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基于NDVI与物候修正的大豆长势评价方法

农业工程学报 2017年第2期33卷 177-182页

作者：韩衍欣蒙继华徐晋中国科学院遥感与数字地球研究所数字地球重点实验室北京100101

及时、准确的作物长势监测可以为宏观决策和农田生产提供作物生长信息,便于及时采取各种田间管理措施,达到科学管理和作物增产的目的。归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)与植被的叶面积指数(leaf area index... 详细信息

及时、准确的作物长势监测可以为宏观决策和农田生产提供作物生长信息,便于及时采取各种田间管理措施,达到科学管理和作物增产的目的。归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)与植被的叶面积指数(leaf area index,LAI)和叶片叶绿素含量关系极为密切,可以用来评价作物的生长状况。为了降低主观因素及物候差异对大豆长势监测的影响,该研究以黑龙江红星农场主要农作物大豆为例,基于历史NDVI数据建立了该区域大豆长势评价的标准。利用NDVI时间序列拟合法提取大豆关键物候期,结合物候监测结果对大豆长势进行修正,最后利用41个地块的单产数据对长势评价结果进行了验证。物候修正前后长势与单产的一致性分别为58.5%、75.6%,容差为1个等级时分别为87.8%、95.1%,表明历史NDVI对大豆长势评价有一定参考意义,但简单同期对比不能完全反映大豆长势真实情况,物候修正可以进一步改善长势评价效果。研究可以为利用遥感进行大豆长势评价提供参考依据。

关键词：遥感作物时间序列分析物候长势 NDVI 大豆

北太平洋中尺度涡海表温度和叶绿素浓度特征分析

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遥感学报 2020年第1期24卷 85-96页

作者：郑晓莉董庆樊星中国科学院遥感与数字地球研究所数字地球重点实验室北京100094 中国科学院大学北京100049

本文利用AVISO卫星高度计资料识别并追踪了北太平洋2007年—2012年的中尺度涡,并利用OSTIA的海表温度SST(Sea Surface Temperature)资料与MODIS的叶绿素a浓度(Chl-a)资料,研究了北太平洋2007年—2012年中尺度涡SST和Chl-a浓度的时空分... 详细信息

本文利用AVISO卫星高度计资料识别并追踪了北太平洋2007年—2012年的中尺度涡,并利用OSTIA的海表温度SST(Sea Surface Temperature)资料与MODIS的叶绿素a浓度(Chl-a)资料,研究了北太平洋2007年—2012年中尺度涡SST和Chl-a浓度的时空分布特征,并分析北太平洋典型中尺度涡SST与Chl-a浓度的变化特征,主要结论如下:本文共识别出992个中尺度涡,其中442个气旋涡,550个反气旋涡。中尺度涡SST时空分布特征为:气旋涡温度强度(ICE)月变化特征比反气旋涡温度强度(IAE)更强。ICE年际变化显著,IAE则不明显。温度强度较强的气旋涡和反气旋涡集中分布在黑潮延伸区。中尺度涡Chl-a浓度时空分布特征如下:气旋涡和反气旋涡Chl-a浓度月变化特征明显,且二者的变化趋势一致;年际变化则均不明显。Chl-a浓度值高的中尺度涡主要分布在高纬海域。中尺度涡SST与海洋动力参数(振幅、涡度和涡动能(EKE))的相互关系为:反气旋涡SST与振幅的相关性亦正亦负,且在空间上均匀分布。气旋涡SST与振幅的负相关系数主要分布在黑潮延伸区。正相关性强的反气旋涡多于气旋涡。反气旋涡SST与涡度的相关性亦正亦负,气旋涡SST与涡度呈负相关。反气旋涡SST与EKE的相关性亦正亦负;气旋涡的相关性为正。中尺度涡Chl-a浓度与海洋动力参数的相互关系为:反气旋涡Chl-a浓度与振幅的相关性为正,且在空间上均匀分布;气旋涡在黑潮延伸区与阿拉斯加湾呈正相关。反气旋涡和气旋涡Chl-a浓度与涡度均呈正相关。反气旋涡Chl-a浓度与EKE呈正相关;气旋涡Chl-a浓度与EKE相关性亦正亦负。

关键词：遥感叶绿素浓度海表温度温度强度中尺度涡北太平洋

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大数据时代的农情监测与预警

遥感学报 2016年第5期20卷 1027-1037页

作者：吴炳方张淼曾红伟张鑫闫娜娜蒙继华中国科学院遥感与数字地球研究所数字地球重点实验室北京100101

农情信息是世界粮农组织、各国政府、粮食贸易企业以及农场管理迫切需要掌握的信息。大数据时代的农情监测与预警正在由模型驱动向数据驱动转变,大数据正逐渐成为监测与预警的核心驱动力。伴随着农情监测与预警大数据的爆炸式增长,大数... 详细信息

农情信息是世界粮农组织、各国政府、粮食贸易企业以及农场管理迫切需要掌握的信息。大数据时代的农情监测与预警正在由模型驱动向数据驱动转变,大数据正逐渐成为监测与预警的核心驱动力。伴随着农情监测与预警大数据的爆炸式增长,大数据与云计算技术的发展为农情监测与预警提供了全新的技术手段。2013年以来,全球农情遥感速报系统(CropWatch)已逐步引入聚类分析、时间序列分析、关联分析、时空变化异常诊断等大数据分析方法,并应用于业务化运行的农情监测与预警中。大数据技术提升了CropWatch的数据挖掘能力,对CropWatch农情监测与预警时空尺度的拓展以及农情监测内容的精细化起到推动作用,促进了面向需求的CropWatch农情信息与预警精准云服务的发展,促成了大数据时代CropWatch农情监测与预警技术体系的升级。未来,大数据时代的农情监测与预警将逐渐向全自动化监测、实时化精准农业管理与智能化信息服务方向发展;通过众源采集技术高效低廉的获取农情观测大数据将成为未来的发展趋势;大数据技术跨领域数据挖掘的能力,使得丰富多元化的跨界信息服务将成为大数据时代农情监测与预警的主流发展方向。大数据时代的CropWatch正在向基于大数据的农情监测与预警系统全速迈进。

关键词：大数据农情监测与预警数据挖掘云服务众源地理数据

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地球资源环境动态监测技术的现状与未来

遥感学报 2016年第6期20卷 1470-1478页

作者：张兵黄文江张浩倪丽中国科学院遥感与数字地球研究所数字地球重点实验室北京100094

针对国家全球化战略和迫切需要解决的全球环境和资源问题,本文阐述了国内外地球资源环境动态监测技术主要研究进展,发现存在地球资源环境监测高精度产品缺乏、动态监测能力不完备、遥感信息服务及时性和便携不足等主要问题。在此基础上... 详细信息

针对国家全球化战略和迫切需要解决的全球环境和资源问题,本文阐述了国内外地球资源环境动态监测技术主要研究进展,发现存在地球资源环境监测高精度产品缺乏、动态监测能力不完备、遥感信息服务及时性和便携不足等主要问题。在此基础上,提出中国迫切需要发展面向全球和重点区域的持续、动态观测能力,建立全球视野的资源环境动态监测产品和应用系统,突破全球资源环境研究的理论和关键技术,建立全球资源环境遥感监测指标和技术体系,形成全球立体协同观测、资源汇聚优化、信息智能处理、云平台业务应用的自主技术体系,完善支撑任务驱动的数据汇聚、模型调度、产品生成等在线遥感信息服务能力,发布全球、洲际和全国高质量空间要素遥感信息产品、专题应用系统、技术报告等成果。最终为全球资源环境研究提供知识发现的数据和服务,支撑中国在全球资源环境监测评估、重大灾害事件监测预警、应对国家安全与全球变化等领域的服务。

关键词：全球化资源环境高精度监测动态监测云平台

基于遥感与作物模型的土壤速效养分时空变异分析

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中国农业科学 2019年第3期52卷 478-490页

作者：方慧婷蒙继华程志强中国科学院遥感与数字地球研究所数字地球重点实验室中国科学院大学

【目的】研究在均衡施肥模式下,双山农场2012—2016年间土壤速效养分的时空变异特征,分析施肥管理、轮作模式等人为因素和气象、地形等自然因素对速效养分变化的影响,该研究成果可为土壤速效养分管理和作物变量施肥提供参考依据。【方... 详细信息

【目的】研究在均衡施肥模式下,双山农场2012—2016年间土壤速效养分的时空变异特征,分析施肥管理、轮作模式等人为因素和气象、地形等自然因素对速效养分变化的影响,该研究成果可为土壤速效养分管理和作物变量施肥提供参考依据。【方法】以双山基地农场为例,通过时间序列HJ-1 CCD遥感数据和作物模型WOFOST反演得到土壤速效养分。基于以上土壤速效养分数据在不同时间尺度(年际间和生长季内)和不同空间尺度(农场尺度和田块尺度)上的速效养分时空变异分析。利用土壤速效养分分级图来定性分析养分在5年内的空间变异特征;选取相应的统计参量对土壤速效养分的平均含量和变异性进行定量分析;利用线性回归来分析速效养分的变化量与初始含量的关系;以及养分变化曲线图分析速效养分的时间变化特征。【结果】在均衡的农田施肥管理模式下,2012—2016年农场的土壤速效氮(AN)、速效磷(AP)和速效钾(AK)含量平均值变化不大,速效养分高值和低值都在向中间值靠拢,分别集中于280—360 mg·kg-1、38—42 mg·kg-1和160—200 mg·kg-1,该部分面积比例分别增加18.5%、23.1%和23.8%,养分含量整体呈现均一化特征。AN、AP和AK的变异系数分别从2012年的0.314、0.112和0.257变为2016年的0.131、0.034和0.098,速效养分分布的空间差异性在减弱。AN,AP变化量均与初始值呈现极显著的负相关,R 2分别为0.839和0.882,AK的R 2为0.569,其相关性较弱与土壤中的速效钾本身不稳定有关。通过相邻地块的养分变化分析可知,田块尺度上的土壤速效养分也表现出明显的均一化特征,轮作模式是影响田块间养分变化差异的主要因素,对于轮作模式完全相反的#1和#2田块,人工施肥决定了田块内养分变化的总体趋势,对于豆科作物,固氮作用对土壤速效氮的含量变化作用明显。温度升高在一定程度上会促进作物对养分的吸收,但这种影响不足以改变养分变化的总体趋势。土壤的淋洗对养分的空间变异起到决定性作用,特别是强度较大的降水。降水对养分空间变异的影响在地形差异较大的区域,表现得更加明显。【结论】农田的施肥管理和作物轮作模式是土壤速效养分变化的主导因素;其次是气候因素,雨水对土地的淋洗会导致土壤速效养分的流失和下降,该作用在地形差异较大的地区更加明显;速效养分的变化量与养分初始含量关系显著;温度的升高会促进土壤速效养分的降低,其影响力小于降水。以上变化规律均可纳入后期速效养分的预测研究中,对这些影响因子赋予不同的权值,进行预测模型的构建。以期对作物年际间和生长季内的速效养分的变化进行实时动态监测。

关键词：土壤速效养分时空变异特征作物模型均衡施肥相关性分析

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雷达遥感六十年：四个阶段的发展

遥感学报 2019年第6期23卷 1023-1035页

作者：郭华东张露中国科学院遥感与数字地球研究所数字地球重点实验室北京100094 中国科学院大学北京100049

雷达遥感问世60年来已经历了4个阶段的发展,其在对地观测中的作用正日益凸显,已经广泛应用于不同领域。4个阶段分别是单波段单极化阶段,多波段多极化阶段,极化和干涉阶段,以及以双/多站或星座、高时序高分宽幅、3维成像为代表的新阶段... 详细信息

雷达遥感问世60年来已经历了4个阶段的发展,其在对地观测中的作用正日益凸显,已经广泛应用于不同领域。4个阶段分别是单波段单极化阶段,多波段多极化阶段,极化和干涉阶段,以及以双/多站或星座、高时序高分宽幅、3维成像为代表的新阶段。本文结合作者长期在雷达遥感领域的研究经历,总结和回顾了雷达遥感的阶段发展和具有里程碑式的代表性技术;从观测技术、数据处理和应用角度阐述了新阶段雷达遥感的发展趋势,以及雷达遥感与人工智能和大数据结合的思考;最后着眼未来,介绍了月基雷达对地观测平台的前瞻性研究。

关键词：雷达遥感四阶段发展回顾与展望月基雷达对地观测

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全球农情遥感速报系统20年

遥感学报 2019年第6期23卷 1053-1063页

作者：吴炳方张淼曾红伟闫娜娜张鑫邢强常胜中国科学院遥感与数字地球研究所遥感科学国家重点实验室

面向国家粮食安全的重大战略需求,1998年中国科学院建立了"中国农情遥感速报系统"(CropWatch),持续运行20年后,现已发展成为"全球农情遥感速报系统"(CropWatch)。本文重点论述了2013年建立参与式全球农情遥感监测云平台(CropWatch-Cloud... 详细信息

面向国家粮食安全的重大战略需求,1998年中国科学院建立了"中国农情遥感速报系统"(CropWatch),持续运行20年后,现已发展成为"全球农情遥感速报系统"(CropWatch)。本文重点论述了2013年建立参与式全球农情遥感监测云平台(CropWatch-Cloud)以来,所采用的农情监测体系、可定制的农情监测云平台理念以及CropWatch-Cloud在国内外的应用推广情况,介绍了技术方法与农情信息服务方式的创新与进步带来的国际影响力的提升。系统总结了全球农情遥感速报系统发展的农情监测指标、农情预警能力、作物长势综合监测方法以及众源数据支持的作物面积监测方法,论文进一步阐述了CropWatch未来的发展方向,借助众源地理信息、大数据技术等的发展,打通从地块-村-镇-县-市-省-国家-全球的体系化全链条监测,满足从农户到政府决策部门对农情信息的差异化需求。

关键词：遥感全球农情遥感速报农情监测云平台

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月球轨道器影像摄影测量制图进展及应用

测绘学报 2019年第12期48卷 1562-1574页

作者：邸凯昌刘斌辛鑫岳宗玉叶乐佳中国科学院遥感与数字地球研究所遥感科学国家重点实验室

本文对月球轨道器影像摄影测量制图技术进展、产品及应用进行综述,着重介绍了月球轨道器影像几何模型构建与精化、月球遥感影像与数字高程模型配准、多重覆盖影像择优方法及大区域制图等新技术的进展与应用。结合我国的嫦娥工程任务,阐... 详细信息

本文对月球轨道器影像摄影测量制图技术进展、产品及应用进行综述,着重介绍了月球轨道器影像几何模型构建与精化、月球遥感影像与数字高程模型配准、多重覆盖影像择优方法及大区域制图等新技术的进展与应用。结合我国的嫦娥工程任务,阐述了月球轨道器摄影测量制图在工程及科学研究中的应用。最后对月球轨道器摄影测量制图技术未来的发展进行展望和探讨。

关键词：月球探测月球制图摄影测量轨道器影像

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地表水环境遥感监测关键技术与系统

中国环境监测 2019年第4期35卷 1-9页

作者：张兵李俊生申茜吴艳红张方方王胜蕾中国科学院遥感与数字地球研究所数字地球重点实验室

介绍了地表水环境遥感监测的关键技术与系统及其典型应用,其代表性机理模型和应用示范成果主要来自于中国科学院遥感与数字地球研究所的高光谱遥感团队在最近几年中取得的一些研究进展,主要包括建立了基于改进双峰法的水体分布自动化遥... 详细信息

介绍了地表水环境遥感监测的关键技术与系统及其典型应用,其代表性机理模型和应用示范成果主要来自于中国科学院遥感与数字地球研究所的高光谱遥感团队在最近几年中取得的一些研究进展,主要包括建立了基于改进双峰法的水体分布自动化遥感提取方法,实现了简单、高效和高精度的水体提取;提出了大型湖泊长时序水量估算方法,并以青藏高原湖区为例,重建了典型湖泊面积、水位和水量序列;发展了基于“软分类”的典型内陆水体叶绿素a浓度反演方法,构建了基于生物光学模型的高度浑浊水体悬浮物浓度遥感反演半解析方法,提高了反演方法的区域和季节适用性;构建了基于水色指数的大范围湖库营养状态和透明度遥感监测方法,实现了全球大型湖库营养状态遥感监测,以及全国大型湖库透明度遥感监测;在此基础上,开发了地表水环境遥感监测系统,提高了水环境遥感监测效率,促进了卫星遥感在水环境监测中的高精度业务化应用。

关键词：水体分布提取水量估算水质参数反演水环境遥感监测系统