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• 太赫兹临边探测O₃与HCl敏感性分析————大气遥感专栏
• 王红梅,李小英,陈良富,王雅鹏,张莹,邹铭敏,余超,朱松岩

• 摘要：在O₃的衰减循环中,Cl化合物是最主要的介质,而HCl是活性氯的储存库,因此HCl的探测具有重要意义。本文基于太赫兹临边探测辐射传输软件包ARTS,开发了太赫兹临边探测模拟界面。同时,基于该模拟界面,模拟研究太赫兹临边探测O₃与HCl的敏感因子。研究结果表明,在切高10km以上,O₃与HCl在太赫兹波段具有很高的敏感性,可以探测O₃与HCl垂直廓线。研究还表明温度与水汽的变化对O₃与HCl的探测影响不大,而传感器的天线半带宽及光谱分辨率对于O₃与HCl的探测有一定的影响。
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  摘要(28)

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• 艾比湖盐尘气溶胶光学特性卫星和地基遥感观测
• 张喆,丁建丽

• 摘要：利用中分辨率成像光谱仪(Moderate-resolution Imaging Spectrometer, MODIS)和云-气溶胶偏振雷达 (Cloud-Aerosol Lidar with Orthogonal Polarization, CALIOP)遥感数据以及MicrotopsII手持太阳光度计,对艾比湖流域气溶胶光学厚度(Aerosol Optical Depth, AOD)时空分布特征及盐尘气溶胶光学特性垂直分布特征进行分析,利用拉格朗日混合型的扩散模型(Hybrid Single Particle Lagrangian Integrated Trajectory, HYSPLIT)讨论盐尘污染的输送。结果显示：(1) 春季是盐尘释放、运输运动最为活跃的时期,艾比湖流域盐尘灾害影响范围主要集中在艾比湖东南方向精河至乌苏一线；(2)盐尘污染主要集中在0-2km的低层大气,退偏比值集中在10%-20%,累计频率达到28.538%,色比值集中在0.4-0.8,累计频率为51.378%,随着高度的增加,气溶胶的不规则性和粒径尺度均在减小,高空存在其他地区沙尘粒子输送的可能性较小；(3)风速是影响局地气溶胶变化的主要因素,尘暴灾害发生时气溶胶粒子主要表现出非亲水性,但粉尘中含有的可溶性盐离子使得气溶胶颗粒也表现出一定的亲水性；(4)艾比湖盐尘主要以自西向东扩散为主,扩散高度集中在3000m范围内,影响范围主要包括新疆境内的精河县、乌苏市、奎屯市、沙湾县、石河子市、昌吉市、乌鲁木齐市、哈密等地区以及甘肃、内蒙古、蒙古国、河北、辽宁等地区。
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  摘要(27)

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• 公路路面质量遥感监测的研究进展潘一凡₁,张显峰_1*,童庆禧_1,2,孙敏₁,罗伦₃
• 潘一凡,张显峰,童庆禧,孙敏,罗伦,阳柯

• 摘要：公路交通是交通运输业的重要组成部分，路面质量的好坏对公路的行车安全性、舒适性、经济性有着重要的影响，因此路面状况的监测对于公路交通的健康发展具有重要的意义。遥感技术作为一种新兴的数据采集手段，具有图像覆盖范围大、时效性强、信息客观现实、可重复使用、便于计算机分析等优势，为解决大范围的路面监测问题提供了强有力的支持。本文综述了现有基于遥感技术的道路路面状况监测方法，对其中存在的问题进行了分析和探讨。可知，遥感技术在路面状况监测中具有广泛的应用前景，部分技术已经成熟并在公路养护作业中广泛使用，例如路面监测管理系统、探地雷达等；但是仍有部分技术还存在着鲁棒性差、精度较低等问题，还需要进一步的研究探索，如路面光谱分析、基于机载和星载的路面状况遥感监测应用的适用性等。
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  摘要(25)

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• 一种适用于陡峭山区的地形校正方法
• 林起楠,黄华国,陈玲,陈尔学

• 摘要：本文提出一种新的半经验地形校正模型Simple topographic Correction using Estimation of Diffuse Light（SCEDIL），该模型通过结合DEM与光学影像数据寻找局部区域内完全光照和阴影的水平像元，并以光照、阴影水平像元的平均反射率值估算局部区域散射辐射比，提高了陡峭山区影像的地形校正精度。以高分一号卫星和Landsat ETM 影像为例，从目视判读和定量分析两个方面，比较分析该算法与传统半经验地形校正算法（C、SCS C）的校正结果。结果表明：（1）对较为平坦的地形，SCEDIL和C、SCS C校正都有较好的目视结果；对地面起伏较大的陡峭地形，C、SCS C校正后，原阴影区域易呈现破碎化特征，SCEDIL校正后，原阴影区域过渡较为平滑。（2）SCEDIL校正后，各波段反射率的均值和标准差优于C、SCS C校正，SCEDIL校正后，影像总分类精度与同类地物光谱信息均一性均优于C和SCS C校正。SCEDIL半经验地形校正方法能有效地去除影像中的地形干扰，尤其对陡峭地形的校正效果，优于常规地形校正模型。
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  摘要(26)

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• 知识引导的稀疏时间序列遥感数据拟合方法
• 范菁,余维泽,吴炜,沈瑛

• 摘要：在多云多雨的地区，光学遥感存在着获取无云数据困难的难题，这会导致时间序列应用中可用数据匮乏。对此，本文面向稀疏时间序列遥感数据，根据噪声造成遥感影像上归一化差分植被指数（NDVI）被低估的事实，提出了一种知识引导的拟合方法。在遥感影像预处理的基础上，利用先验知识和时序差分法对噪声进行识别和剔除，然后采用高斯二阶模型对原始数据进行拟合；再根据拟合残差更新权重，进行迭代拟合，重复上述过程直至获得稳定的结果。本文以Landsat 8 OLI作为数据源，对浙江省杭州地区的森林数据进行拟合，结果表明：在稀疏时间序列数据的情况下，本文方法相比当前主流方法能够更加有效地估计植被生长强度、关键时点（如生长期等）等物候参数，更加接近于MODIS数据的拟合结果。
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  摘要(134)

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• 太湖梅梁湾下行漫衰减系数的Monte Carlo模拟及分析
• 姜勃,赵巧华

• 摘要：以太湖梅梁湾水体为研究对象,假设水体光学性质均一,水体表面为镜面,通过Monte Carlo方法模拟追踪光子在水中的运动过程,统计大量光子在不同深度上的能量分布,计算出下行漫衰减系数K_d值,并与实测的K_d值进行对比。结果表明,在相同的入射天顶角以及吸收、散射系数条件下,选取不同的散射相函数,模拟的K_d值会出现较大差异。适用于近海水体的散射相函数所模拟出来的K_d值均小于实测的K_d值,在540～560nm波段区间内,对应后向散射概率为3%的散射相函数模拟的相对误差最小(6.67%),适合用于构建太湖水体的K_d 值反演模型。利用MC模型进一步分析入射天顶角、散射相函数对K_d值变化的影响,结果发现：在b/a较大的情况下,散射相函数成为影响K_d 值变化的主要因素。当b/a值大于9时,入射天顶角从10₀变化到80₀时,K_d 值的变化率小于10%,可忽略入射天顶角的变化对K_d 值的影响。利用单一散射相函数模拟不同波长处的K_d值,发现水体较浑浊时,小于540nm的波段范围内会出现模拟值大于实测值的情况,而大于540nm的波段范围内正好相反,说明随着波长的增加,水体中颗粒物的散射呈现出前向散射减弱、后向散射增强的变化趋势。在反演不同波长处的K_d 值时需要考虑到散射相函数的光谱变化所造成的差异。
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  摘要(219)

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• 数学形态学与拓扑约束支持的单条河流骨架线提取方法
• 孟令奎,李珏,王锐,张文

• 摘要：为解决当前遥感手段提取河流骨架线自动化程度不高、精度有限、易发生断裂等问题，本文提出了一种基于数学形态学与拓扑约束理论的完整单条河流骨架线自动化提取方法。首先，利用NDWI指数和数学形态学方法提取遥感影像中的河流及河流初始骨架线，接着从河流初始骨架线二值图中获取断点，并自动计算膨胀系数，利用局部膨胀细化法进行连接，最后结合拓扑约束，利用初始骨架线对连接线实施去伪。实验证明该方法能有效解决细小、易发生断裂的单条河流的完整骨架线自动提取难题，提取精度优于现有的1:100万河流矢量水系轴线，断裂连接正确率可达85%以上。
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  摘要(204)

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• 基于高分辨率Worldview-2影像纹理反演温带森林地上生物量的研究
• 蒙诗栎,庞勇,张钟军

• 摘要：本文基于高空间分辨率Worldview-2多光谱遥感影像，采用植被指数和纹理因子等遥感因子构建与森林地上生物量的关系方程，并计算模型估测精度和均方根误差，探索高分辨率数据的光谱与纹理信息在温带森林地上生物量估测应用中的潜力。以我国黑龙江省凉水自然保护区温带天然林及天然次生林为研究对象，通过三种不同纹理提取算法：灰度共生矩阵（GLCM）、灰度差分向量（GLDV）及和差直方图（SADH）对高分辨率遥感影像进行纹理信息提取，并利用外业调查的74个样地地上生物量与遥感因子建立参数估计模型。提取的遥感因子包括六种植被指数（RVI、DVI、NDVI、EVI、SAVI和MSAVI）以及三类纹理因子（GLCM、GLDV和SADH）。为避免特征变量个数较多对估测模型造成过拟合，利用随机森林算法对提取的遥感因子进行特征选择，将最优的特征变量输入模型参与建模估测。采用支持向量回归（SVR）进行生物量建模及验证，结果显示选入模型的sadh_mean、glcm_var和DVI等遥感因子对森林地上生物量有较好的解释效果；植被指数 纹理因子组合的模型获得较精确的AGB估算结果（R2 = 0.85，RMSE = 42.30 t/ha），单独使用植被指数的模型精度则较低（R2 = 0.69，RMSE = 61.13 t /ha）。
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  摘要(47)

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• FY-3C积雪产品在同化中对微波资料质量控制的影响分析
• 马新园,马刚,王云峰,郭杨,黄静,佟华,钟波

• 摘要：在目前T639-GSI全球系统同化AMSU-A资料的过程中，使用的月平均积雪产品不能够反映出中高纬度大陆上快速的降雪/融雪过程，而FY-3C日积雪产品在时间精度上要高于GSI月平均积雪覆盖数据，由于同化系统对AMSU-A较低通道辐射率资料的质量控制需要依据更准确的地表积雪信息，所以本文结合冬春季节的FY-3C日积雪产品和NCEP再分析资料，研究了北半球中高纬度地区不同积雪覆盖率初值对分析场不同高度层温度场的影响，以及在同化过程中对预报结果的影响。结果表明：在对AMSU-A辐射率资料的质量控制中，月平均积雪数据和日积雪产品对温度场影响较大的区域与两者积雪覆盖差异区域有明显的对应；冬春季节，使用FY-3C日积雪产品代替GSI月平均积雪数据作为背景场中积雪下垫面数据，对进入同化系统的AMSU-A辐射率资料质量控制时，120小时之内1000~600hPa的中低层温度场的预报效果可以得到一定程度的改善。
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  摘要(198)

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• 非监督采样化遥感影像分割方法
• 赵雪梅,李 玉,赵泉华

• 摘要：为了实现遥感影像的自动化分割,提出一种利用非监督方式将观测数据采样化的遥感影像分割方法。该方法首先假定初始采样模型,而后通过不断地将观测数据采样化,使初始采样模型逐渐趋于真实分割模型。每次采样过程只将距离采样模型测地线距离最小的观测数据转化为采样数据,以保证算法能够有效分割具有不同像素数的类别。此外,将采样数据和观测数据建模为欧氏空间的概率分布,并将其映射为黎曼空间的一个点,进而通过测地线距离衡量观测模型与采样模型间差异,以便提高采样化精度。分别采用最大似然法、模糊C均值法以及提出算法分割模拟影像和真实遥感影像,对其分割结果的定性定量分析验证了提出算法的有效性及可行性。
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  摘要(221)

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• 风云3号C星微波成像仪电视信号干扰识别和分析
• 周泽华,邹晓蕾

• 摘要：由于卫星微波成像仪频率的非保护性，微波成像仪资料受到相近频率的无线电信号干扰影响。洋面上人为无线电信号干扰较少，主要干扰来源于洋面反射的静止电视卫星信号。我国风云3号C星(FY-3C)上也搭载了微波成像仪。为了提高微波成像仪资料的准确性，尤其是洋面资料的可用性，对电视卫星信号干扰的检测和特征分析尤为重要。本论文使用标准化主成分分析法来识别FY-3C微波成像仪的电视卫星干扰信号，并分析电视卫星信号干扰的主要空间特征。研究表明FY-3C微波成像仪中心频率为10.65GHz和18.7GHz的四个低频通道受到卫星信号干扰。10.65GHz通道在欧洲海域英吉利海峡和地中海西部希腊沿岸地区受到电视卫星信号干扰，并且干扰信号位置和强度与风云3C卫星和欧洲静止电视卫星相对空间位置有关。18.7GHz通道则是主要受到美国电视卫星的干扰，在北美东、西沿岸海域都存在干扰信号。FY-3C微波成像仪在中国海域不受电信号干扰影响，这主要得益于我国静止电视卫星频率与微波成像仪各通道频率不一样。
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  摘要(165)

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• 一种基于Cholesky分解的实时高光谱异常探测算法
• 彭波,张立福,张鹏,邓贤明,岑奕

• 摘要：传统的实时异常探测算法需对高维的背景样本统计矩阵进行求逆运算,数值稳定性差、时间复杂度高。本文基于Cholesky分解,将高维矩阵的求逆运算转换为求解下三角线性系统,然后采用Cholesky分解因子的一阶修正方法快速更新背景统计信息,降低了实时处理的时间复杂度并且保持了数值稳定性,由于算法仅涉及下三角矩阵的更新过程,压缩了数据存储空间,适用于机载或星上实时处理。采用三维接收器曲线(3D-ROC)以及计算机实际处理时间对实验结果进行定量化分析,结果表明该算法在不降低异常探测精度的同时,对当前时刻像元的实时处理时间约缩短为传统基于QR分解算法的0.4%~0.65%,或减少至基于Woodbury矩阵引理算法的27%~33%,有效提高了实时高光谱异常探测器的计算性能,并且保持了处理过程中的数值稳定性。
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  摘要(317)

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• 小样本情况下的高光谱图像降噪与分类方法
• 崔宾阁,马秀丹,谢小云

• 摘要：在样本数目稀少情况下实现高光谱图像精细分类是一个极有挑战性的问题。高光谱图像信噪比提高比较困难，噪声大小对分类结果有着最直接的影响。本文利用了高光谱图像相邻波段之间的相关性和相邻像素之间的相关性，提出了一种基于多级降噪滤波的高光谱图像分类方法，其中改进的两阶段稀疏与低秩矩阵分解方法去除高光谱图像中能量较高的噪声，主成分分析方法去除高光谱图像中能量较低的噪声，引导滤波方法去除分类结果图中的“椒盐噪声”。利用两幅真实高光谱图像进行实验，结果表明本文提出的两阶段稀疏与低秩矩阵分解法与主成分分析法两种降噪方法具有较强的互补性，引导滤波方法使得分类图更加平滑且分类精度更高。与其它光谱空间分类方法相比，本文方法分类精度更高，且在样本极少时能够获得很高的分类精度。
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  摘要(188)

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• 针对Himawari 8 AHI地表温度反演的实用劈窗算法
• 刘超,历 华,杜永明,曹彪,柳钦火,孟翔晨,胡友健

• 摘要：地表温度是水文、气象、气候和环境等众多研究领域中的一个关键参数，利用热红外遥感可以快速地获取区域和全球高精度的地表温度数据。Himawari 8号是日本发射的新一代地球静止轨道气象卫星，星上搭载Advanced Himawari Imager (AHI)成像仪，具有更高的时空分辨率。本文提出了一种利用AHI第14(11.2μm)和15(12.35μm)通道星上亮温数据来反演地表温度的实用劈窗算法，其中输入的发射率数据利用ASTER Global Emissivity Dataset (GED)v4计算得到。劈窗算法的系数由观测角度和大气水汽含量分区决定，其中大气水汽含量由两个劈窗通道直接估算得到。利用黑河流域生态-水文过程综合遥感观测联合试验（HiWATER）四个站点的实测数据和中国7个湖泊中心点的MODIS 地表温度产品对反演结果进行了验证，结果表明算法均方根误差(RMSE)在3K以内，达到了目前常用遥感地表温度产品精度。同时与MOD11C3 C6产品估算的发射率和温度反演结果进行了对比分析，结果表明ASTER GED具有更高的精度，适合用来生产高精度的地表温度产品。
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  摘要(207)

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• 基于多源数据的土地覆被样本自动提取方法
• 黄亚博,廖顺宝

• 摘要：随着遥感数据获取能力的不断增强，自动化程度是大尺度遥感土地覆被分类面临的关键问题。然而，现有训练样本的人工选取方法成为制约土地覆被分类自动化的瓶颈。本文以河南、贵州两省为研究区，提出一种基于多源数据的土地覆被样本自动提取方法，以构建适用于大尺度的土地覆被自动分类。首先，以2010年1:10万土地利用数据CHINALC和30m分辨率全球土地覆被数据GlobleLand30为样本数据源；而后，利用空间一致性分析及异质性分析确定样本初选区域；最后，通过样本提纯去除无效样本。多次实验结果表明：①应用基于多源数据的土地覆被样本自动提取方法获得的分类产品总体分类精度高于人工样本提取方法制作的全球土地覆被产品MCD12Q1。②与单源样本自动提取方法相比，应用基于多源数据的土地覆被样本自动提取方法，可获得更好的分类稳定性。综上，基于多源数据的土地覆被样本自动提取方法可在保证精度的同时，提升土地覆被分类的自动化程度。
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  摘要(222)

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• 高轨无缝面阵扫描判断方法：栅格法和几何相交法
• 王梅竹,黄小仙,冯旗

• 摘要：在分析二维指向镜成像原理的基础上，给出了指向镜子图像成像特性以及不同方向、大小的电机转角所引入的像面旋转。通过画出子图像的边界包络图，直观地给出了扫描角度变化与图像覆盖程度的关系，通过计算得出结论：为得到北半球覆盖区域广、像面旋转小的图像，应保证反射镜指向北半球时俯仰转角为正。提出了两种无缝拼接的判断方法：栅格法和几何相交法，并对两种方法进行比较，栅格法能够判断出图像覆盖次数，而几何法在速度和准确度上有很大的优势。最终，应用本文的两种方法得到了不同扫描角度间隔下地球边缘有无漏扫的情况, 找到基于本文光学系统、可覆盖全球且无缝拼接图像的最大俯仰、方位转角间隔，为电机转角步距的设置提供理论依据，保证不漏扫的同时提高载荷的时间分辨率。
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  摘要(120)

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• 土壤蒸发和植被蒸腾遥感估算与验证研究综述
• 宋立生,刘绍民

• 摘要：地表蒸散发是土壤-植被-大气系统中能量和水循环的重要环节，它包括土壤、水体和植被表面的蒸发，以及植被蒸腾。随着地表参数多源遥感产品的快速发展，利用不同地表参数遥感产品估算地表蒸散发以及其组分土壤蒸发和植被蒸腾成为，其日常监测越来越便利，其监测尺度已经从单站扩展到田块、区域乃至是全球尺度。目前地表蒸散发双层遥感估算模型按照建模机理的不同可分为：系列模型、平行模型、基于特征空间的模型、结合传统方法的模型以及数据同化方法。本文从模型构建物理机制，模型驱动数据以及模型输出结果验证等方面总结了上述模型的发展历史和现状，并指出：在模型结构与参数化方案的优化、高分辨率模型驱动数据的发展、土壤蒸发和植被蒸腾像元尺度“地面真值”的获取等方面都仍需进一步完善。
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  摘要(91)

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• 一种面向属性空间分布特征的空间聚类方法
• 朱杰,孙毅中,李吉龙

• 摘要：空间聚类应当同时满足空间位置邻近和属性相似，在此背景下，为满足空间邻近实体之间趋势性和不均匀性的属性聚类需求，研究了一种基于图论和信息熵的空间聚类算法。该算法主要是在Delaunay三角网空间位置聚类基础上，通过引入信息熵，采用多元相似性度量方法以解决二元关系在属性聚类中的缺陷，同时基于“等概率最大熵”原则提出了一种局部参数度量方法，用于表达邻近目标间属性分布的局部变化信息。通过实验分析可以发现，在保证空间邻近的基础上本文方法具有如下优势:①能反映实体属性在空间分布中的趋势性特征；②能满足属性空间分布不均匀；③能发现任意形状的空间簇，且对异常值具有良好的稳健性。
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  摘要(72)

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• 海面温度对西北太平洋和赤道太平洋区域SMOS盐度遥感精度的影响
• 金旭晨,朱乾坤,潘德炉,龚 芳,何贤强

• 摘要：当前,利用星载微波辐射计已经实现了对全球海表盐度的卫星遥感探测,但其精度受到多种环境因子的影响。本文利用广义加性模型和偏最小二乘法分析了水温对海表盐度遥感反演精度的影响。结果表明水温对海表盐度反演精度具有显著影响,且Stokes矢量第一参数(总辐亮度)是海表盐度反演的最佳亮温参数。同时,利用ARGO观测数据对SMOS卫星反演的赤道太平洋和西北太平洋海表盐度进行精度检验,结果表明,在平均水温约16℃时的均方误差约为0.9psu,23℃水温下的均方误差约为0.7psu,30℃水温下的均方误差约为0.4psu。ARGO资料验证结果进一步证明了水温对海表盐度反演精度具有显著影响,且高水温下盐度反演具有相对较高精度。
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  摘要(44)

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• 基于暗目标法的Himawari-8静止卫星数据气溶胶反演研究
• 葛邦宇,杨磊库,陈兴峰,李正强,梅笑冬,刘李

• 摘要：Himawari-8 (H8) 是由日本气象厅发射的新一代静止气象卫星，可实现10分钟/次的高频次对地观测，其搭载的Advanced Himawari Imager (AHI) 传感器设置有与MODIS暗目标气溶胶反演算法所需的类似波段。本文参考暗目标算法构建了针对该卫星传感器的陆地气溶胶反演算法：通过基于地基站点观测数据的精确大气校正，统计得到短波红外与可见光波段的地表反射率比值关系，将此作为先验知识用于地-气解耦时的反射率估计；初步假设大陆型气溶胶类型，利用辐射传输模型建立查找表；通过模拟与卫星观测的表观反射率误差最小实现气溶胶光学厚度反演解算。选取2016年5月覆盖京津冀地区的观测数据进行测试，将反演结果与对应时间的MODIS气溶胶光学厚度产品进行对比验证，空间分布趋势一致、相关性较高，相关系数R达到0.852；通过与地基观测网AERONET站点实测数据对比验证，所有站点的相关系数R2均大于0.88，精度较高。最后利用反演的高时间分辨率产品，分析了京津冀地区的大气空间分布和日变化情况，结果表明：采用暗目标法对H8静止卫星陆地气溶胶光学厚度反演具有一定的潜力和可行性，能反映气溶胶的高时间变化信息，有望成为大气环境污染变化监测新的重要手段。
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  摘要(243)

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• 变异系数降维的CNN高光谱遥感图像分类方法
• 张康,黑保琴,周壮,李盛阳

• 摘要：为了实现地物精准分类，需要有效地提取与分析高光谱遥感图像中丰富的空-谱信息。本文提出了一种适用于高光谱遥感图像分类的变异系数与卷积神经网络相结合（CV-CNN）的方法。这种新方法采用基于变异系数的方式剔除了高光谱遥感图像中的低效波段，然后对每个像素的空-谱信息进行预处理，转化为便于卷积神经网络（CNN）输入的二维图像，并且构建了适合于高光谱遥感图像分类的CNN模型。Indian Pines和Pavia University两组数据的实验结果表明，该方法在两种数据集下的总体精度分别达到98.69%和99.66%，有效地改善了高光谱遥感图像的分类精度。
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  摘要(21)

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• 基于SBDART模型的改进短波辐射传输模型
• 赵静

• 摘要：云层对于地气系统辐射能量平衡有着十分重要的调节作用，然而传统一维大气辐射传输模型仅能考虑晴空和全云两种情况。为了更好的研究云层对于地表短波辐射的影响作用，本研究以大气辐射传输模型Santa Barbara DISORT Atmospheric Radiative Transfer （SBDART）为基础，在短波辐射传输基本方程中引入半球天空有效云覆盖度和区域真实云覆盖度两个关键云参数，考虑太阳方向和半球天空云层覆盖情况，对模型进行几何关系的修正。之后，结合短波辐射的影响因素和SBDART模型的内置参数，本研究选择13个参数，使用全局定量敏感性分析软件SimLab对修正后的模型进行了参数敏感性分析及应用讨论。研究结果表明：该模型能够较好的描述云层对于地表短波辐射的影响作用；对于下行短波辐射和地表短波净辐射而言，太阳天顶角和地表反照率的影响作用最为显著；两个云覆盖参数在很大程度上也影响了地表短波辐射分量；在模型实际应用过程中，敏感性较强的六个参数均可以通过卫星遥感数据得到，模型具有较好的应用前景。由此可见，改进的短波辐射传输模型能够更好的考虑不同云层条件下、不同太阳-云-观测几何下的短波辐射传输问题，将有利于提高短波辐射参量的遥感反演精度。
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  摘要(15)

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• 基于多源卫星观测的全球海洋次表层温度异常信息提取
• 黎文娥,苏华,汪小钦,严晓海

• 摘要：基于表层卫星遥感观测的中深层海洋遥感对于了解海洋内部异常及其动力过程有重要意义。如何从现有的海洋表层遥感观测资料提取海洋内部关键动力环境信息场是具有挑战性的海洋遥感技术前沿。为了准确提取全球海洋次表层温度结构信息，本文采用支持向量回归的机器学习方法，通过卫星遥感观测获取的多源海表参量（海表高度异常（Sea Surface Height Anomaly，SSHA）、海表温度异常（Sea Surface Temperature Anomaly，SSTA）、海表盐度异常（Sea Surface Salinity Anomaly，SSSA）和海表风场异常（Sea Surface Wind Anomaly，SSWA）），选择最优输入参量组合，感知海洋次表层温度异常（Subsurface Temperature Anomaly，STA），并用实测的Argo数据作精度验证。基于支持向量回归（SVR）模型可估算并获得全球范围内可靠的STA（1000 m深度以浅）；采用均方差（MSE）以及决定系数（R2）评价模型估算精度，当SVR输入变量为2个（SSHA、SSTA）、3个（SSHA、SSTA、SSSA）、4个（SSHA、SSTA、SSSA、SSWA）时对应的平均MSE分别为0.0090、0.0086、0.0087，平均R2分别为0.443、0.457、0.485。结果表明SSSA与SSWA的输入对基于SVR模型的STA的估算有积极影响，有助于提高模型估算精度。在全球增暖与减缓背景下，该研究可为从表层卫星遥感观测提取海洋内部热力异常信息研究提供重要技术支持。
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  摘要(11)

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• 近地表大气逆温条件下的地表温度遥感反演与验证
• 战川,唐伯惠,李召良

• 摘要：为了减少近地表大气逆温对地表温度遥感反演精度的影响，本文提出在晴空的地表温度“通用劈窗算法”模型中增加一个温度改正项来实现。该温度改正项可以表示为近地表大气逆温强度的二次项函数。为了进一步提高地表温度的反演精度，本文将地表温度和大气水汽含量进行了分组，然后分别针对每个分组来确定温度改正项方程的系数。模拟结果表明，在逆温强度为1.7 K/100m时，该温度改正项可以使地表温度的反演精度提高0.44 K。此外。本文利用内蒙古海拉尔试验站的实测数据对地表温度反演结果进行了验证，结果表明，在近地表大气存在逆温的条件下，该方法能提高地表温度的遥感反演精度0.47 K。此外，由于本文提出的方法需要已知大气温度廓线来计算大气逆温强度，因此在实际应用中该方法受到了一定的限制。
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  摘要(11)

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• 海洋二号卫星微波散射计面元匹配算法
• 邹巨洪,林明森,张毅,穆博,郭茂华

• 摘要：面元匹配是散射计海面风场反演的重要预处理步骤，为保障海洋二号卫星散射计（HSCAT）业务化海面风场反演，本文设计了一种可业务化运行的HSCAT面元匹配算法。HSCAT面元匹配算法包括地面网格划分和后向散射系数观测结果重采样两个关键部分。为简化计算，HSCAT采用以星下点轨迹为中心，以顺轨向及交轨向为坐标轴，分辨率为25km×25km的网格划分方式。重采样则利用卫星星下点经纬度数据，对每个后向散射系数观测结果，以后向散射系数与各星下点球面距离的最小值为依据进行交轨向重采样，并以取得距离最小值所对应的星下点与该轨数据星下点起始位置的距离为依据进行顺轨向重采样，最终实现对后向散射系数观测结果的面元匹配。实验和对比结果表明，本文提出的面元匹配算法，可对后向散射系数进行有效的重采样，风矢量面元的位置分布均匀，每个风矢量面元均有足够数量的独立观测后向散射系数，可在全球范围内满足高质量海面风场反演的要求。
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• 三维成像微波高度计风速反演技术研究
• 鲍青柳,林明森,张有广,贾永君,郎姝燕

• 摘要：随着航天技术的发展和新型微波载荷的发射（如三维成像高度计），越来越多的小入射角海洋观测雷达将投入运行。如何有效地利用这些小入射的后向散射数据成为研究的热点课题。本文利用Tropical Rainfall Measuring Mission（TRMM）的Precipitation Radar（PR）后向散射系数数据对小入射角情况下的海面风速反演方法和风速反演精度进行了研究，并对风速反演性能进行了统计分析。本文基于无雨条件下的PR海面后向散射数据，建立了小入射情况下的风速反演算法和经验的GMF模型。风速反演结果分别与浮标，ASCAT进行了交叉比对。结果表明：反演风速的偏差小于0.28 m/s；标准差小于1.51 m/s。另外，本文对风速反演性能进行了统计分析。结果表明：在中等风速条件下，反演风速的偏差和标准差均小于低风速条件和高风速条件；0°~8°入射角范围内的风速反演精度明显优于8°~12°入射角范围的风速反演精度。
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• 机载激光雷达测深数据处理与应用
• 刘永明

• 摘要：机载激光雷达测深系统（ALB）已经成为除声呐测深系统之外最可靠的遥感水深测量系统。随着ALB的商业化，越来越多的研究机构能够获取到水体全回波数据，对水体全回波数据的处理方法也越来越多。本文首先在介绍ALB测量原理基础上，对全波数据的预处理和波峰搜索算法进行概述，并对这些处理方法的优缺点进行总结。激光脉冲和水面、水体以及水底的作用是个复杂的过程，本文其次分析了影响ALB测深精度的主要因素，包括水深、水质和水下底质反射率。另外鉴于ALB系统能够在水深测量的基础上进行水下地物分类，进一步挖掘了水体全回波数据的信息，本文最后也归纳了ALB系统在水下地物分类中的最新应用现状和未来发展趋势。
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• 一种基于全极化SAR图像的山地低矮植被区域土壤含水量估计方法
• 罗时雨

• 摘要：山区土壤含水量对山区植被生长监测、滑坡预测等工作有着重要意义。针对山地低矮植被区域，提出了一种基于全极化SAR图像的土壤含水量估计方法。为了解决山地区域SAR图像几何形变和极化旋转问题，根据入射角、坡度、坡向信息定义了可测区域与不可测区域，并对可测区域后向散射系数进行了校正。其次以密西根模型为基础，发展了低矮植被的散射模型。在假定植被和土壤特征不变的情况下，基于此散射模型并结合校正数据建立了山区土壤含水量反演方法。结果表明，模型反演的土壤含水量和实验点实测值基本一致，两个实验点反演值分别为14%和15%，实测值为11.45%和15.80%，能够满足一般应用。
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• 多目标的卫星仪器宽动态非线性定标
• 王玲,胡秀清,陈林

• 摘要：传统的场地辐射定标方法由于定标样本少，难以覆盖遥感器动态范围，且不能发现仪器辐射响应是否存在非线性特性。针对这一问题，本文提出了基于多种亮暗等级的地球稳定目标（盐湖、沙漠和海洋）的卫星传感器宽动态非线性辐射定标方法。该方法以MODIS和NCEP数据产品作为稳定目标的地表特性、大气状况的先验知识库，利用大气辐射传输模型计算的多个稳定目标的大气层顶辐射值为定标基准，以二次多项式为定标方程，实现宽动态的非线性辐射定标，并以Aqua/MODIS观测值作为参考，对定标基准的精度进行评估。结果显示，对于反射太阳波段，辐射传输模型的计算值与MODIS观测值间的偏差均值在2%以内。最后，以气象卫星遥感器MERSI为例，基于2014年在稳定目标上空获取的大量定标样本,对其反射太阳通道的辐射响应特性进行研究，从而确定辐射定标方案和辐射定标方程的系数，然后采用敦煌试验场的同步实测数据对定标结果进行验证。结果表明，除了940 nm的水汽强吸收通道，其他通道的定标精度基本在5%以内。
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• FY3C VIRR大气可降水产品生成和检验
• 胡菊旸,唐世浩,刘海磊,郑婧

• 摘要：基于FY3C可见光红外扫描辐射计(VIRR)两个红外分裂窗通道数据生成的晴空大气可降水（TPW）产品已投入业务使用。本文介绍了该产品的生成方法，并从产品精度和稳定性两个方面评价产品质量。与MODIS Terra TPW的月平均数据对比，FY3C VIRR TPW能正确反应大气可降水的全球分布。与2015年3-4月的全球探空数据对比，FY3C VIRR TPW均方根误差为5.36mm，相对误差在水汽值大于30mm时在20%以内，并且夜间产品精度优于白天。相比于MODIS红外TPW产品与探空数据的误差，FY3C TPW精度略好。计算2015年1月至2016年7月FY3C VIRR TPW产品相对探空数据的月均方根误差，19个月均方根误差的标准差是0.54mm，小于同期MODIS Terra TPW均方根误差的标准差，说明FY3C VIRR TPW产品在检验时期内更稳定。FY3C VIRR TPW产品精度较高且质量稳定，具备广泛应用能力。
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• 地表反射各向异性特征对反照率遥感反演的影响分析
• 张虎,焦子锑,刘朋飞,连懿,董亚冬,崔铁军

• 摘要：地表反照率是影响地球能量收支平衡的决定性参数之一，被广泛应用于数值天气预报和大气环流模型中。地表对太阳的入射辐射的反射是各向异性的，其是影响反照率遥感反演精度的主要因素之一。本研究借助于MODIS BRDF产品和BRDF原型，一方面探讨在不同各向异性反射特征下模拟方向反射率与反照率的差异，研究在朗伯假设条件下将天顶方向反射率作为反照率所引入的误差；另一方面用各BRDF原型分别拟合MODIS多角度和天顶方向反射率数据，研究地表各向异性反射对反照率遥感反演的影响作用。结果表明:（1）方向反射率与反照率间的差异与地表各向异性反射特征及观测几何等密切相关，当地表各向异性反射特征较显著时，位于热点和冷点附近以及观测天顶角较大的位置处的反射率与反照率的相对差异可达40%以上；（2）先验BRDF知识的代表性直接决定了反照率的精度，将几何光学作用较强BRDF原型一（体散射作用较强的BRDF原型六）作为先验BRDF知识通常会低（高）估地表反照率，而利用中间级别的BRDF原型或是相应MODIS BRDF的均值能够在一定程度上改善在观测数据不足时遥感反演反照率的精度。
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• 月球辐射照度模型比对及地基对月观测验证
• 张璐,张鹏,胡秀清,陈林,王阳,王威

• 摘要：月球作为除太阳外对地张角最大的天体，反射率稳定性为10-8每年，非常适合用于遥感卫星的辐射定标、夜间地基大气遥感和夜间卫星遥感，然而月球辐射照度模型的精度一直束缚着上述应用的发展。为检验现有RObotic Lunar Observatory（ROLO）和Miller-Turner 2009（MT2009）地基整盘月球辐射照度模型的精度，国家卫星气象中心于2015年底至2016年初在云南丽江组织了3个月的地基对月观测，使用高光谱月球成像光谱仪获取了399.00 -1060.00nm连续光谱的月球辐射照度。本文基于整盘月球辐射照度模型，利用丽江地基对月观测试验资料，比对了模型与模型、模型与丽江地基观测月球辐射照度，结果表明：1）MT2009与ROLO模型在短波红外谱段的差异明显大于可见光谱段；2）地基观测高光谱月球辐射照度结果与ROLO模型更为接近，但是可见光波段比ROLO模型辐射照度平均小5.86%左右。本文还进一步分析了差异产生的主要来源，这些分析和讨论为今后月球辐射模型的改进和夜间微光遥感研究提供了经验和依据。
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• 中国东南沿海地区大气反常结构遥感初探
• 王宁,郭立新,赵振维,丁宗华,林乐科

• 摘要：中国东南沿海地区一直是研究的热点区域,选取青岛、射阳、厦门、海口四个站的气象探空仪观测数据,分析了该地区大气反常折射结构即大气波导的规律及特性,对采用地基多通道微波辐射计的天顶和扫角亮温遥感其参数的算法进行了初步探索,提出了改进的组合神经网络算法来判别并遥感大气波导。用多年的探空数据对该算法进行了仿真,用实测数据验证其精度,结果表明该算法实用、有效,可为雷达、通信、导航等系统设备提供环境信息保障。
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