地面站点观测数据代表性评价方法研究进展

在遥感产品真实性检验中,地面站点网络的连续观测数据是进行算法及产品验证的重要数据来源。通常站点观测的空间范围有限,测量数据直接与产品像元值比较会存在尺度误差。因此,分析与评价站点观测在多大尺度上具有代表性,对有效利用观测数据进行算法与产品精度评价具有重要意义。目前全球地面观测站点类型繁多,虽有一定的代表性评价方法,但各类方法的优缺点及适用参数、适用条件各异。因此,为使站点观测代表性评价方法广泛的应用于地面站点观测,进而开展更加有效的遥感产品真实性检验,有必要对当前站点代表性评价方法进行系统的综述及梳理。本文首先阐述遥感产品真实性检验对站点连续观测数据的需求以及站点观测代表性评价的必要性。其次,分析站点观测代表性的评价指标特征,包含点面特征比较以及空间异质性两种评价指标。基于不同评价指标,综述了各种研究方法在站点观测数据代表性评价中的应用,即对点面特征比较评价的物理模型法、站点与区域分布图统计评价法和多站点多时相联合评价法,以及对空间异质性进行评价的一阶统计法和半方差函数法,总结不同代表性评价方法的原理及优缺点。然后,介绍了目前站点数据及代表性评价方法在蒸散、反照率和地表温度等遥感产品真实性检验中的应用,并且以黑河中游农田区观测LAI为例,分析了基于不同评价指标的不同评价方法的特点。最后,针对当前观测代表性评价方法面临的问题提出了下一步的研究方向。

基于地面站点类型代表性的积雪遥感产品精度评价

地面观测数据是进行遥感产品检验的重要数据源,依据地表类型对地面站点代表性进行了分析,把代表性较好的站点应用到AMSR-E雪深遥感产品的精度评价中。结果表明:森林地区处于明显低估状态;其他地区随着遥感产品像元内优势类型从灌木、草地到裸地的变化,高估状态呈逐渐减小趋势;森林和灌木地区遥感产品的精度比草地与裸地地区的精度要低;当森林混入裸地或灌木混入裸地、草地时,虽然遥感产品和地面观测之间的误差减小了,但是掩盖了森林地区低估的问题和灌木区高估的问题。利用地表类型一致性较好的站点对2010年1月份月平均雪深验证分析,结果表明:遥感产品在较平坦的森林、灌木、裸地以及草地地区的平均偏差分别为-5.56、4.8、1.17、1.16cm。

中国一级流域年气温的时空变化特征

气温的差异是造成自然景观和生态环境差异的主要因素之一。本研究采用全国一级流域735个气象站点1951—2013年气温资料,利用相对差分法、Hurst指数等方法对年气温的时空变化特征进行分析。结果表明:全国年气温总体呈显著升高趋势,但长江区中部年气温变化不显著。全国、辽河、海河、淮河、黄河、长江、西南诸河、东南诸河和珠江区均存在区域年气温的最佳代表性气象站点,分别为铁干里克、彰武、乐亭、菏泽、海源、井冈山、加查、武夷山市和柳州。代表性气象站点的年气温可以用以快速评估流域年气温均值的变化特征。全国一级流域年气温变化的主周期大致为25～28年。近20～30年是研究期内的偏暖期,Hurst指数分析表明在未来相当长一段时期内,全国绝大部分地区的气温会呈现为升高趋势。"哈尔滨-北京-石家庄-西安-重庆-贵阳"连线附近年气温与年降水量主要呈(极)显著负相关关系,该连线接近于"胡焕庸线","胡焕庸线"附近的气候研究对中国生态环境保护和"一带一路"倡议具有重要意义。