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生态学杂志 2001年第4期 69-69页

作者：曹宇中国科学院沈阳应用生态研究所

基于MODIS日地表反射率产品的长时序日分辨率EVI重建方法

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遥感学报 2024年第4期28卷 969-980页

作者：王宁田家田庆久南京大学国际地球系统科学研究所南京210023 江苏省地理信息技术重点实验室南京210023 北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院北京100191

增强型植被指数EVI(Enhanced Vegetation Index)综合处理了源于大气、土壤、饱和的问题,比归一化植被指数NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)能更好地与植被的生物量、叶面积指数和光合有效辐射分量等建立有效的相关关系。针... 详细信息

增强型植被指数EVI(Enhanced Vegetation Index)综合处理了源于大气、土壤、饱和的问题,比归一化植被指数NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)能更好地与植被的生物量、叶面积指数和光合有效辐射分量等建立有效的相关关系。针对EVI产品时间分辨率较低以及受到云覆盖等影响导致大量像元缺失问题,本文基于MODIS日地表反射率产品,提出一种MVC(Maximum-Value Composite)与HANTS(Harmonic Analysis of Time Series)算法相结合的日分辨率EVI重建方法,以黄淮海平原为研究区重建了2021年日分辨率EVI时间序列数据。结果表明,提出的EVI重建算法可用于大面积长时序日分辨率EVI时间序列数据的重建,重建结果纹理丰富,填补了原EVI大量的缺失像元,同时可去除原EVI数据的噪声,且符合各类地物EVI时序曲线的变化规律。此外,在与S-G滤波方法的对比分析中,经HANTS算法重建后的EVI在空间分布合理性以及保真性等方面均优于前者,其重建EVI与优质EVI像元之间的年均R2与RMSE分别为0.94和0.024,优于S-G方法的0.73和0.093。提出的日分辨率EVI重建方法为生成高时间分辨率EVI提供了新思路和技术途径。

关键词： MODIS 植被指数 EVI MVC HANTS 日分辨率黄淮海平原

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自注意力映射超时相遥感图像超分辨率重建

遥感学报 2024年第6期28卷 1551-1559页

作者：唐晓天杨雪李峰马骏梁亮中国空间技术研究院钱学森空间技术实验室北京100094 河南大学软件学院开封475004 南京大学国际地球系统科学研究所南京210023 清华大学电子工程系北京100084

针对视频卫星超时相数据高时间分辨率的特点,单帧超分辨率重建算法无法充分利用其时空信息,提出一种基于自注意力的超时相遥感图像超分辨率重建模型。对超时相序列帧先依据帧速率划分为多个时间组,利用3D卷积对空间及时间同时建模的特... 详细信息

针对视频卫星超时相数据高时间分辨率的特点,单帧超分辨率重建算法无法充分利用其时空信息,提出一种基于自注意力的超时相遥感图像超分辨率重建模型。对超时相序列帧先依据帧速率划分为多个时间组,利用3D卷积对空间及时间同时建模的特点提取不同时间组下的时空信息,之后通过改进的广泛自注意力残差块增加注意力计算范围并完成高动态映射,在完成超时相序列帧建模的同时提取其丰富的空间细节信息,最后将多个时间组的特征融合,通过亚像素卷积提升分辨率并完成重建。所提算法的优点在于,对超时相数据的多时间组处理充分利用了其丰富的时空信息,改进的自注意力块可在无配准情况下完成序列帧的建模并提高空间细节信息的提取能力。在高分四号数据上的实验表明,本文算法的主观视觉效果及客观评价指标均优于对比算法,在高分四号数据两倍上采样重建时,较双三次插值算法在PSNR值上提升了2.49 dB以上,且在4倍重建时依然有很强的重建性能,较双三次插值算法有巨大提升。实验结果表明,该方法拥有较好的超分辨率重建效果,有利于超时相数据在各领域的应用。

关键词：遥感超时相数据超分辨率重建深度学习多时间组融合特征广泛自注意力高分四号

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砷矿物演化与矿物生态初探

矿物岩石地球化学通报 2024年第2期43卷 418-427页

作者：唐鸣昊滕辉陆现彩王汝成朱翔宇天津大学地球系统科学学院天津300072 南京大学地球科学与工程学院南京210023

矿物是行星演化重要的记录者。地球演化过程中一系列重大的地质事件都是通过研究矿物所记载的相关信息得到证实的。砷(As)是对生命最危险的有毒元素之一,也是指示地球化学环境演变过程的灵敏元素,目前发现的砷矿物超过760种。本文基于... 详细信息

矿物是行星演化重要的记录者。地球演化过程中一系列重大的地质事件都是通过研究矿物所记载的相关信息得到证实的。砷(As)是对生命最危险的有毒元素之一,也是指示地球化学环境演变过程的灵敏元素,目前发现的砷矿物超过760种。本文基于“矿物演化”和“矿物生态学”的概念,研究砷矿物多样性,分析其深时演化过程。结果发现,随着地质历史的演进,砷矿物多样性呈现幕式增长特点,其增长期与超大陆碰撞期以及大氧化期相对应。这主要和超大陆碰撞期热液和风化活动增强促进As的迁移转化,以及大氧化期As从还原态向成矿及迁移能力更强的氧化态转变有关。另外,根据现有砷矿物产地-砷矿物种类数据,基于泊松-对数正态分布LNRE(大量罕见事件)模型,预测地壳中至少存在1958种砷矿物,其中263种出现的概率超过95%,其形成主要受“决定性因素”控制;而大部分砷矿物出现概率较小,其中184种出现的概率甚至低于0.1%,形成主要受“偶然性因素”控制。

关键词：砷砷矿物矿物演化矿物生态学矿物多样性

中国主要省会城市地表与冠层热岛日内逐时变化特征差异研究

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遥感学报 2024年第8期28卷 1885-1898页

作者：苏博阳占文凤杜惠琳江斯达王晨光董攀王春丽刘紫涵南京大学国际地球系统科学研究所江苏省地理信息技术重点实验室南京210023 江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心南京210023 安徽大学人工智能学院合肥230601

探究城市地表热岛和冠层热岛日内逐时变化特征的差异有助于更好地理解城市热环境在精细时间尺度的垂向空间多层次演变规律。然而,由于城市内部近地表空气温度观测站点分布较为稀疏,并且极轨卫星提供的中高空间分辨率遥感地表温度数据局... 详细信息

探究城市地表热岛和冠层热岛日内逐时变化特征的差异有助于更好地理解城市热环境在精细时间尺度的垂向空间多层次演变规律。然而,由于城市内部近地表空气温度观测站点分布较为稀疏,并且极轨卫星提供的中高空间分辨率遥感地表温度数据局限于日内特定时刻,这使得已有研究往往聚焦于单个或少数几个城市,从而导致不同气候背景下城市地表与冠层热岛日内逐时变化特征差异尚不明晰。本研究以中国27个省会城市为研究区,基于地表温度日循环模型对2017年—2019年MODIS地表温度产品模拟得到逐时地表温度,利用1544个高密度气象站点的气温资料获取逐时空气温度,探究地表与冠层热岛强度差值(ΔUHI)的逐时变化曲线的形态特征(含ΔUHI最大值和ΔUHI最小值及对应时刻、ΔUHI>0℃的持续时长等)。结果表明:(1)就中国这27个城市平均而言,ΔUHI日内变化曲线整体呈“山峰”形态,且ΔUHI在日内24个时刻均为正值。具体而言,ΔUHI从08:00开始迅速增大,并于16:00前后达到最大值(1.7℃),之后逐渐开始下降,其中在日落时刻下降速率最大,并于凌晨02:00达到最小值(0.1℃),之后基本保持稳定;(2)就不同气候区而言,从南亚热带到中温带,随着城市所属气候区纬度的升高,ΔUHI最大值和最小值逐渐减小,其对应的日内时刻逐渐推迟,且ΔUHI>0℃的持续时长也逐渐减小;(3)就不同规模城市而言,随着城市规模的增加,ΔUHI最大值呈现不断减小的趋势,其达到最大值的日内时刻逐渐提前,且ΔUHI>0℃的持续时长逐渐增加。本研究明晰了较大地理空间范围下不同气候背景城市的2种热岛逐时变化特征差异,有助于增进对精细时间尺度下城市热岛垂向空间特征的深入认知。

关键词：地表热岛冠层热岛日内逐时变化气候区城市规模热红外遥感

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中国碳收支估算的不确定性

科学通报 2024年第19期69卷 2710-2714页

作者：陈镜明缪国芳居为民江飞吴谋松张永光福建师范大学地理科学学院福州350007 Department of Geography and Planning University of TorontoToronto M5S 3G3Canada 南京大学国际地球系统科学研究所南京210046

为实现中国的“双碳”目标,我们亟待厘清中国碳收支的历史变化和现状,以确定高效的减排增汇路径.通过全面收集和整理中国碳排放的多种数据集以及利用两个生态系统模型计算中国陆地碳汇,Xia等人[1]较为系统地总结和分析了1980~2021年中... 详细信息

为实现中国的“双碳”目标,我们亟待厘清中国碳收支的历史变化和现状,以确定高效的减排增汇路径.通过全面收集和整理中国碳排放的多种数据集以及利用两个生态系统模型计算中国陆地碳汇,Xia等人[1]较为系统地总结和分析了1980~2021年中国和各省份的碳收支状况,为实现“双碳”目标提供了重要的基础数据.在省份(省、自治区和直辖市)尺度上,综合分析碳收支状况有助于明晰中国碳平衡的现状及其不确定性.

关键词：生态系统模型碳收支基础数据碳平衡不确定性减排增汇陆地碳汇中国碳排放

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方解石热释光定年技术的发展历史与展望

地震地质 2024年第3期46卷 699-722页

作者：秦可心胡贵明刘静沈续文高云鹏王文鑫温欣语蒋帅宇天津大学地球系统科学学院表层地球系统科学研究院天津300072 中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室北京100029

矿物晶体中累积的释光信号与其暴露在辐射环境中的时间相关,可用于测定沉积物年代。近年来,依托石英和长石2种矿物释光信号的测年方法日臻成熟,但这2种矿物的释光信号过早饱和,限制了其测年上限(通常<300ka)。前人研究表明,方解石亦有... 详细信息

矿物晶体中累积的释光信号与其暴露在辐射环境中的时间相关,可用于测定沉积物年代。近年来,依托石英和长石2种矿物释光信号的测年方法日臻成熟,但这2种矿物的释光信号过早饱和,限制了其测年上限(通常研究表明,方解石亦有可能成为热释光测年材料,因为其热释光信号对剂量响应的灵敏度高,且特征饱和剂量约可达3000~5000Gy,有望将释光测年范围扩展至第四纪尺度。特别地,这一技术的发展也将拓展目前仅限于剥露速率极高地区的释光低温热年代学的应用范围,使其更好地贡献于地貌演化和构造活动的研究。文中对方解石热释光的基本原理和测年流程进行了简要概括,总结了方解石热释光测年应用及动力学参数的研究成果。此外,利用方解石热释光技术对虎跳峡段的基岩样品进行了测试,结果表明,ITL-235℃释光信号可用于该地区剥露历史的恢复工作。同时,文中基于上述内容讨论了方解石热释光技术的应用潜力和待解决问题,以期为该技术在构造地貌领域的应用提供帮助。

关键词：方解石热释光低温热年代学虎跳峡

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高维同位素信号阐明大气硫循环机制

矿物岩石地球化学通报 2024年第4期43卷 875-882页

作者：服部祥平洪一航孙翔南京大学国际同位素效应研究中心南京210023 南京大学地球科学与工程学院南京210023

大气中硫酸盐(SO42–)气溶胶的形成是大气硫循环的重要组成部分。然而,目前关于SO42–的化学反应生成机制仍不甚清晰。SO42–的稳定同位素信号是追踪其来源和大气氧化反应机制的有效方法。本文对叁氧肆硫同位素解析大气SO42–的研究进... 详细信息

大气中硫酸盐(SO42–)气溶胶的形成是大气硫循环的重要组成部分。然而,目前关于SO42–的化学反应生成机制仍不甚清晰。SO42–的稳定同位素信号是追踪其来源和大气氧化反应机制的有效方法。本文对叁氧肆硫同位素解析大气SO42–的研究进展进行了梳理。SO42–的氧同位素非质量依赖分馏(Mass-independent Fractionation,MIF)信号(Δ17O)是分析SO42–气溶胶生成机制(即氧的来源)的有效手段,就冰芯和大气气溶胶等样品与三维大气化学传输模式的Δ17O值对比,讨论了大气硫循环过程。此外,本文还详细介绍了如何使用叁氧肆硫同位素解析大气硫酸盐气溶胶的生成和形成机制,讨论了其他大气硫循环的同位素测定的研究实例。最后对高维同位素解析大气硫循环机制的未来研究方向进行了展望。

关键词：同位素体大气硫循环气溶胶叁氧同位素肆硫同位素

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宁绍平原中全新世火历史与影响因素研究

第四纪研究 2024年第1期44卷 84-99页

作者：周锦清马春梅刘泽雨王冰翎李珍黄振辉胡竹君周斌杨青王永磊孙国平郑洪波南京大学地理与海洋科学学院江苏南京210023 南京师范大学地理科学学院江苏南京210023 南京大学地球科学与工程学院表生地球化学教育部重点实验室江苏南京210023 云南大学地球系统科学研究中心云南昆明650504 浙江省考古研究所浙江杭州310014

宁绍平原是研究全新世火事件、气候环境以及人类活动之间复杂关系的理想场所。本研究选取宁绍平原田螺山遗址(30°01′20″N,121°22′38″E)和井头山遗址(30°01′28.45″N,121°21′40.69″E)两钻孔(长度分别为18.17 m和19.8 m)进行... 详细信息

宁绍平原是研究全新世火事件、气候环境以及人类活动之间复杂关系的理想场所。本研究选取宁绍平原田螺山遗址(30°01′20″N,121°22′38″E)和井头山遗址(30°01′28.45″N,121°21′40.69″E)两钻孔(长度分别为18.17 m和19.8 m)进行炭屑分析,并结合孢粉记录,旨在研究宁绍平原中全新世(9000~5700 cal.a B.P.)火历史、气候环境变化与人类活动的变化规律。结果表明:1)2个钻孔炭屑浓度在早中全新世都很低,田螺山钻孔100μm(粗粒)这3种粒径的炭屑浓度均为钻孔最低值,反映当时火事件发生频率低;此时正值全新世大暖期,亚洲夏季风强劲,降水丰沛,孢粉记录也显示此时的植被类型为亚热带阔叶林,温暖湿润的气候不利于火事件发生。2)随着研究区水文环境的稳定,人类被丰富的资源吸引前来定居,人类活动的加强可能导致火事件频发,炭屑浓度升高。7900 cal.a B.P.左右,随着海平面上升速度减缓,人类先民选择井头山区域定居,并开始了早期稻作农业的尝试,炭屑浓度随着人类在此定居出现了高值。在7000 cal.a B.P.之后,研究区淡水湿地广泛分布,河姆渡文化兴起,炭屑浓度再次上升。田螺山钻孔炭屑浓度在6300 cal.a B.P.左右出现最大值,但此时研究区环境尚未稳定,仍会受到海水影响,7000~6000 cal.a B.P.期间田螺山钻孔炭屑浓度多次出现低值都与海水入侵有关;5900 cal.a B.P.之后研究区完全成陆,稻作农业也开始了蓬勃发展,炭屑浓度也出现了明显上升。本研究探讨了中全新世宁绍平原火事件、气候环境以及人类活动之间的相互关系,揭示了气候与人类活动对该区域火事件的影响,为该区域的相关研究提供了一个新的视角。

关键词：炭屑火历史宁绍平原人类活动环境变化中全新世

MODIS对低聚集度近海绿潮的监测效能分析

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遥感技术与应用 2024年第4期39卷 952-960页

作者：杨柳汪明秀朱小波唐君刘建强丁静邢前国李满春陆应诚南京大学国际地球系统科学研究所江苏南京210023 国家卫星海洋应用中心自然资源部北京100081 中国科学院烟台海岸带研究所海岸带环境过程重点实验室山东烟台264003

海面漂浮绿潮受风场和流场等的影响,具有较强的漂移特征,开展不同光学数据间的对比分析具有一定的挑战。本研究遍历中国黄海2015~2021年Sentinel-2 MSI和MODIS影像数据对,筛选出2组准同步数据对,其观测时间间隔小于10 min,绿潮漂移偏差... 详细信息

海面漂浮绿潮受风场和流场等的影响,具有较强的漂移特征,开展不同光学数据间的对比分析具有一定的挑战。本研究遍历中国黄海2015~2021年Sentinel-2 MSI和MODIS影像数据对,筛选出2组准同步数据对,其观测时间间隔小于10 min,绿潮漂移偏差不超过1个MODIS像元。以10 m空间分辨率MSI数据的绿潮监测结果为真值,模拟25×25像元范围内(对应1个MODIS像元)的“含藻像元占比”(Alga-containing Pixel Ratio,APR)作为绿潮聚集参数,从而对准同步250 m空间分辨率MODIS数据的绿潮探测效能进行了评估。结果表明:当对应APR>13%时,大部分绿潮能被MODIS探测到;而当对应APR<13%时,大部分绿潮难以被MODIS探测到,这些不能被MODIS监测到的绿潮斑块分布分散,不易聚集,特别是分布于江苏近海海域。低空间分辨率MODIS数据对绿潮估算的不确定性,主要产生于对绿潮小斑块的监测能力差异;此外,基于高空间分辨率影像开展低聚集度绿潮的精细化监测,为准确了解绿潮生消和辐聚过程提供了参考。

关键词：光学遥感 MODIS MSI 绿潮探测效能