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期刊信息/Journal information
遥感学报
遥感学报

顾行发

双月刊

1007-4619

jrs@irsa.ac.cn

010-64806643

100101

北京市安外大屯路中国科学院遥感应用研究所

遥感学报/Journal Journal of Remote SensingCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊为专业性学术刊物。反映遥感领域的科研与技术应用成果。包括航天航空、农业、林业、资源开发、环境监测和保护、区域和工程地质勘探和评价、找矿、灾害监测和评估等领域的应用，以及地理信息系统、遥感、GIS及空间定位系统的综合应用等方面。读者对象为遥感及相关学科的科研人员及高等院校师生。
正式出版
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    地球观测知识枢纽:内涵、关键技术与展望

    赵利民苗晨邢进李国庆...
    1375-1394页
    查看更多>>摘要：智能化地共享和复用地球观测应用实践所形成的知识，有序促进应用要素的高通量流动，是激活和释放地球观测系统效能的关键。地球观测知识枢纽EOKH(Earth Observation Knowledge Hub)将分散的应用要素有机耦合，形成专题知识集合的协同设计与吞吐能力，是地球观测成果治理与智能服务的研究前沿。针对地球观测组织GEO(Group on Earth Observations)发展GEO知识枢纽GKH(GEO Knowledge Hub)得到的启示，结合地球观测知识本体研究最新进展，系统解析了EOKH的内涵与特征，梳理了发展EOKH的技术需求与挑战，分析存在的关键问题及其应对策略。在此基础上，提出了 EOKH系统架构原型，结合地球观测知识包转移复用和知识推理两个EOKH典型应用场景进行了原理实现与概念验证。最后，就如何促进地球观测知识"人—机—物"要素的协同共生，提出了中国发展EOKH的相关认识与思考。探索"人在回路"的高通量知识协同生产与转移技术，以及"知识驱动"的成果复用技术，是提升地球观测隐性知识可解释性、促进EOKH服务质量与发展力的必要举措。

    遥感知识枢纽地球观测本体知识包知识复用人—机—物人在回路

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    植被干旱遥感监测方法研究进展

    孙灏高金华闫亭廷胡可可...
    1395-1411页
    查看更多>>摘要：植被干旱严重威胁着中国粮食和生态安全，卫星遥感在植被干旱监测和预警方面具有独特的技术优势，因此，植被干旱遥感监测成为巩固提升干旱灾害防御能力的重要手段。本文立足于干旱灾害系统视角，将植被干旱遥感监测方法划分为致旱因子监测法、植被状况监测法以及综合监测法3大类，综述了当前研究现状，并展望了未来发展方向。研究表明植被干旱遥感监测方法的总体发展趋势是"精细化"、"综合化"和"智能化"。当前主要挑战包括:植被干旱背景及特征参量的遥感空间分辨率仍然较粗、时间序列仍然较短;现有植被干旱遥感综合监测模型还未能有效集成植被水分类、荧光类以及温度类异常指标;植被冠层温度、绿度、水分以及荧光异常对干旱胁迫的响应规律尚未完全明确;现有植被干旱遥感综合监测模型的建立缺乏植被响应规律的约束或指导。该领域未来研究方向包括机理模型和学习模型耦合的植被干旱参量反演与质量提升技术，基于两阶段梯形模式的植被冠层温度异常探测方法，植被干旱响应规律指导深度学习的遥感综合监测模型等。

    遥感植被干旱土壤湿度冠层温度荧光异常综合监测深度学习

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    遥感影像地学分析的地理学原理及等级斑块建模框架

    王志华杨晓梅刘岳明刘彬...
    1412-1424页
    查看更多>>摘要：单纯借鉴图像处理、计算机视觉技术，难以从根本上解决遥感地学分析问题。为此，以面向对象影像分析范式为例，剖析区域、尺度、格局与功能的地理学原理，将遥感影像地学分析视为基于遥感影像信息的精细尺度下地理空间区域划分、等级结构表达、空间结构推断空间功能的过程。在此基础上，提出基于等级斑块建模的循环迭代式遥感影像地学分析框架。该框架，首先由遥感影像与其它地理信息数据和知识共同构建能够表达地理空间的等级斑块模型;然后，依托等级斑块模型的上下层次关系和遥感影像特征，协同实现对象的精准识别;进而，使用精准识别结果更新等级斑块模型，提供更为精准的上下层次关系特征，从而实现后续迭代过程中更高精度的识别。此外，还提出了实现该框架的10条建议，例如为不同地理要素构建不同的等级斑块模型。该框架提供了一种地学知识引导下的遥感大数据智能解译思路，有望实现地学知识自动积累更新和遥感智能解译精度提升的协同互促。

    地理信息科学遥感地学分析面向对象分类遥感智能解译面向地理对象影像分析地学知识图谱对地观测格局尺度区域等级斑块遥感大数据

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    2002年-2022年渤黄东海浮游植物粒径等级月平均遥感数据集

    孙德勇环宇王胜强李正浩...
    1425-1432页
    查看更多>>摘要：浮游植物是海洋生态环境中不可或缺的一部分，其粒径等级PSC(Phytoplankton Size Class)是描述浮游植物在不同地球生物化学循环过程中重要作用的关键参量。黄海、渤海和东海整体位于中国东部，呈现半封闭特征，PSC现场测量数据集主要来自于近几年开展的航次观测实验，采样点在空间和时间上分布稀疏不均，因此需要结合高频次、覆盖范围广的遥感反演技术来填补现场实测数据的不足。本文基于MODIS/Aqua传感器在2002年8月—2022年5月期间的海表遥感反射率产品，应用Sun等(2019)构建的PSC遥感反演模型，生产PSC长时序数据集。数据集以Matlab标准格式存储，共包含238个文件，便于各软件读取(下载方式:DOI:10。17632/mjg5s9p4wp。3)。产品精度验证结果显示:卫星反演与现场测量结果较为一致(小型、微型和微微型浮游植物的平均绝对百分比误差分别为22。9％、11。4％和35。0％)。同时不同海域的空间分布对比验证发现，优化调整后的叶绿素a反演算法能提高PSC反演模型效果，使其更贴近于现场测量值。基于本数据集的PSC长时序分布统计结果显示:近岸海域主要以小型浮游植物富集，离岸水域主要以微型浮游植物为主。从典型区域的多年月平均曲线来看，以小型浮游植物为例，渤海中心和长江口区域都存在春(5月)、夏季(7月)"双峰"特征，而北黄海区域则呈现春(4月)、秋季(10月)"双峰"特征。同时南黄海和东海离岸海域的春季峰值更显著，分别位于4月和3月。本数据集有助于精细化分析理解黄海、渤海和东海浮游植物各项生理、生态功能的时空变化规律，同时又可以作为水体环境监测常规项目，值得推广使用。

    卫星遥感数据集浮游植物粒径等级渤黄东海MODIS

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    格陵兰冰盖北部地区Denmark流域融水汇流过程遥感观测

    李雅杨康刘金昱张闻松...
    1433-1452页
    查看更多>>摘要：在格陵兰冰盖北部溢出冰川以外的地区，竖井和注水冰裂隙较少分布，冰面融水被直接汇流至冰前区域形成冰前水系，最终汇入海洋，形成独特的冰面—冰前融水汇流过程，这对冰盖物质平衡以及海洋环境变化产生重要影响。卫星遥感能够直接观测冰面融水径流和冰前水系的时空分布，提供河流位置、形态、动态变化等关键信息，已成为研究格陵兰冰盖融水汇流过程的重要手段。本研究以格陵兰冰盖北部地区Denmark冰面—冰前流域(3240 km2)作为研究对象，采用Sentinel-2和Landsat8卫星影像提取研究区2014年—2021年消融期(6-8月)冰面融水范围与流域出口冰前河宽，分析冰面融水与冰前河的季节与年际变化特征。进一步对比遥感观测的冰面—冰前流域融水与区域气候模型(MARv3。12与RACM02。3p2)模拟的冰面融水径流量，揭示冰面—冰前融水汇流过程对冰面消融强度的响应。结果表明:(1)消融期内，冰面融水范围首先向高海拔地区推进(最高海拔达约1400 m)，随后逐步消退至冰盖边缘至约500 m，流域出口冰前河宽呈现先增大至约2000 m后减小至约100 m的变化趋势;(2)遥感观测的冰面融水与流域出口冰前河宽呈现显著线性正相关关系(R=0。87，P＜0。01)，流域内形成了连续的冰面—冰前水文系统，能够有效汇流融水离开冰盖进入海洋;(3)MARv3。12与RACM02。3p2模型能够较准确地模拟冰面融水径流量，冰面融水径流量与遥感观测的冰面融水(MAR:R=0。87;RACMO:R=0。84，P＜0。01)以及流域出口冰前河宽(MAR:R=0。89;RACMO:R=0。88，P＜0。01)均具有较强的相关性。(4)考虑融水汇流滞时的冰面融水径流量与流域出口冰前河宽的相关系数(MAR:R=0。94;RACMO:R=0。92，P＜0。01)提升，显著高于瞬时冰面融水径流量对应的相关系数，Denmark流域冰面—冰前融水汇流过程的最优滞时约为2d，这一滞时定量表征了 Denmark流域冰面—冰前流域输送融水的效率。

    冰面消融冰面河冰前河河流遥感极地遥感格陵兰冰盖

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    基于Sentinel-1影像追踪与迭代SVD技术提取格陵兰Petermann冰川流速时序

    鞠琦李刚李超越冯小蔓...
    1453-1464页
    查看更多>>摘要：格陵兰冰盖流速监测对定量估算冰盖物质损失以及研究冰盖对全球变暖的响应具有重要意义。利用SAR影像强度信息进行偏移量追踪是目前冰川流速监测的主要方法。冰川表面散射特性的变化会导致SAR影像强度信息发生改变，导致影像匹配失相关，从而造成提取的流速场中存在大量错误与空洞。为了克服该问题，本文提出了一套基于Sentinel-1 SAR影像提取冰川流速时序的数据处理流程:通过开运算、连通性分析、自适应中值滤波等方法去除单对追踪影像中的噪声与错误;同时利用现有产品的年度和月度平均流速数据完成基准校正并引入角度信息进一步去除部分噪声与粗差;最后通过间隔6日、12日、18日的追踪影像引入冗余配对，使用迭代的奇异值分解(SVD)方法求解时序方程组，构建冰川流速时序。将利用本方法提取的2018年—2020年间格陵兰Petermann溢出冰川6日间隔冰流速时序与现有流速产品进行对比表明，与由单轨数据生成的CPOM冰川流速产品相比，本方法获得的流速时序噪声更少，流速场在时空上更连续平滑，在相同冰川范围内有效数据覆盖范围更广。与由多轨数据合成的PROMICE产品比较表明两者的精度和有效数据覆盖率类似，但本文方法提取的流速时序分辨率更高，有效数据覆盖率更加稳定，且在对于追踪效果较差的夏秋季本方法在抑制噪声方面表现更好。因此本文提出的算法能有效修补影像匹配空洞及剔除异常匹配，并合成高时空分辨率冰川流速时序，对利用星载SAR影像提取格陵兰冰盖流速监测具有重要意义。

    遥感格陵兰冰盖冰川流速SARSentinel-1偏移量追踪奇异值分解

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    高亚洲冰川消融季遥感反照率与年际物质平衡相关性评估及分析

    刘易江利明张志敏李超...
    1465-1479页
    查看更多>>摘要：冰川消融季反照率是表征冰川年际物质平衡变化的重要参数之一。高海拔亚洲地区(以下简称高亚洲)冰川类型多样且变化机制复杂，冰面反照率对不同类型冰川的年际物质平衡的表征能力及其区域特征还有待进一步认识。本文基于2000年—2019年MODIS冰雪反照率产品和物质平衡时间序列观测数据，分析了高亚洲23条冰川4种消融季反照率参数的变化特征，评估了不同反照率参数与年际物质平衡的相关性，并探讨了反照率变化对不同地区和不同类型冰川的年际物质平衡的影响。结果表明近20年内除喜马拉雅西段和祁连山地区的冰川外，其他冰川的反照率均呈下降趋势，消融季最小反照率波动大于平均反照率，后者在相同冰川子区内的年际变化和长期趋势较为一致;共计13条冰川的反照率与年际物质平衡呈现显著线性正相关关系(P＜0。05)，4种反照率参数中8天合成产品的平均反照率相关性最优;反照率与年际物质平衡线性关系在不同冰川子区和冰川类型中均无明显的区域性分布规律。本文研究可为加深认识冰雪反照率对高亚洲冰川物质平衡的影响规律提供有益参考。

    遥感冰川反照率冰川物质平衡MODIS冰雪反照率高亚洲

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    城市地表温度遥感:从方向温度、全表面温度到三维表面温度

    陈云浩王丹丹占文凤周纪...
    1480-1496页
    查看更多>>摘要：城市地表温度是城市下垫面能量收支和局地气候变化的重要参数，较大范围的城市地表温度一般通过遥感技术手段获取。城市地表显著的三维结构，使其具有较强的热辐射方向性。热红外遥感通常可以提供传感器在特定方向视场中所有组分表面的平均温度(即方向温度)，方向温度随传感器观测角度变化，且与城市表面温度的真实分布状况存在差异。为更好地表征城市下垫面与大气的能量交换，已有研究常采用"全表面温度"代表城市表面温度特征。目前，"全表面温度"仅在描述城市表面温度的平均状况方面有所突破，但无法体现城市表面温度的高时空分辨率特征，不能满足精细城市热环境评估的需求。本文梳理了城市地表温度从"方向温度"(二维)到"全表面温度"(2。5维)再到"三维表面温度"(三维)的发展脉络;概括了目前利用遥感方向观测获取城市地表不同维度温度的进展;厘清了不同维度城市地表温度的差异及其相互关系;阐述了不同维度城市地表温度的应用。在总结存在的问题的基础上，指出了城市地表温度遥感的未来发展趋势:(1)面向应用的城市三维表面温度定义;(2)面向城市三维表面温度重建的立体化观测;(3)三维表面温度产品与城市气候模型的耦合。

    城市遥感地表温度方向温度全表面温度三维表面温度

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    夜间灯光遥感揭示21世纪以来中国西北部地区城市化演化格局与过程

    刘少阳陈佐旗施开放吴宾...
    1497-1514页
    查看更多>>摘要：新疆维吾尔自治区(以下简称"新疆")作为中国西部战略屏障和向西开放的重要窗口，评估其城市化发展状况对于全国改革发展大局和"一带一路"发展战略具有重要意义。相较于传统研究，夜间灯光遥感已被证明能够对人类活动强度和地区综合发展水平进行更客观、空间尺度更灵活、覆盖范围更广的监测。因此，本文利用2000年-2020年长时序夜间灯光遥感数据，采用标准差椭圆、时间序列分解以及夜间灯光发展指数等方法，从空间格局与时序演化上综合分析了21世纪以来新疆城市化进程。结果显示，2000年-2020年新疆城市化发展整体呈现向西南方向扩张的趋势，南疆地区发展速度强劲;21世纪以来新疆城市化演化过程可分为缓慢发展期(2007年之前)、波动增长期(2008年—2014年)和加速上升期(2015年之后)3个阶段;新疆城镇地区及大部分地市的社会发展愈趋均衡，而乡村地区仍处于快速发展的差异化阶段。总体而言，21世纪以来新疆城市化进程处于快速且均衡发展的状态。

    夜间灯光遥感城市化演化时间序列分解夜间灯光发展指数新疆维吾尔自治区

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    利用地表纹理映射实现三维辐射传输精细模拟

    黄华国
    1515-1524页
    查看更多>>摘要：三维辐射传输模拟是研究定量遥感机理，提高反演精度的重要方法。现有研究能重建厘米级的植被场景，实现分米级的星载或者机载图像模拟。然而在稀疏植被区域，模拟图像和实际数据仍然存在一定偏差。究其原因，一方面源于三维结构误差，另外一方面则是平均组分光谱的局限，难以反映地表反射率的随机异质性。为克服平均组分光谱的局限问题，本文扩展RAPID模型，基于土壤端元和浓密植被端元光谱，增加了两个权重系数构成的纹理矩阵，实现地表反射光谱的精细模拟，并评估考虑异质性对图像模拟带来的改进效果。结果表明:(1)两个权重系数可以基于真实图像直接求解;(2)每个地表面元在赋值两个权重系数后，合成光谱与真实图像光谱曲线吻合度高(R2优于0。98，RMSE=0。016);(3)云南天峰山和甘肃大野口两个场景的模拟吻合度显著提升(R2分别提升0。096和0。041，RMSE分别下降0。015和0。01);(4)三波段RGB图像也有可能预测出NIR波段图像，纹理相近，但是光谱反射率数值上有一定的偏差(0。006-0。027)。本文提出的方法可以模拟更为精细的亚米级高分卫星图像，可为深度学习提供高质量的样本，为定量反演提供更准备的训练数据。

    遥感地表纹理高分图像三维辐射传输影像模拟端元光谱训练样本

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