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基于冬小麦高光谱图像的天然气微泄漏胁迫区域提取

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光谱学与光谱分析 2024年第3期44卷 770-776页

作者：李辉刘姁升蒋金豹陈绪慧张帅唐珂赵新伟杜兴强玉龙飞雪中国四维测绘技术有限公司北京100086 鄂尔多斯应用技术学院内蒙古鄂尔多斯017000 中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083 生态环境部卫星环境应用中心北京100094 中国资源卫星应用中心北京100094

天然气在能源结构中逐渐占据重要地位。由于天然气管道和储气库常年埋藏于地下,无氧腐蚀、自然灾害、注入井和管道口松懈等因素会导致气体发生泄漏。在地下储存天然气大规模泄漏之前确定泄漏点的位置并做出早期判断和预警十分必要。以... 详细信息

天然气在能源结构中逐渐占据重要地位。由于天然气管道和储气库常年埋藏于地下,无氧腐蚀、自然灾害、注入井和管道口松懈等因素会导致气体发生泄漏。在地下储存天然气大规模泄漏之前确定泄漏点的位置并做出早期判断和预警十分必要。以冬小麦为研究对象,采集4期高光谱图像数据,融合其图像、空间、时相特征,探寻天然气胁迫下冬小麦胁迫范围半径和时长之间的关系,并间接探测天然气微泄露点。一方面对连续统去除后的冬小麦高光谱图像数据进行连续小波变换并利用CWT_(mexh)指数[CWT_(mexh)=CW_(770)^(2)/(1-CW_(487))×CW_(550)]对高光谱胁迫组图像进行微泄露点信息提取,另一方面提取高光谱图像数据的PCA特征,基于SVM分类器提取天然气胁迫区域。最后将天然气微泄露识别结果进行数学形态学分析,并利用最小二乘对胁迫区域进行圆曲线拟合,探索天然气泄漏胁迫半径与胁迫天数的关系。结果表明:(1)CWT_(mexh)指数应用到成像高光谱数据表现出较好的识别性能;(2)SVM分类器可基于光谱差异性特征识别冬小麦胁迫区域,分类精度较好,最大分类精度可以达到99.25%,Kappa系数为0.97,且识别精度随天然气胁迫持续而增加;(3)冬小麦受胁迫区域半径和通气天数呈现强烈的线性相关。因此,结果表明,在冠层尺度和低空尺度通过高光谱遥感监测地表植被间接识别天然气微泄漏点具有可行性,可以预测地下天然气微泄漏随着时间变化引起的胁迫区域变化。该工作为星载高光谱遥感监测地下储存天然气泄漏点提供科学依据,为以后的工程应用提供技术支持。

关键词：天然气微泄漏冬小麦高光谱图像空间特征

下凹和上凸型海洋内孤立波对遥控潜航器的作用力研究

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海洋科学进展 2024年第2期42卷 412-424页

作者：赵洁查国震宋新改宋新新彭红春江苏海洋大学海洋技术与测绘学院江苏连云港222005 国家卫星海洋应用中心北京100081

遥控潜航器在海洋环境勘测、钻井支持和水下救援等领域得到了广泛应用。遥控潜航器在陆架和陆坡处工作时很容易遭遇海洋内孤立波(Internal Solitary Waves, ISWs)。海洋内孤立波在传播过程中会诱发水平向和垂向流,从而对正在下放、回收... 详细信息

遥控潜航器在海洋环境勘测、钻井支持和水下救援等领域得到了广泛应用。遥控潜航器在陆架和陆坡处工作时很容易遭遇海洋内孤立波(Internal Solitary Waves, ISWs)。海洋内孤立波在传播过程中会诱发水平向和垂向流,从而对正在下放、回收和作业状态的遥控潜航器施加作用力。本文分别利用连续分层e KdV和KdV方程估算2个振幅相近的下凹和上凸型海洋内孤立的流速场,进而利用莫里森公式(Morison’s equation)估算这2个海洋内孤立波对1个遥控潜航器的作用力,比较遥控潜航器在不同类型海洋内孤立波流场中的受力差别。研究表明:下凹和上凸型海洋内孤立波均会对遥控潜航器施加较强的水平向力,且不同类型海洋内孤立波在相同深度上对遥控潜航器施加的水平向力的方向不同;对下凹型海洋内孤立波,遥控潜航器在上、下层所受水平向力的大小相差不大;对上凸型海洋内孤立波,遥控潜航器在下层所受水平向力是上层所受的水平向力的2倍;2种类型海洋内孤立波对潜航器施加的垂向力都较弱。

关键词：内孤立波遥控潜航器上凸型下凹型作用力

星载激光雷达估测森林结构参数研究现状分析与展望

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农业机械学报 2024年第6期55卷 18-33页

作者：黄佳鹏李国元刘诏辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院阜新123000 自然资源部国土卫星遥感应用中心北京100048

星载激光雷达系统可以覆盖机载系统难以到达的偏远地区,从机理上克服光学影像及合成孔径雷达测量的技术缺陷,为快速准确地获取林下地形、树高、生物量等森林结构参数提供了可靠的数据源。对现有的星载激光雷达技术观测体系进行综述,讨... 详细信息

星载激光雷达系统可以覆盖机载系统难以到达的偏远地区,从机理上克服光学影像及合成孔径雷达测量的技术缺陷,为快速准确地获取林下地形、树高、生物量等森林结构参数提供了可靠的数据源。对现有的星载激光雷达技术观测体系进行综述,讨论了星载激光雷达数据估测多尺度森林结构参数的适用性,定量化分析现有星载激光雷达研究成果及存在的优缺点。最后,总结当前存在的问题,对星载激光雷达技术未来的前景和发展方向进行了展望。建议后续研究可进一步加大对反演不同森林结构参数、产品体系及标准规范、林业应用精度评价、林业用激光雷达参数设计等方面的深入研究。

关键词：森林结构参数星载激光雷达多尺度多源数据

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多源遥感卫星地面调度系统设计与实现

航天器工程 2024年第2期33卷 21-26页

作者：王冠珠万伟张棋帅钟慧敏王启为黄涛白晨中国资源卫星应用中心北京100830 中国四维测绘技术有限公司北京100830

针对卫星地面调度处理系统进行研究与设计,着重关注工作流、线程池和Redis缓存等关键技术。首先,对工作流的分析和建模以提高系统任务的执行效率和资源利用率。其次,引入线程池技术来管理和调度系统中的线程资源,实现任务的并发执行和... 详细信息

针对卫星地面调度处理系统进行研究与设计,着重关注工作流、线程池和Redis缓存等关键技术。首先,对工作流的分析和建模以提高系统任务的执行效率和资源利用率。其次,引入线程池技术来管理和调度系统中的线程资源,实现任务的并发执行和负载均衡,提高系统的吞吐量和响应速度。最后,利用Redis缓存作为系统的缓存和Kafka消息队列,优化数据存取和通信效率,提供更高的性能和可靠性。整体通过SpringBoot框架进行实验和性能评估,验证了该系统在任务处理能力、资源利用率和数据访问效率等方面的优势。本研究对于提高卫星地面调度处理系统的效率和性能具有一定的实践意义和推广价值。

关键词：工作流并发编程缓存机制任务调度卫星地面系统

敦煌戈壁地表反射率光谱的旋翼无人机测量及定标评估

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光谱学与光谱分析 2024年第5期44卷 1439-1448页

作者：张勇徐寒列张立军李元孙凌覃丹宇戎志国胡秀清陆其峰卢乃锰中国气象局中国遥感卫星辐射测量和定标重点开放实验室/国家卫星气象中心(国家空间天气监测预警中心) 北京100081 许健民气象卫星创新中心北京100081 中国气象局气象卫星工程管理办公室北京100081 中国气象局地球系统数值预报中心北京100081

利用敦煌中国遥感卫星辐射校正场的星地同步观测试验,实现对我国在轨气象、海洋、陆地资源、环境减灾、测绘地震、高分、军事等系列卫星光学成像载荷太阳反射波段的绝对辐射定标,是目前的重要手段之一。然而,中国遥感卫星辐射校正场传... 详细信息

利用敦煌中国遥感卫星辐射校正场的星地同步观测试验,实现对我国在轨气象、海洋、陆地资源、环境减灾、测绘地震、高分、军事等系列卫星光学成像载荷太阳反射波段的绝对辐射定标,是目前的重要手段之一。然而,中国遥感卫星辐射校正场传统的地表反射率光谱星地同步测量方法是基于汽车跑场观测,不仅耗费较大的人力物力、容易造成场地破坏,而且获取的测量数据缺乏区域代表性。鉴于此,自2016年起,在敦煌星地同步观测试验中以旋翼无人机低空同步测量为主,跑场测量为辅,完成从航线设计、航高选择、仪器参数配置、采样策略、航空数据处理的全链路摸底测试。多次飞行试验表明,采用多旋翼无人机低空飞行来代替汽车跑场同步测量,不仅提高了地表反射特性测量的空间一致性和代表性,还提高了地表反射率光谱的测量效率,也对宝贵的中国遥感卫星辐射校正场敦煌戈壁场区地表进行了有效保护,极大的节约了人力物力成本。通过传统跑场测量和航飞测量的地表反射率光谱数据对比分析,发现多次测量数据的均值一致性较好,并且航飞测量的数据标准差更小。利用TERRA MODIS的同步观测来对无人机测量数据开展辐射定标评估,结果表明航飞数据的相对偏差均在5%以内,可以代替跑场数据完成定标,精度满足要求。随着无人机性能的进一步优化和提高,在不久的将来必将得到更加广泛和深入的应用,在外场定标试验领域也将发挥更大更重要的作用。

关键词：中国遥感卫星辐射校正场无人机地表反射率在轨绝对辐射定标星地同步观测敦煌戈壁

南极和格陵兰岛GPS连续台站背景噪声时空特性

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地球物理学报 2024年第1期67卷 63-76页

作者：潘元进张小红吴奇文焦佳爽丁浩沈嗣钧武汉大学测绘学院武汉430079 湖北珞珈实验室武汉430079 武汉大学中国南极测绘研究中心武汉430079 大地测量与地球动力学国家重点实验室武汉430077

基于GPS观测数据获取的陆地垂向运动对研究现今两极区域的冰川质量变化具有重要的科学意义.受地表环境负荷对GPS时间序列中背景噪声空间异质性的影响,在利用GPS时间序列获取垂向速度场时,估计结果存在较大不确定度.本文针对南极和格陵... 详细信息

基于GPS观测数据获取的陆地垂向运动对研究现今两极区域的冰川质量变化具有重要的科学意义.受地表环境负荷对GPS时间序列中背景噪声空间异质性的影响,在利用GPS时间序列获取垂向速度场时,估计结果存在较大不确定度.本文针对南极和格陵兰岛区域的GPS连续观测时间序列中背景噪声的空间特性对速度场及其不确定度的影响问题,利用地表环境负荷模型(包括大气、非潮汐海洋和水文负荷)和重力卫星GRACE/GRACE-FO观测数据反演的地表弹性形变对GPS时间序列进行了改正.通过对改正前后的数据进行背景噪声特性分析,揭示出修正环境负荷形变能够有效降低极区GPS时间序列背景噪声幅度,但是大气和非潮汐海洋负荷改正造成了大多数台站背景噪声谱指数的减小,南极和格陵兰岛分别约为其GPS台站总数的46.1%和84.6%,直接导致了对GPS速度不确定度估计的改善效果不明显.对背景噪声空间异质性的研究结果表明,极区台站的背景噪声参数主要表现为随纬度变化的空间特性.

关键词： GPS GRACE/GRACE-FO 环境负荷 GPS背景噪声

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近年来南极磷虾捕捞活动的时空变化特征分析

极地研究 2024年

作者：凌家俊艾松涛丁曦张汝诚曾韬国家卫星海洋应用中心武汉大学中国南极测绘研究中心武汉大学极地环境监测与公共治理教育部重点实验室湖北珞珈实验室

南极磷虾资源量巨大且营养价值丰富，已越来越受到世界各国的重视。本文基于国产海洋卫星获取的船舶自动识别系统(Automatic Identification System， AIS)数据，采用地理信息系统(Geographic Information System， GIS)工具软件综合... 详细信息

南极磷虾资源量巨大且营养价值丰富，已越来越受到世界各国的重视。本文基于国产海洋卫星获取的船舶自动识别系统(Automatic Identification System， AIS)数据，采用地理信息系统(Geographic Information System， GIS)工具软件综合分析了近年来(2019—2021年)南极磷虾渔船捕捞活动的时空分布变化特征，同时探索了国产海洋卫星AIS数据用于南极渔业监测的方法。研究结果表明: (1)南极磷虾的捕捞区域主要集中在48.1， 48.2和48.3三个分区内，呈现“西南—东北”方向上分布的空间特征; (2)南极磷虾捕捞的热门时间段仍为每年的3—6月， 48.1， 48.2和48.3分区均为传统上的磷虾作业渔场，其中48.2分区内磷虾渔场呈现扩张的趋势，而48.3分区内捕捞热点区域分布较少且随年份出现震荡变化; (3)本研究同时表明了国产海洋卫星AIS数据可以有效地应用于南极磷虾捕捞活动的时空变化研究，可为南极海洋生物资源监测、保护和可持续利用提供重要的数据支持。

关键词：南极磷虾 AIS数据 GIS 磷虾捕捞时空变化

普适型GNSS双频数据的周跳探测与修复方法

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大地测量与地球动力学 2024年

作者：刘宁刘世焕吴小利浦彦彦长安大学地质工程与测绘学院中交一公局厦门检测技术有限公司自然资源陕西省卫星应用技术中心

通过分析宽巷相位减窄巷伪距和无几何距离组合周跳探测方法存在的问题，提出一种考虑GNSS卫星高度角因子且适用于普适型GNSS观测数据的周跳探测方法，在探测出周跳发生的历元位置后，利用基于空间搜索和目标函数最小准则的方法进行周跳... 详细信息

通过分析宽巷相位减窄巷伪距和无几何距离组合周跳探测方法存在的问题，提出一种考虑GNSS卫星高度角因子且适用于普适型GNSS观测数据的周跳探测方法，在探测出周跳发生的历元位置后，利用基于空间搜索和目标函数最小准则的方法进行周跳修复，并选取安置在甘肃临夏公路旁一滑坡隐患处的普适型GNSS接收机所观测的不同高度角卫星数据对提出的周跳处理方法进行验证。结果表明，该周跳探测与修复方法能实现不同高度角卫星载波相位数据中周跳的准确探测与修复，并减弱GNSS数据观测误差对周跳检验量的影响，在普适型GNSS观测数据的周跳探测与修复中具有可行性。

关键词：普适型GNSS 周跳卫星高度角历元间差分目标函数

星载激光雷达估测森林结构参数研究现状与发展分析

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农业机械学报 2024年

作者：黄佳鹏李国元刘诏辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院自然资源部国土卫星遥感应用中心

星载激光雷达系统可以覆盖机载系统难以到达的偏远地区，从机理上克服光学影像及合成孔径雷达测量的技术缺陷，为快速准确地获取林下地形、树高、生物量等森林结构参数提供了可靠的数据源。综述了现有的星载激光雷达技术观测体系，讨论... 详细信息

星载激光雷达系统可以覆盖机载系统难以到达的偏远地区，从机理上克服光学影像及合成孔径雷达测量的技术缺陷，为快速准确地获取林下地形、树高、生物量等森林结构参数提供了可靠的数据源。综述了现有的星载激光雷达技术观测体系，讨论了星载激光雷达数据估测多尺度森林结构参数的适用性，定量化分析现有星载激光雷达研究成果及存在的优缺点。最后，总结当前存在的问题，对星载激光雷达技术未来的前景和发展方向进行了展望。文章建议后续研究可进一步加深针对反演不同森林结构参数、产品体系及标准规范、林业应用精度评价、林业用激光雷达参数设计等方面的深入研究。

关键词：森林结构参数星载激光雷达多尺度多源数据