專題:長時序定量遙感產品重建與應用

內容導讀

隨著衛星遙感數據獲取能力的不斷增強和定量遙感算法的日益完善,當前已經積累了大量的區域乃至全球尺度長時序定量遙感產品,成為地球大數據工程應用及地球系統科學研究的重要驅動力。然而,也需正視當前各定量遙感產品面臨的時空分辨率不足、時空連續性低以及多源產品一致性差等諸多現實問題,極大地限制了定量遙感產品在地球系統科學領域的應用潛力。

為進一步挖掘長時序定量遙感產品的應用潛力,提升長時序定量遙感產品在各科學、工程領域的綜合應用水平,《無線電工程》第11期推出“長時序定量遙感產品重建與應用”專題。專題采用公開征稿的方式組織稿件,在所有通過專家評審的稿件中,最終確定錄用稿件10篇。專題主要展示了長時序定量遙感產品時空連續性處理、多源產品一致性分析以及基于長時序產品的地表系統動態變化特征提取方法研究與應用等領域的研究成果。

高光譜和高分辨率遙感影像數據融合方面收錄1篇論文。馬玉榮等利用超分辨率技術,提出了改進的時空融合模型——SR-FSDAF,生成了由高分辨率和高光譜融合的影像,既保留了高空間分辨率影像的空間特征,又保留了高光譜影像光譜信息和時間信息,能夠實現對內陸細小水體水質的連續監測。

森林物候參數識別與時空演化方面收錄1篇論文。張王寬等基于MODIS-NDVI長時間數據,采用動態閾值法提取了京津冀地區2002—2020年森林物候期參數,并利用同期降水和氣溫數據,進一步探討了森林物候對氣候要素變化的響應。結果表明,近19年來京津冀地區森林物候變化具有明顯的時空變化特征,并且與季前降水和氣溫有明顯的相關性。

地表溫度監測方面收錄1篇論文。周露等以Triple-Collocation (TC)方法與最小二乘法為基礎,提出MODIS地表溫度、FY-3C/VIRR地表溫度遙感產品與地面觀測站實測數據融合算法。該方法可以有效兼顧地表溫度遙感產品區域性與地面觀測數據的高精度性。

土壤水分時間序列重建方面收錄1篇論文。孫時雨等通過ASO算法優化BP神經網絡為基礎,提出融合NDVI、LST、DEM、Albedo等數據,重建ESA CCI土壤水分新方法。該方法可以有效提高土壤水分遙感產品精度。

草原生物量監測方面收錄1篇論文。雷瑛等面向青海省黃南藏族自治州河南蒙古族自治縣(河南縣)開展實驗,構建了草地生物量的經驗模型。該研究基于地理學第一定律,實現了在稀疏地面觀測樣本條件下的大區域、高精度草原生物量反演,解決了當前遙感草地生物量反演過度依賴稀疏的地面觀測采樣數據的問題,提升了反演的成功率和模型的泛化能力。

碳源匯估算方面收錄1篇論文。梁天龍等基于GEE平臺,通過可燃物載量模型和碳排放因子法,估算了廣西林火的可燃物載量、碳排放量和主要含碳氣體排放量(CO2、CO、CH4),并利用線性回歸法和歸一化手段等,從年尺度和月尺度上分析了廣西森林過火因子及其NPP總量的時間統計量及其空間分布,以及林火碳排放量和林火主要含碳氣體排放量的時空變化特征。

城市化與生態質量關系研究方面收錄1篇論文。王仁義等以長三角城市群為研究區,選用MODIS遙感數據與“類 DMSP-OLS”夜間燈光數據為數據源,對研究區域整體與區縣的城市化水平、生態環境質量、植被覆蓋水平以及其相關耦合程度進行了長時間序列的分析研究。研究明確了長三角城市群城市化水平與生態環境質量的耦合趨勢保持穩定這一態勢。

傳感器交叉比較方面收錄1篇論文。晏紅波等以Landsat8和Landsat9衛星在中國7個地區的42期影像作為數據源,通過比對其原始影像質量、NDVI和LST反演精度,客觀評價了Landsat8和Landsat9衛星數據的質量及應用精度,為Landsat遙感影像的科學研究及在中國地區的應用提供有價值的參考。

人工智能面向農業遙感應用方面收錄1篇論文。路秋葉等基于高分辨率遙感影像,利用DeepLabV3+模型,引入MobileNetV2主干網絡、注意力機制、損失函數、組歸一化和條帶池化,提出一種改進的DeepLabV3+模型,并應用于山東省泰安市岱岳區夏張鎮和徂徠鎮的冬小麥種植面積提取,取得了較為合理的結果。

遙感數據的洪災實時監測方面收錄1篇論文。張雯鈺等基于WebGIS技術及多源衛星遙感數據搭建了一套洪災監測與損失評估系統。系統采用Python環境下Flask作為Web應用框架,利用開源GIS程序包構建服務器,并結合前端Vue.js框架、Leaflet等組件完成洪澇災害監測系統的搭建,為用戶提供洪水淹沒范圍信息快速查詢和災情評估功能。該系統成功應用于2021年8月12日湖北省隨州市柳林鎮洪災監測顯示。

綜上所述,專題收錄的10篇論文,分別針對特定的研究問題,從多個視角,一定程度上展示了當前遙感科學技術在各個參數時間序列構建中的進展,得到了有意義的研究結論,能夠給他人提供較好的參考作用。當然,這些論文也不能窮盡遙感參數長時序重建各方面的進展,希望通過這些論文的刊出,讓更多的專家學者和研究人員關注該領域的發展,從而促進產生更多的研究成果。

最后,感謝參與稿件評審的各位專家學者的辛勤工作,感謝《無線電工程》編輯部各位老師的大力支持,衷心希望專題的出版能夠對長時序定量遙感領域的研究起到有益的作用。