面向三极科学的三维可视化系统应用研究

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作者 吴阿丹 车涛 《冰川冻土》 CSCD 北大核心 2021年第1期274-284,共11页

南极、北极和青藏高原作为地球的"三极"是全球变化的敏感区和研究热点。随着天空地一体化对地观测技术的快速发展,三极时空信息呈现出海量、高时效、多维度的大数据特征。但由于缺乏有效的可视化手段,这些数据很难被非科研人... 南极、北极和青藏高原作为地球的"三极"是全球变化的敏感区和研究热点。随着天空地一体化对地观测技术的快速发展,三极时空信息呈现出海量、高时效、多维度的大数据特征。但由于缺乏有效的可视化手段,这些数据很难被非科研人员理解和认知。如何面向不同人群,快速直观地展示三极最新科学发现所产生的时空数据,已成为数据可视化研究迫切需要解决的问题。基于三极科学数据和成果的特点,设计了一个基于开源框架的三极科学发现展示的原型系统(三极球),重点突破数据分布式存储、数据自动预处理、三维开发引擎、多屏幕互操作,分析结果自动生成等关键技术,并以北极放大效应、三极冰雪冻融对比与关联及三极联动对东亚气候的影响三个典型场景为例,进行三极科学发现的三维场景展示,生动、直观的再现三极科学重大发现,有利于管理决策者与普通大众理解三极生态环境变化以及对我国天气和气候的影响等研究成果,对地学领域相关的信息展示也具有示范作用。 展开更多

关键词 三极 科学发现 三极球 三维可视化 弧形屏幕 球形屏幕

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使用积雪遥感面积数据改善山区春季融雪径流模拟精度 被引量：18

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作者 闫玉娜 车涛 +1 位作者 李弘毅 秦越 《冰川冻土》 CSCD 北大核心 2016年第1期211-221,共11页

随着寒区水文模拟研究的深入,春季融雪径流模拟误差大这一问题越来越明显.针对此问题,以八宝河流域为研究区,利用积雪衰减曲线将MODIS积雪面积比例产品转化为雪水当量,并用其更新分布式水文模型GBHM(Geomorphology-Based Hydrological M... 随着寒区水文模拟研究的深入,春季融雪径流模拟误差大这一问题越来越明显.针对此问题,以八宝河流域为研究区,利用积雪衰减曲线将MODIS积雪面积比例产品转化为雪水当量,并用其更新分布式水文模型GBHM(Geomorphology-Based Hydrological Model)中模拟的雪水当量,达到提高春季融雪径流模拟精度的目的.利用GBHM模型对八宝河流域2005-2007年进行了模型预热,参数率定,同时选择2008年进行模型检验.结果表明:GBHM模型在八宝河流域有较好的径流模拟精度,年均纳什效率系数(NSE)达到0.64.但模型对春季融雪过程的模拟效果较差,通过引入积雪遥感数据,这一问题得到很大改善.加入积雪遥感数据后,2008年3-6月径流模拟精度NSE和相对偏差Bias分别由-1.0、-0.45改进为0.58、0.06,单点雪水当量模拟精度获得提高,流域水量平衡也更加合理. 展开更多

关键词 积雪遥感数据 春季融雪径流 积雪衰减曲线 GBHM模型

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中国积雪地面调查数据集(2017–2020) 被引量：1

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作者 戴礼云 肖林 +1 位作者 王静 车涛 《中国科学数据（中英文网络版）》 CSCD 2022年第3期4-18,共15页

本数据集是基于科技基础资源调查项目“中国积雪特性及分布”的支持,于2017–2020年在中国东北–内蒙古、新疆和青藏高原三个典型积雪区获取的积雪特性地面调查数据。调查的时间跨度为两个完整的积雪季节,调查属性包括:积雪深度、雪水... 本数据集是基于科技基础资源调查项目“中国积雪特性及分布”的支持,于2017–2020年在中国东北–内蒙古、新疆和青藏高原三个典型积雪区获取的积雪特性地面调查数据。调查的时间跨度为两个完整的积雪季节,调查属性包括:积雪深度、雪水当量、积雪密度、积雪温度、雪粒径、pH值、阴阳离子等物理和化学特性。调查数据经过自检、交叉检查等质量控制,保证数据的规范性、合理性和完整性,形成了7个数据集,并撰写了详细的说明文档。本数据是首个覆盖中国典型积雪区、包含完整积雪季节,且观测理化特性最全面的积雪特性数据,可以为我国积雪遥感反演、积雪分类、积雪水资源估算等相关研究提供基础数据。 展开更多

关键词 中国 典型积雪区 积雪特性 地面调查

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黑河流域上游2000–2015年积雪水资源数据集 被引量：2

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作者 牛莉婷 李弘毅 王建 《中国科学数据（中英文网络版）》 CSCD 2022年第3期125-136,共12页

融雪对寒区水资源的贡献已受到越来越多的关注。积雪融水是黑河流域水资源的重要组成部分,研究该流域的积雪融水及其变化对中下游地区工农业生产及生态环境建设具有重要意义。本文基于分布式寒区水文模型,利用气象台站数据、再分析资料... 融雪对寒区水资源的贡献已受到越来越多的关注。积雪融水是黑河流域水资源的重要组成部分,研究该流域的积雪融水及其变化对中下游地区工农业生产及生态环境建设具有重要意义。本文基于分布式寒区水文模型,利用气象台站数据、再分析资料和遥感积雪面积数据等,制作了黑河流域上游2000–2015年的逐日融雪径流深、逐日雪水当量及逐年融雪径流系数数据。通过在不同尺度上验证模型模拟的积雪深度、径流和积雪面积,并对比了应用遥感积雪面积数据前后的水文指标模拟精度,结果表明:本数据集满足精度要求,具有较高的可靠性。共享和利用本数据集有利于进一步开展流域内水文过程、积雪水资源利用和管理、积雪灾害监测及防治等研究。 展开更多

关键词 积雪水资源 融雪径流深 雪水当量 融雪径流系数

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积雪遥感研究中的科学问题 被引量：2

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作者 车涛 《遥感技术与应用》 CSCD 北大核心 2017年第1期I0001-I0002,共2页

积雪是冰冻圈的重要组成部分，是气候变化关键影响因子。积雪变化很敏感，能够及时反映气温、降水等气候因子的影响。积雪参数的及时获取，对于研究春汛、气候变化、水资源管理、积雪灾害等方面具有重要意义。

关键词 积雪变化 科学问题 遥感 气候变化 水资源管理 组成部分 影响因子 气候因子

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黑河遥感试验:回顾与展望 被引量：4

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作者 李新 刘绍民 +8 位作者 柳钦火 肖青 车涛 马明国 晋锐 冉有华 闻建光 徐自为 李增元 《遥感学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第2期224-248,共25页

地球系统科学的基石之一是地球观测系统,许多观测试验甚至成为一个阶段地球系统科学认识和研究方法进步的里程碑。在这些观测试验中,遥感试验始终是核心组成部分。黑河遥感试验是以中国典型内陆河流域——黑河流域为研究区,以流域内山... 地球系统科学的基石之一是地球观测系统,许多观测试验甚至成为一个阶段地球系统科学认识和研究方法进步的里程碑。在这些观测试验中,遥感试验始终是核心组成部分。黑河遥感试验是以中国典型内陆河流域——黑河流域为研究区,以流域内山区冰冻圈、人工绿洲、天然绿洲的生态水文过程为研究对象,于2007年—2017年开展的大规模、多学科卫星—航空—地面综合遥感试验,历经“黑河综合遥感联合试验”和“黑河生态水文遥感试验”两个阶段,由52家单位,670余位科研人员参与,650多个试验数据集全部共享。黑河遥感试验以流域复杂异质性地表研究为特点,在多尺度观测方法创新、定量遥感发展、生态水文应用等方面取得了突破,实现了定量遥感和流域生态水文集成研究的深度结合。论文回顾了黑河遥感试验10年历程,凝练了尺度转换、异质性度量、不确定性定量的多尺度试验三原则,总结了星机地一体化、流域—子流域—足迹—单点多尺度嵌套、传感器网络、通量矩阵多尺度观测新方法,介绍了在多源遥感协同反演方法、异质性辐射传输模型、遥感产品真实性检验技术上的进步。在试验中也研发了降水、积雪、蒸散发、土壤水分、净初级生产力等10多种高分辨率流域尺度生态水文产品,并通过与流域生态水文模型的深度集成,算清了流域水账,揭示了绿洲—荒漠相互作用的完整图景,提出了涡动相关仪能量平衡不闭合的诊断方程。黑河遥感试验结束后,其观测系统转为黑河流域地表过程综合观测网继续运行,并持续孕育观测的新理论、新方法,更好地服务流域科学的探索和实践。 展开更多

关键词 黑河流域 遥感试验 流域观测系统 多尺度观测 航空遥感 定量遥感 尺度转换 遥感产品 真实性检验 流域科学 生态水文

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宁波和舟山双偏振雷达对估测台风降水的对比评估

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作者 汪冬冬 吴福浪 +3 位作者 陈生 沃伟峰 钱燕珍 李云 《水利水电技术（中英文）》 北大核心 2024年第10期38-52,共15页

【目的】为评估双偏振雷达定量降水估测(QPE)产品的区域适用性,【方法】以地面雨量站小时降水数据为基准,利用相关系数(CC)、相对偏差(RB)、均方根误差(RMSE)以及分级评分指标等方法,定量评估宁波、舟山的雷达QPE产品在2019—2022年期间... 【目的】为评估双偏振雷达定量降水估测(QPE)产品的区域适用性,【方法】以地面雨量站小时降水数据为基准,利用相关系数(CC)、相对偏差(RB)、均方根误差(RMSE)以及分级评分指标等方法,定量评估宁波、舟山的雷达QPE产品在2019—2022年期间6次台风(“利奇马”“米娜”“黑格比”“烟花”“灿都”“梅花”)过程的准确度。【结果】结果显示:(1)宁波雷达对“黑格比”、“烟花”、“灿都”期间降水低估严重,RB值最低达到-71.56%,而对“梅花”期间的各个评估指标表现最好。舟山雷达在6个台风期间总体以低估为主,但没有出现类似宁波雷达严重低估的现象。(2)两个雷达QPE产品在台风期间的小时降水表现很好,CC均在0.80以上,RMSE均在1.93 mm以下。(3)随着雨强的增大,两个雷达对台风雨量的估测能力逐渐下降。舟山雷达QPE容易低估4 mm/h以上的降水过程。宁波雷达QPE的水平参差较明显,先高估“利奇马”“米娜”期间4 mm/h以上降水率的降水,然后低估“黑格比”“烟花”“灿都”期间的所有降水过程,但在“梅花”期间的表现基本与实况吻合。【结论】总体上,宁波和舟山雷达基本可以估测出台风期间的雨量分布,但两个雷达QPE产品表现差异较大,宁波雷达QPE产品在台风期间稳定性表现比舟山雷达更差。业务系统的QPE算法在宁波和舟山地区可能需本地化改进。 展开更多

关键词 雷达QPE 定量评估 台风降水 宁波和舟山雷达 降雨 雨强 气候变化 台风

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遥感综合观测与模型集成研究为黑河流域生态环境保护与可持续发展提供科技支撑 被引量：8

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作者 车涛 李弘毅 +6 位作者 晋锐 盖迎春 谭俊磊 张阳 任志国 王旭峰 李新 《中国科学院院刊》 CSSCI CSCD 北大核心 2020年第11期1417-1423,共7页

中国科学院黑河遥感试验研究站(以下简称"黑河遥感站")立足寒旱区内陆河流域,通过星空地一体化的综合观测手段,精细化地观测黑河流域的水文气象要素,在科学上为寒旱区定量遥感、尺度转换、模型集成等方面的研究作出突出贡献,... 中国科学院黑河遥感试验研究站(以下简称"黑河遥感站")立足寒旱区内陆河流域,通过星空地一体化的综合观测手段,精细化地观测黑河流域的水文气象要素,在科学上为寒旱区定量遥感、尺度转换、模型集成等方面的研究作出突出贡献,在服务国家需求上为流域可持续发展、生态环境保护、国家公园建设等提供科技支撑。黑河遥感站构建了我国第一个多要素-多尺度-精细化流域综合观测系统,积累了大量的长期观测数据,为流域综合观测提供了示范;开展了深入的寒旱区定量遥感研究,形成了一系列寒旱区关键特色遥感数据产品,且得到了广泛应用;构建了异质性地表遥感产品真实性检验的理论框架和方法体系,并形成了相关国家标准;在黑河流域生态-水文-社会经济模型,以及流域可持续发展决策支持系统的发展中起到关键支撑作用。总体上,黑河遥感站实现了从传统单站观测向流域综合观测系统的转型,实践和推进了观测-模型-决策一体化研究,是新时代山水林田湖草系统综合监测的典型,也是以流域为单元开展地球表层系统科学研究的示范。 展开更多

关键词 黑河流域 遥感 综合观测 真实性检验 模型集成 生态水文 决策支持 可持续发展

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利用积雪衰减曲线分析山区雪水当量时空分布 被引量：2

9

作者 孙建勇 车涛 +2 位作者 戴礼云 张全成 贾晨曦 《遥感信息》 CSCD 北大核心 2017年第2期121-130,共10页

鉴于近年来关于雪水当量的研究成果大部分基于物理模型进行估算,这些雪水当量数据的空间分辨率较低,且需要大量野外实测的积雪属性数据来作为输入模型的初始变量。在对中小流域雪水当量时空分布特征的估算,特别是地形因子较为复杂的山区... 鉴于近年来关于雪水当量的研究成果大部分基于物理模型进行估算,这些雪水当量数据的空间分辨率较低,且需要大量野外实测的积雪属性数据来作为输入模型的初始变量。在对中小流域雪水当量时空分布特征的估算,特别是地形因子较为复杂的山区,基于物理模型估算雪水当量以及被动微波遥感影像反演的雪水当量都不能满足需求。该文以黑河上游祁连山八宝河流域和冰沟小流域作为研究区域,利用2011年3景小流域ENVISAT-ASAR数据,获得流域积雪面积与雪水当量产品,结合DEM数据,拟合出研究区域的积雪衰减曲线。利用积雪衰减曲线,在祁连山黑河上游八宝河子流域,获取2008年逐日366天MODIS积雪面积比例产品MOD10A1数据,通过估算云下反照率的方法将逐日积雪面积比例产品进行去云处理,结合DEM数据得到像元地形因子,计算八宝河流域每个像元逐日雪水当量值,得到流域2008年雪水当量情况,分析流域内雪水当量分布规律以及流域内雪水当量年内时空变化。 展开更多

关键词 积雪衰减曲线 雪水当量 积雪面积比例 冰冻圈 合成孔径雷达

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基于多尺度特征深度学习的短临降水预报 被引量：4

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作者 陈生 黄启桥 +2 位作者 谭金凯 梁振清 吴翀 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2023年第6期799-806,共8页

雷达回波外推是短临降水预报的一种重要方法。针对雷达回波外推中随着外推时间的增加而出现回波演变信息丢失这一问题,本文提出一种多尺度特征融合的深度学习短临降水预报模型(以下简称为MSF2)。首先,采用多尺度的卷积核对网络的浅层信... 雷达回波外推是短临降水预报的一种重要方法。针对雷达回波外推中随着外推时间的增加而出现回波演变信息丢失这一问题,本文提出一种多尺度特征融合的深度学习短临降水预报模型(以下简称为MSF2)。首先,采用多尺度的卷积核对网络的浅层信息进行特征提取,弥补单一特征检测带来的不足。其次,将不同维度的特征信息进行拼接及通道混洗,进一步增强特征图通道之间的信息流通和信息表达能力。最后,将特征图中的多尺度信息进行融合,从而有效保留不同尺度的特征信息。利用华南雷达回波拼图资料数据,在3种不同降水强度(5 mm/h、10 mm/h和25 mm/h)下进行降水预报研究,并与光流法和ConvLSTM两种主流算法进行了对比。结果显示,在3种不同降水强度条件下,MSF2在所有评价指标(命中率POD、临界成功指数CSI、误报率FAR)中表现最优,这表明引入多尺度机制能改善模型的特征提取能力。相比于目前主流的光流法和ConvLSTM,本文提出的模型对于短临降水预报具有较好的适用性和较高的预报精度,而且实现了业务化运行。 展开更多

关键词 短临预报 深度学习 多尺度特征 光流法 ConvLSTM

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GPM卫星在台风降水过程中的应用评估 被引量：2

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作者 汪冬冬 方艳莹 +2 位作者 钱燕珍 申华羽 陈生 《水利水电技术（中英文）》 北大核心 2023年第10期1-17,共17页

【目的】为了解新一代气象卫星对气象灾害预警的监测水平,【方法】以长三角地区约6 000个地面雨量站数据为基准,利用相关系数(CC)、相对偏差(RB)、均方根误差(RMSE)以及分级评分指标等方法定量评估GPM多源卫星融合产品(V6B)IMERG(E_Cal... 【目的】为了解新一代气象卫星对气象灾害预警的监测水平,【方法】以长三角地区约6 000个地面雨量站数据为基准,利用相关系数(CC)、相对偏差(RB)、均方根误差(RMSE)以及分级评分指标等方法定量评估GPM多源卫星融合产品(V6B)IMERG(E_Cal、L_Cal、F_Cal、F_Uncal)在2015—2021年期间影响长三角地区8个台风(“灿鸿”“温比亚”“云雀”“利奇马”“米娜”“黑格比”“烟花”“灿都”)的降水估测能力。【结果】结果表明:(1)IMERG的4个产品基本可以捕获台风期间的降水分布,它们在长三角地区的平均CC分别为0.70、0.72、0.78、0.73,但容易低估该区域的累积雨量。(2)IMERG在降水中心的雨量估测表现更差,对应的CC分别为0.42、0.44、0.53、0.48。(3)IMERG可监测出长三角和降水中心小时降水的变化趋势,平均CC均达到0.8以上,但它们对短时降水峰值有不同程度的低估和滞后。【结论】IMERG对小于5 mm/h的降水估测能力较好,但随着降水强度(5~20 mm/h)的增加,估测能力逐渐降低,几乎无法估测出大于20 mm/h的极端降水。总体上,F_Cal、F_Uncal、L_Cal、E_Cal在台风期间的降水估测表现依次变差,它们对强降水的估测精度仍需进一步提升。 展开更多

关键词 GPM IMERG 定量评估 降水估测 台风 极端降水 气候变化 降雨

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基于D-InSAR技术的时间序列雪深反演方法探索研究

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作者 史佳鑫 车涛 +1 位作者 戴礼云 王静 《遥感技术与应用》 CSCD 北大核心 2024年第6期1383-1391,共9页

积雪是全球能量平衡、气候变化的重要物理变量,遥感技术是积雪监测的主要手段。作为主动微波遥感的主要技术之一,合成孔径雷达(SAR)可以不受天气条件影响成像反演积雪深度。早期的SAR空间分辨率高但时间分辨率低,无法进行雪深的时间序... 积雪是全球能量平衡、气候变化的重要物理变量,遥感技术是积雪监测的主要手段。作为主动微波遥感的主要技术之一,合成孔径雷达(SAR)可以不受天气条件影响成像反演积雪深度。早期的SAR空间分辨率高但时间分辨率低,无法进行雪深的时间序列反演,随着新一代SAR卫星的研制与发射,时间分辨率有了较大提高,为雪深的时间序列分析提供了支持。研究选用高分辨率Sentinel-1数据,基于D-InSAR技术,通过相位离散指数阈值提取,结合光学影像以及高相干系数区校正解缠相位,探索了时间序列雪深反演方法,成功反演了新疆北部乌苏地区积雪积累期11 d的雪深分布,根据积雪站点逐日实测雪深资料探讨了雪深反演误差来源。结果表明:①通过相位离散指数阈值提取并结合光学影像以及高相干系数区校正解缠相位,可以得到较好的雪深反演结果;(2)雪深整体反演结果精度相关系数R为0.93,均方根误差RMSE为3.98 cm,平均相对误差MAPE为25.49%;③由于像对相干性和积雪内部性质的差异,积雪较浅时反演精度较高,多数反演雪深值低于雪深实测值,当站点观测雪深大于17 cm时开始出现大的误差,最大误差约为7.3 cm。差异分析发现,雪深反演精度受干涉像对相干性及实际雪深的差异影响显著。光学影像与SAR影像时间分辨率的不一致也可能是雪深反演误差的因素之一。本文所用到方法能够利用SAR数据进行较好的时间序列雪深估计,为基于D-InSAR雪深时间序列反演提供参考。 展开更多

关键词 雪深 遥感 主动微波 SAR 时间序列分析

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Alpha近似算法在土壤水分反演中的条件约束研究

13

作者 李星泽 王维真 +3 位作者 马春锋 徐菲楠 冯姣姣 董磊磊 《遥感技术与应用》 CSCD 北大核心 2024年第6期1429-1441,共13页

Alpha近似算法基于短时间内植被和粗糙度不变的假设在土壤水分反演中已取得了较好的结果。但随着反演时间尺度的延伸可能出现误差的传递和积累,以及不同先验信息的使用,反演结果的精度是否能够保证仍需进一步深入解析。基于Sentinel-1... Alpha近似算法基于短时间内植被和粗糙度不变的假设在土壤水分反演中已取得了较好的结果。但随着反演时间尺度的延伸可能出现误差的传递和积累,以及不同先验信息的使用,反演结果的精度是否能够保证仍需进一步深入解析。基于Sentinel-1数据在天峻土壤水分观测网络区开展针对Alpha近似算法的土壤水分反演条件约束研究,并对该算法与不同介电模型结合的土壤水分反演精度进行验证。结果表明:①以地面实测为先验信息,结合Dobson模型按月、季和年尺度反演得到的土壤水分均方根误差RMSE分别为0.061 m^(3)/m^(3)、0.077 m^(3)/m^(3)和0.090 m^(3)/m^(3)。随着反演时间尺度的增大,Alpha近似算法的误差增大。②SMAP土壤水分产品作为先验证信息,相同反演策略下得到土壤水分反演结果的RMSE分别为0.088 m^(3)/m^(3)、0.088 m^(3)/m^(3)和0.101 m^(3)/m^(3),较地面观测约束反演误差明显增大。因此,先验信息的准确与否对算法精度影响较大。③基于Dobson模型和Topp模型在本研究中的土壤水分反演结果较为相似,二者的RMSE差值均小于0.005 m^(3)/m^(3)。但Topp模型运算简单且所需参数较少,和Alpha近似算法的结合可以更好拓展到面尺度的土壤水分反演。 展开更多

关键词 Alpha近似算法 土壤水分 条件约束 介电模型 Sentinel-1

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基于地面站点类型代表性的积雪遥感产品精度评价 被引量：9

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作者 周胜男 车涛 戴礼云 《遥感技术与应用》 CSCD 北大核心 2017年第2期228-237,共10页

地面观测数据是进行遥感产品检验的重要数据源,依据地表类型对地面站点代表性进行了分析,把代表性较好的站点应用到AMSR-E雪深遥感产品的精度评价中。结果表明:森林地区处于明显低估状态;其他地区随着遥感产品像元内优势类型从灌木、草... 地面观测数据是进行遥感产品检验的重要数据源,依据地表类型对地面站点代表性进行了分析,把代表性较好的站点应用到AMSR-E雪深遥感产品的精度评价中。结果表明:森林地区处于明显低估状态;其他地区随着遥感产品像元内优势类型从灌木、草地到裸地的变化,高估状态呈逐渐减小趋势;森林和灌木地区遥感产品的精度比草地与裸地地区的精度要低;当森林混入裸地或灌木混入裸地、草地时,虽然遥感产品和地面观测之间的误差减小了,但是掩盖了森林地区低估的问题和灌木区高估的问题。利用地表类型一致性较好的站点对2010年1月份月平均雪深验证分析,结果表明:遥感产品在较平坦的森林、灌木、裸地以及草地地区的平均偏差分别为-5.56、4.8、1.17、1.16cm。 展开更多

关键词 积雪 遥感 站点代表性 精度评价

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基于SiB2模型的土壤水分降尺度指标的适用性研究 被引量：3

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作者 赵泽斌 晋锐 +2 位作者 田伟 亢健 苏阳 《遥感技术与应用》 CSCD 北大核心 2017年第2期195-205,共11页

土壤水分是地表过程的核心变量之一,强烈影响着陆表—植被—大气间的能量和水分交换。当前基于星载被动微波遥感的土壤水分产品的空间分辨率普遍较粗(25~40km),无法满足流域尺度水文气象、生态水文模拟及水资源管理等研究和应用的需求,... 土壤水分是地表过程的核心变量之一,强烈影响着陆表—植被—大气间的能量和水分交换。当前基于星载被动微波遥感的土壤水分产品的空间分辨率普遍较粗(25~40km),无法满足流域尺度水文气象、生态水文模拟及水资源管理等研究和应用的需求,而土壤水分降尺度是目前较为可行的解决方案之一。通过对不同降尺度指标的研究,分析确定每种降尺度指标的适用条件,为土壤水分的降尺度研究奠定基础。利用2013年5月1日~9月30日黑河中游人工绿洲试验区大满超级站的气象数据驱动SiB2模型,分别模拟了土壤水分、土壤表层温度、植被冠层温度以及地表蒸散发、土壤蒸发等变量,利用Penman-Monteith公式计算了地表潜在蒸散发;利用SiB2模拟结果与P-M公式计算结果估算获得常用的土壤水分降尺度指标:表观热惯量(ATI)、土壤蒸发(E)、土壤蒸发/实际蒸散发(E/ETa)、蒸发比(EF)、实际蒸发比(AEF)。通过对降尺度指标与土壤水分之间相关性分析可知,在植被的整个生长季,5种指标与土壤水分之间都具有较好的相关性。其中ATI、E、E/ETa以及EF这4种指标与土壤水分之间的相关性都随着土壤深度的增加而逐渐减弱;而AEF与植被根区土壤水分的相关性最好,更能反映根区土壤水分的动态变化。从可决系数来看,各降尺度指标与土壤水分的相关性排序如下:2cm:E/ETa>EF>E>AEF>ATI;10cm:AEF>EF>E/ETa>E>ATI;80cm:EF>AEF>E/ETa>E>ATI。 展开更多

关键词 SIB2 土壤水分 表观热惯量 土壤蒸发 蒸发比 蒸散发

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高分遥感共性产品生成和真实性检验技术体系 被引量：14

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作者 柳钦火 闻建光 +20 位作者 周翔 赵坚 李增元 李新 马明国 王维真 廖小罕 刘绍民 范闻捷 肖青 仲波 李静 辛晓洲 李丽 贾立 高志海 金家栋 梁师 邢进 廖楚江 吴一戎 《遥感学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期544-562,共19页

随着高分辨率对地观测系统重大专项的成功实施,GF-1—GF-7七型卫星共19种主要载荷发射升空,形成了中国遥感卫星多谱段、多模式的观测能力,可为各种科研和行业遥感应用提供源源不断的高空间、高时间和高光谱分辨率的高质量遥感数据。如... 随着高分辨率对地观测系统重大专项的成功实施,GF-1—GF-7七型卫星共19种主要载荷发射升空,形成了中国遥感卫星多谱段、多模式的观测能力,可为各种科研和行业遥感应用提供源源不断的高空间、高时间和高光谱分辨率的高质量遥感数据。如何打通高分卫星遥感数据到信息的转换链,降低高分卫星数据应用门槛、提升高分卫星应用服务成效已成为急需破解的迫切问题。遥感定量产品的误差来源包括传感器成像、几何与辐射定标、数据预处理、定量反演与产品检验等各个环节,提高定量遥感产品精度是一个复杂的系统工程,各行业应用部门和多领域用户难以独立完成全流程数据处理、产品生产和检验。本文在分析高分卫星遥感产品体系的基础上,针对多用户共同需求,梳理了7大类共45种共性定量遥感产品;从全链条误差溯源和质量检验需要出发,提出了高分遥感共性产品生成和检验的技术体系,分析了算法测评—算法优化—产品生产—真实性检验等环节面临的关键技术;进而提出了高分遥感共性产品真实性检验平台与产品定型分系统的初步设计方案,并介绍了系统研发的最新进展;最后对高分共性产品应用前景进行了展望,构建高分遥感共性产品生成与真实性检验技术体系,对于保障高分卫星遥感共性产品精度和质量、提升高分卫星应用服务效益具有重要的意义。 展开更多

关键词 高分卫星 遥感反演 遥感共性产品 算法测评 像元真值 真实性检验

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ASAR GM后散时间序列数据估算黑河上游地表土壤水分 被引量：2

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作者 董淑英 晋锐 +1 位作者 亢健 李大治 《遥感技术与应用》 CSCD 北大核心 2015年第4期667-676,共10页

利用2008～2011年的ENVISAT/ASAR全球监测模式（GM）数据,采用时间序列变化检测算法,估算地表相对土壤水分,并利用Van Genuchten方法将相对土壤水分转换为绝对土壤水分,最终获得研究区内的土壤体积含水量。利用阿柔冻融观测站2008～2011... 利用2008～2011年的ENVISAT/ASAR全球监测模式（GM）数据,采用时间序列变化检测算法,估算地表相对土壤水分,并利用Van Genuchten方法将相对土壤水分转换为绝对土壤水分,最终获得研究区内的土壤体积含水量。利用阿柔冻融观测站2008～2011年10cm土壤水分数据验证,均方根误差为0.11cm3/cm3;利用八宝河流域无线传感器网络的36个WATERNET节点2013～2014年的4cm体积含水量月均值进行空间分布的间接比较检验,估算月均值的均方根误差在0.03～0.11cm3/cm3的节点有19个,在0.11～0.16cm3/cm3的节点有15个,大于0.16cm3/cm3的有2个。另外考虑遥感数据和算法（暂未考虑土壤容重、土壤残余含水量的不确定性）对估算结果的影响,体积含水量最大估计误差范围为0.03～0.12cm3/cm3,研究区内91.77%的像元小于0.06cm3/cm3。 展开更多

关键词 ENVISAT/ASAR GM 时间序列变化检测算法 土壤水分 黑河上游

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基于FY-MWRI的中国西部被动微波积雪判识算法 被引量：4

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作者 陈鹤 车涛 戴礼云 《遥感技术与应用》 CSCD 北大核心 2018年第6期1037-1045,共9页

积雪是冰冻圈中分布最广泛的要素,在气候变化以及水文循环中扮演着重要角色。微波遥感因其全天时全天候工作、具有一定穿透性等优势,成为积雪监测的重要手段。利用FY-3C卫星同步观测获取的微波成像仪(MWRI)被动微波亮度温度数据、融合... 积雪是冰冻圈中分布最广泛的要素,在气候变化以及水文循环中扮演着重要角色。微波遥感因其全天时全天候工作、具有一定穿透性等优势,成为积雪监测的重要手段。利用FY-3C卫星同步观测获取的微波成像仪(MWRI)被动微波亮度温度数据、融合可见光红外扫描仪(VIRR)与中等分辨率成像光谱仪(MERSI)数据得到的积雪产品,结合MODIS地表分类数据、地表温度数据,发展了基于国产卫星数据的被动微波积雪判识算法。首先提取无云覆盖的不同地表类型被动微波数据像元样本,然后对各地表类型的微波特征进行分析,利用空间聚类的方法,得到TB19V-TB19H、TB19V-TB37V、TB22V、TB22V-TB89V、(TB22V-TB89V)—(TB19V-TB37V)这五类可以较好地区分积雪和其他类似积雪地表的指标。最后应用MODIS积雪产品为参考对该积雪判识算法进行精度评价,该算法在中国西部积雪判识总体精度为87.1%,漏判率为4.6%,误判率为23.3%;Grody算法判识总体精度为78.6%,漏判率为9.8%,误判率为30.7%,该算法判识精度高于Grody算法;通过Kappa系数分析比较,该算法积雪判识结果的Kappa系数值为47.3%,高于Grody算法判识结果的Kappa系数值39.9%,表明该算法积雪判识结果与MODIS积雪产品判识结果一致性更好。 展开更多

关键词 积雪范围 地表分类 FY-3C卫星 被动微波亮度温度

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基于遥感和微博签到数据的住房空置空间识别 被引量：7

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作者 贺蕾 潘竟虎 董磊磊 《遥感技术与应用》 CSCD 北大核心 2020年第4期820-831,共12页

房屋空置率是衡量房地产市场健康与否的重要指标。基于夜间灯光遥感数据和全国土地覆盖数据,对房屋空置率进行空间识别。利用微博签到数据,通过基于密度的聚类算法和热力分析对居民活动空间强度进行分析,从“鬼城”指数排名靠前的100个... 房屋空置率是衡量房地产市场健康与否的重要指标。基于夜间灯光遥感数据和全国土地覆盖数据,对房屋空置率进行空间识别。利用微博签到数据,通过基于密度的聚类算法和热力分析对居民活动空间强度进行分析,从“鬼城”指数排名靠前的100个城市中随机选择30个样本城市,进行城市内部房屋空置空间识别。结果表明:2013年全国地级及以上城市基于像元的平均房屋空置率为27.3%。东部地区房屋空置率较低,中西部地区房屋空置现象明显;房屋空置在中小型城市更加突出。 展开更多

关键词 房屋空置 空间识别 夜间灯光 微博签到 空间格局

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被动微波遥感反演雪深与气象站观测雪深时空对比 被引量：4

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作者 王静 车涛 +2 位作者 戴礼云 岳珊娜 郑照军 《遥感学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第9期2060-2071,共12页

雪深是积雪重要的物理属性之一,准确的获取雪深对积雪水文与水资源、气候变化、雪灾等研究至关重要。目前,广泛用于长时间序列雪深研究的是气象站观测雪深数据和被动微波遥感(如SMMR、SSM/I和SSMI/S)反演雪深数据。本文对这两种数据的... 雪深是积雪重要的物理属性之一,准确的获取雪深对积雪水文与水资源、气候变化、雪灾等研究至关重要。目前,广泛用于长时间序列雪深研究的是气象站观测雪深数据和被动微波遥感(如SMMR、SSM/I和SSMI/S)反演雪深数据。本文对这两种数据的雪深最大值和平均值在中国地区的空间分布、年际变化进行对比,分析两种数据的分布特征。结果表明:空间上,站点观测雪深与站点对应遥感像元雪深在东北地区相关性最好,新疆地区次之,青藏高原地区相关性较差。两种雪深在稳定积雪区分布较为一致,在大于40 cm的深雪区和雪深小于5 cm的南方地区站点观测雪深的最大值明显高于遥感反演雪深的最大值。时间上,相比于1980年—2019年这一时间段,1989年—2019年站点雪深与遥感雪深在各典型积雪区的相关性明显提高。进而对比近30 a中国地区两种雪深的变化,结果显示两种数据在青藏高原东南部雪深有一致的显著(p<0.05)减少趋势,在东北平原地区雪深有一致的显著(p<0.05)增加趋势。分布在青藏高原地区的气象站大多选址在海拔较低的地方,不能很好的反映对应微波遥感像元中高海拔地区及山区内雪深的平均分布和变化情况,而被动微波遥感雪深反演受积雪特性变化的影响,对短时间内雪深变化较大的极端降雪事件不敏感。 展开更多

关键词 雪深 气象站点 被动微波遥感 典型积雪区 对比分析

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