A/B卫星高光谱成像仪设计与验证

高光谱成像仪是环境减灾二号A/B卫星上唯一可以获取高光谱数据的载荷。文章从幅宽和空间分辨率2个方面介绍了国内外高光谱成像仪的发展现状;基于大孔径静态干涉光谱成像(LASIS)技术原理和高光谱成像仪系统组成,提出幅宽增大和空间分辨率提高会带来偏流角偏差控制和高速图像传输等问题;对摆镜“轻巧型”结构、高精度运动部件及大尺寸高精度干涉仪进行设计,以满足偏流角偏差分析提出的高光谱成像仪推扫方向与探测器光谱方向夹角优于2.7′的要求,采用大面阵CCD高速成像技术,实现电路规模仅为原有技术的1/4。环境试验和在轨成像结果表明:高光谱成像仪调制传递函数(MTF)大于0.24,星上定标精度优于2 nm,在轨获取的可见光近红外(VNIR)及短波红外(SWIR)光谱图像立方体正确,曲线准确度相对偏差优于5%,高光谱成像仪的设计具有有效性。

2017-2021年海南省GF-2地表反射率产品数据集

GF-2数据具有空间分辨率高、几何定位精度高等特点,单景影像观测幅宽可达45公里,在农业、林业等领域均具有广泛的用途。本数据集收集2017-2021年592景海南省全岛高分二号数据(GF-2 PMS)影像数据,通过可见光近红外迭代算法对数据进行大气校正,完成了2017-2021年海南省GF-2地表反射率数据的生产。并通过SONET(Sun-sky radiometer Observation NETwork)三亚站点收集的气溶胶数据,生成用于验证反演算法产品的参考地表反射率数据。结果显示,GF-2的地表反射率数据与地基实测反射率的准确度、精确度、实际统计偏差统计值检验均在标准参考线之下,本数据集具有较高的精度,可以为海南省生态监测提供了技术支撑。

基于Dome C的SNPP和NOAA-20 VIIRS DNB在轨辐射定标精度及稳定性评估

基于夜间大气层顶反射率方向性分布特性,提出了一个基于精确模拟夜间辐射传输过程的低照度遥感载荷在轨辐射定标性能评估新方法。即以南极雪地Dome C为研究区,以MT2009 (Miller-Turner 2009)大气层顶月球辐照度模型和大气层顶双向反射分布函数(Bidirectional Reflectance Distribution Function,BRDF)模型模拟的夜间星上辐亮度值为基准,分析相同几何条件下,可见光近红外成像辐射计夜间光波段(Visible Infrared Imaging Radiometer Suit Day/Night Band,VIIRS DNB)观测辐亮度与基准值之间的一致性,发现在2018-2020年两者差值保持在4.97×10^(-10)W·cm^(-2)·sr^(-1)左右,比VIIRS DNB最小探测阈值3×10^(-9)W·cm^(-2)·sr^(-1)约低一个数量级,故从可接受的仪器灵敏度误差范围内,可判定VIIRS DNB载荷在美国极轨合作卫星(Suomi National Polar-orbiting Partnership,SNPP)和美国国家海洋和大气管理局(NOAA-20)上在轨辐射定标性能均非常优良。另外,基于距离校正后的SNPP VIIRS DNB和NOAA-20 VIIRS DNB辐亮度开展了 VIIRS DNB载荷在轨辐射定标稳定性分析,发现相同月相角下两载荷辐亮度一致性在6%以内。

资源一号02D卫星数据应用

资源一号02D卫星于2019年9月12日发射,搭载高光谱和可见光近红外相机,可获取166谱段高光谱影像、2.5m全色10m多光谱9谱段多光谱影像。目前卫星运行稳定,在国内外灾害应急监测、农业、海洋、生态环境、矿产等领域发挥着重要作用。

基于月球反射的遥感器定标跟踪监测

月亮辐照度是可见近红外波段一种稳定的辐射参考基准,对月观测已成为星载遥感仪器辐射定标和验证的一种新方法。风云三号03星(FY-3C)中分辨率光谱成像仪(Moderate Resolution Spectral Imager,MERSI)增加了对月观测功能,改进了太阳反射波段的在轨辐射定标。本文收集分析了MERSI在轨工作以来的全部11组对月观测数据,利用通道间辐照度比值方法移除月相角,日—月—星相对距离等因素对月亮辐照度观测值的影响,开展了可见光近红外波段的辐射定标工作,实现了MERSI太阳反射通道的辐射定标系数动态跟踪和评估。通过线性回归及统计发现,通道8辐射响应的年衰减率达到了14.55%,通道9达到了8.42%,通道1、6、10、11、16和19的年衰减率为1.15%—4.72%,其余通道未检测到衰减。研究结果可以用于订正MERSI数据的辐射定标系统性偏差,提高MERSI全寿命期的辐射定标精度。

地物波谱数据库建设进展及应用现状

地物以其固有的特性反射、吸收、辐射和透射电磁波。不同地物表面对不同波长的电磁波反射/辐射/散射特性不同,成为利用遥感手段进行目标物探测与识别的理论基础,而地物波谱数据库的建成对定量遥感建模、地表参数反演及环境生态监测等具有重要作用。近年来,国内外各研究机构已建成部分地物波谱数据库,通过收集典型地物波谱数据,记录长期积累且相对稳定的波谱信息及其配套参数,支持地物分类、目标识别等领域的研究。本文综述了国内外主要地物波谱数据的建库历程,阐述了波谱数据库在各专业领域的主要应用成果,分析比较现有的国内外波谱数据库平台在波段覆盖、地物类型、配套参数及共享方式的特点及不足。在此基础上,针对波谱数据库在建设中存在的数据管理分散、测量质量控制和配套参数的标准规范不完善、数据利用效率不充分等问题,给出了初步建议。最后,探讨各学科对波谱数据库平台的应用需求,并对波谱数据库建设重点将面向全波段、多尺度、多时相的通用型知识库的发展趋势进行展望。