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Iterative construction of low-altitude UAV air route network in urban areas:Case planning and assessment

Journal of Geographical Sciences 2020年第9期30卷 1534-1552页

作者： XU Chenchen LIAO Xiaohan YE Huping yue huanyin Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research CASState Key Laboratory of Resources and Environmental Information SystemBeijing 100101China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100190China Institute of UAV Application Research Tianjin and CASTianjin 301800China The Research Center for UAV Applications and Regulation CASBeijing 100101China

With the rapid increase of Unmanned Aircraft Vehicle(UAV) numbers,the contradiction between extensive flight demands and limited low-altitude airspace resources has become increasingly *** ensure the safety and efficiency of low-altitude UAV operations,the low-altitude UAV public air route creatively proposed by the Chinese Academy of Sciences(CAS) and supported by the Civil Aviation Administration of China(CAAC) has been gradually ***,present planning research on UAV low-altitude air route is not enough to explore how to use the ground transportation infrastructure,how to closely combine the surface pattern characteristics,and how to form the mechanism of "network".Based on the solution proposed in the early stage and related researches,this paper further deepens the exploration of the low-altitude public air route network and the implementation of key technologies and steps with an actual case study in Tianjin,***,a path-planning environment consisting of favorable spaces,obstacle spaces,and mobile communication spaces for UAV flights was ***,air routes were planned by using the conflict detection and path re-planning *** study also assessed the network by computing the population exposure risk index(PERI) and found that the index value was greatly reduced after the construction of the network,indicating that the network can effectively reduce the operational *** this study,a low-altitude UAV air route network in an actual region was constructed using multidisciplinary approaches such as remote sensing,geographic information,aviation,and transportation;it indirectly verified the rationality of the *** can provide practical solutions to low-altitude traffic problems in urban areas.

关键词： UAV air route network urban area iterative construction remote sensing geographic information

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Approach and practice: integrating earth observation resources for data sharing in China GEOSS

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International Journal of Digital Earth 2019年第12期12卷 1441-1456页

作者： Lianchong Zhang Guoqing Li Chi Zhang huanyin yue Xiaohan Liao Institute of Remote Sensing and Digital Earth Chinese Academy of SciencesBeijingPeople’s Republic of China University of Chinese Academy of Sciences BeijingPeople’s Republic of China Key Laboratory for Earth Observation of Hainan Province Sanya Institute of Remote SensingHainanPeople’s Republic of China National Remote Sensing Center of China Ministry of Science and Technology of the People’s Republic of ChinaBeijingPeople’s Republic of China Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research Chinese Academy of SciencesBeijingPeople’s Republic of China

Earth observation data sharing is an essential part of the data lifecycle and plays a critical role in Earth science *** industry data sharing systems are affected by restrictions in distributed resource management and tightly coupled service *** systems currently offer no support for facilitating cross-disciplinary exploration and *** lack of a national data sharing infrastructure has led to reduced international *** barriers are common and have hindered the development of the Global Earth Observation System of Systems(GEOSS).The China GEOSS Data Sharing Network(China GEOSS DSNet)has been proposed as a part of China’s Plan for Implementing GEOSS(2016–2025)to address the above *** this research,we designed a national GEOSS data sharing framework,including resource integration mechanism,sharing-oriented metadata standards,and lightweight interoperability service to coordinate various Earth observation *** far,more than 29 million archived satellite metadata records and 200 TB of high-quality satellite datasets have been integrated under this *** results were demonstrated in the following applications:domestic satellite archived metadata query service,international Earth observation resource sharing service,and disaster emergency response service.

关键词： Earth observation data sharing China GEOSS integration mechanism

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Launching an unmanned aerial vehicle remote sensing data carrier:concept,key components and prospects

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International Journal of Digital Earth 2020年第10期13卷 1172-1185页

作者： Xiaohan Liao huanyin yue Ronggao Liu Xiangyong Luo Bin Luo Ming Lu Barbara Ryan Huping Ye State Key Laboratory of Resources and Environmental Information System Institute of Geographic Sciences and Natural Resources ResearchChinese Academy of SciencesBeijingPeople’s Republic of China Key Laboratory for Aerial Remote Sensing Technology of Ministry of Natural Resources of the People’s Republic of China BeijingPeople’s Republic of China Qian Xuesen Laboratory of Space Technology BeijingPeople’s Republic of China Institute of Remote Sensing and Digital Earth Chinese Academy of SciencesBeijingPeople’s Republic of China

Unmanned aerial vehicles(UAV)based remote sensing is an emerging and important data ***,the use of UAVs for remote sensing applications has been rapidly growing owing to their greater availability and the miniaturization of *** are surpassing satellites and aircraft in remote sensing data supply for many local *** comparison with satellite remote sensing data,most UAV remote sensing data is characterized by high resolution,small coverage area,and heterogeneous ***,UAVs lack a unified space–time framework and standardized data *** paper describes a UAV remote sensing data carrier that can be used as an e-commerce platform for data sharing among registered members and a mission planner for new data *** the best of our knowledge,the data carriers described herein,are the first of their *** seamless docking with UAVs,the data carrier will form a national UAV network,capable of dynamically obtaining very-high-resolution UAV remote sensing *** practice,a pilot retrieval system of UAV meta data has been developed to provide a catalogue of data product services.

关键词： Unmanned aerial vehicles(UAV) remote sensing(RS) UAV RS data carrier UAV RS network light weight and miniature UAV

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Improvement of scattering correction for in situ coastal and inland water absorption measurement using exponential fitting approach

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Journal of Oceanology and Limnology 2018年第4期36卷 1198-1215页

作者： YE Huping LI Junsheng ZHU Jianhua SHEN Qian LI Tongji ZHANG Fangfang yue huanyin ZHANG Bing LIAO Xiaohan Institute of Remote Sensing and Digital Earth Chinese Academy of SciencesBeijing 100094China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049China National Ocean Technology Center Tianjin 300112China Sino-Afriea Joint Research Center Chinese Academy of SciencesWuhan 430074China State Key Laboratory of Resources and Environmental Information System Institute of Geographic Sciences and Natural Resources ResearchChinese Academy of SciencesBeijing 100101China

The absorption coefficient of water is an important bio-optical parameter for water optics and water color remote sensing. However, scattering correction is essential to obtain accurate absorption coefficient values in situ using the nine-wavelength absorption and attenuation meter AC9. Establishing the correction always fails in Case 2 water when the correction assumes zero absorption in the near-infrared(NIR) region and underestimates the absorption coefficient in the red region, which affect processes such as semi-analytical remote sensing inversion. In this study, the scattering contribution was evaluated by an exponential fitting approach using AC9 measurements at seven wavelengths(412, 440, 488, 510, 532, 555, and 715 nm) and by applying scattering correction. The correction was applied to representative in situ data of moderately turbid coastal water, highly turbid coastal water, eutrophic inland water, and turbid inland water. The results suggest that the absorption levels in the red and NIR regions are significantly higher than those obtained using standard scattering error correction procedures. Knowledge of the deviation between this method and the commonly used scattering correction methods will facilitate the evaluation of the effect on satellite remote sensing of water constituents and general optical research using different scatteringcorrection methods.

关键词： absorption coefficient scattering correction AC9/ACS exponential fitting method

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基于DO指数的京津冀地区制造业协同集聚测度与动态演化

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地球信息科学学报 2024年第9期26卷 2123-2139页

作者：孙涵岳焕印孙威黄宇金中国科学院地理科学与资源研究所北京100101 中国科学院大学资源与环境学院北京100049 中国人民大学公共管理学院北京100872 中国人民大学交叉科学研究院北京100872

在新经济地理学将空间要素纳入主流经济学的研究范畴后,空间数据统计分析方法也被引入经济学文献中。以地理邻近性为基本特征的集聚经济成为重要的研究对象并逐渐成为经济地理学与GIS交叉研究的领域。Ripley’s K函数属于空间点模式分... 详细信息

在新经济地理学将空间要素纳入主流经济学的研究范畴后,空间数据统计分析方法也被引入经济学文献中。以地理邻近性为基本特征的集聚经济成为重要的研究对象并逐渐成为经济地理学与GIS交叉研究的领域。Ripley’s K函数属于空间点模式分析中基于距离的方法,也被称为多距离空间聚类分析,DO指数在其基础上发展而来,相比于K函数,DO指数更符合经济学中企业不完全随机分布的计算标准。本文根据2008年和2018年经济普查数据,以《中国经济普查年鉴》为参考标准,清洗数据后利用DO指数测度了京津冀协同发展战略提出前后制造业协同集聚的特征和动态演化过程。结果表明:①2008年和2018年分别有85.47%和82.53%的制造业产业对发生协同集聚,平均强度由0.030变为0.029,10年间协同集聚的基本格局保持稳定;但协同集聚强度高的TOP 20行业对明显向河北省扩散;②协同集聚发生的尺度范围扩大,2008年全部行业对协同集聚的显著尺度范围是25~68 km,2018年则是55 km以内和75~103 km。省市边界临界值约为75 km,京津冀协同发展战略提出后制造业跨省级行政区的合作更多,而TOP 20行业对的跨行政边界特征更加明显;③制造业协同集聚呈现“两极分化”特点,行业间协同集聚强度值高的更高,但中等强度协同集聚的行业对强度值变低。2018年第一个局部高值出现的尺度为54.5 km,小于2008年的68 km,但整体上显著尺度范围又大于2008年,协同集聚的行业对空间分布尺度范围小的更小,大的更大,在一定程度上验证了协同集聚存在循环累积因果效应。

关键词：多距离空间聚类分析 DO指数京津冀制造业协同集聚企业数据

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重轨InSAR干涉测量中的大气信号特征分析

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高技术通讯 2007年第4期17卷 401-405页

作者：刘广郭华东岳焕印范景辉中国科学院遥感应用研究所遥感科学国家重点实验室北京100101 中国科学院电子学研究所微波成像技术国家级重点实验室北京100080

给出了干涉测量中大气相位延迟与单次雷达测量时大气相位延迟的关系,并利用ERSTandem数据对重轨干涉测量中的大气信号进行了定量的分析研究。实验数据的结果表明,干涉测量中大气相位延迟信号与地面高程有关,随高度增高干涉测量中的大气... 详细信息

给出了干涉测量中大气相位延迟与单次雷达测量时大气相位延迟的关系,并利用ERSTandem数据对重轨干涉测量中的大气信号进行了定量的分析研究。实验数据的结果表明,干涉测量中大气相位延迟信号与地面高程有关,随高度增高干涉测量中的大气相位延迟信号变小;在重轨干涉测量中大气信号的结构函数和功率谱函数均呈现指数分布规律,并且在山区和平地,在不同的尺度呈现出不同的指数分布特性。该研究结果有助于建立重轨InSAR干涉测量中的大气信号模型。

关键词： ERS Tandem 干涉测量大气相位结构函数功率谱

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城镇化区域无人机低空航路网迭代构建的理论体系与技术路径

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地理学报 2020年第5期75卷 917-930页

作者：徐晨晨叶虎平岳焕印谭翔廖小罕中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室北京100101 中国科学院大学北京100190 天津中科无人机应用研究院天津301800 中国科学院无人机应用与管控研究中心北京100101

由于低空环境复杂,当前以无人机为应用主体的低空空域资源开发安全性和利用效率较低。而随着无人机数量的迅猛发展和商业化应用的快速扩张,旺盛的飞行需求与有限的飞行空间在低空的矛盾日益突出,如何安全、高效地管理无人机低空活动成... 详细信息

由于低空环境复杂,当前以无人机为应用主体的低空空域资源开发安全性和利用效率较低。而随着无人机数量的迅猛发展和商业化应用的快速扩张,旺盛的飞行需求与有限的飞行空间在低空的矛盾日益突出,如何安全、高效地管理无人机低空活动成为突出问题。目前各国都在探索解决途径,其中无人机低空航路是一种由中国科学院率先提出并得到业界和中国民用航空局认可的无人机低空交通和低空资源高效利用的综合解决方案。然而,这一概念还处在探索阶段,如何构建还不太明晰,尤其是对于地表环境复杂和高动态变化的城镇化区域,如何快速获取高精度的地理信息以满足无人机安全、高效飞行也是一大难题。鉴于遥感技术在航路的敏感信息提取与深化处理方面呈现出良好的应用前景,本文提出一种基于遥感和地理信息技术的城镇化区域低空公共航路网的高效迭代构建方法,并从理论支撑和已有研究基础论证了该方法的可行性。该研究技术路径主要包括基于地面路网生成具有多高度层的Ⅰ级航路网,以充分利用地面交通设施;利用航路正约束地理要素生成Ⅱ级航路网,如沿路的城市绿地和水域;规避负约束地理要素构建Ⅲ级航路网,主要包括建筑物、通信盲区和电力线(杆)等;最后,通过仿真飞行和实际飞行测试分别生成Ⅳ、Ⅴ级航路网,通过实际量测对比分析来检验无人机飞行的环境地图,保证飞行的安全性。以上方法基于遥感、地理信息、航空、交通等交叉学科解决无人机低空运行难题,为构建无人机低空航路网提供了一种新思路。更进一步讲,本文在低空领域运用地理学方法构建无人机航路网,是继无人机遥感应用之后无人机在地理学应用的又一大突破,同时也拓展了地理学的研究范畴,必将推动地理科学发展。

关键词：无人机城镇化区域低空航路网迭代构建遥感提取

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基于点目标自动提取的机载SAR图像残余运动估计方法

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高技术通讯 2011年第11期21卷 1157-1163页

作者：钟雪莲向茂生岳焕印郭华东中国科学院电子学研究所微波成像技术国家级重点实验室北京100190 中国科学院研究生院北京100049 中国科技部遥感中心北京100036 中国科学院对地观测与数字地球科学中心北京100094

对前期提出的估计单幅机载合成孔径雷达（SAR）图像中的残余运动误差的点目标多斜视方法（MTPT）进行了理论分析，并针对其存在的手工选点工作量大、受噪声影响严重的缺点，对其做了以下改进：在图像中自动选择点目标以减少工作量，并... 详细信息

对前期提出的估计单幅机载合成孔径雷达（SAR）图像中的残余运动误差的点目标多斜视方法（MTPT）进行了理论分析，并针对其存在的手工选点工作量大、受噪声影响严重的缺点，对其做了以下改进：在图像中自动选择点目标以减少工作量，并对所测得的相位进行滤波和加权平均以去除噪声，同时采用循环计算的策略来提高算法的适应性。实际的机载SAR数据试验结果显示，即使是对于点目标稀少的地区，改进的MTPT算法也能正确地估计SAR图像中的残余运动误差。同时，该方法在计算精度和稳健性上明显优于加权相位曲率自聚焦（WPCA）方法。

关键词：机载合成孔径雷达(SAR)图像残余运动误差点目标重轨干涉

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重轨InSAR平地干涉相位特性研究

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高技术通讯 2008年第4期18卷 408-413页

作者：刘广郭华东 Ramon Hanssen 岳焕印范景辉中国科学院遥感应用研究所遥感科学国家重点实验室北京100101 中国科学院电子学研究所微波成像技术国家级重点实验室北京100080 Delft University of Technology The Netherlands 2629 HS

鉴于平地干涉相位的补偿是重轨合成孔径雷达干涉测量(InSAR)的重要环节以及平地干涉相位特性对于 InSAR 处理过程中的参数选择和基线重估计的重要意义,本文针对不同参考面对平地干涉相位特性的影响以及如何利用平地干涉相位特性实施干... 详细信息

鉴于平地干涉相位的补偿是重轨合成孔径雷达干涉测量(InSAR)的重要环节以及平地干涉相位特性对于 InSAR 处理过程中的参数选择和基线重估计的重要意义,本文针对不同参考面对平地干涉相位特性的影响以及如何利用平地干涉相位特性实施干涉基线重估计的问题进行了研究,从理论上推导出了参考面为平面和球面情况下平地干涉相位以及平地干涉相位频率的标量表示方法,对平面、球面和 WGS84椭球面三种不同参考面所对应的平地干涉相位特性进行了对比分析,给出了利用平地干涉相位和平地干涉相位频率方法进行干涉基线重估计的算法理论。研究表明,利用平地干涉相位特性可以实施干涉基线重估计,而考虑到参考面选择对平地干涉相位的影响,在进行干涉处理过程中必须选择适当的参考面。

关键词：平地干涉相位平地干涉相位频率平地相位参考面基线重估计

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斯里兰卡近海海洋生态环境变化遥感监测分析

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地球信息科学学报 2020年第7期22卷 1463-1475页

作者：叶虎平廖小罕何贤强岳焕印中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室北京100101 自然资源部第二海洋研究所卫星海洋环境动力学国家重点实验室杭州310012 天津中科无人机应用研究院天津301800 中国科学院无人机应用与管控研究中心北京100101 中国科学院中国—斯里兰卡水技术研究与示范联合中心北京100085

斯里兰卡是海上丝绸之路沿线重要的节点国家,其周边海域生态环境变化与经济发展、休闲生活和食品安全密切相关。利用2002—2017年的MODIS遥感反演产品对斯里兰卡岛周边海域、关键节点港口科伦坡的生态环境参数年际变化规律分别进行分析... 详细信息

斯里兰卡是海上丝绸之路沿线重要的节点国家,其周边海域生态环境变化与经济发展、休闲生活和食品安全密切相关。利用2002—2017年的MODIS遥感反演产品对斯里兰卡岛周边海域、关键节点港口科伦坡的生态环境参数年际变化规律分别进行分析和2003—2012年的MERIS遥感反射率产品对保克海峡进行水体类型时空分析,结论如下:①研究区内光合作用有效辐射高值出现在马纳尔湾,海域沿岸浮游植物生物量相对较高,与海表温度负相关,外海浮游植物生物量极低,与透明度负相关。②科伦坡港附近水温(海表温度)、海面光照强度(光合作用有效辐射)、水体清洁度(海水透明度)、海洋食物网基础的浮游植物生物量(叶绿素浓度)和浮游植物净初级生产力最大值分别出现在4月、3月、3月、8月、7月,致灾因素重点关注8月潜在的赤潮。③保克海峡浑浊带的源头是印度的卡里梅尔角,由高韦里河携带大量泥沙造成。这有助于了解和认识高时空变化的保克海峡及斯里兰卡周边海域在不同时间-空间的海洋生态环境。

关键词：斯里兰卡海上丝绸之路海洋生态环境遥感监测科伦坡保克海峡水体类型时空变化

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