最新刊期
      2015 年 第 19 卷 6 期

        综述

      • 路京选,宋文龙,曲伟,付俊娥
        2015, 19(6): 873-881. DOI: 10.11834/jrs.20154171
        摘要：遥感是一门应用性极强的现代地球信息学科,在总结分析遥感学科理论发展与遥感应用新特征基础上,进行遥感学科发展与应用理论探索,是推动遥感学科与应用迈上新台阶的重要任务。本文通过对现有遥感学科组成及分类体系的分析,首先提出了一种基于方法论的遥感学科分类新方法,在分析遥感应用中普遍存在的跨时空特征基础上,从遥感应用新视野提出了跨时空遥感的理论,最后结合典型案例剖析了跨时空遥感的应用。跨时空遥感理论的建立顺应遥感学科发展的需要,遥感应用时空观的提出对今后遥感应用具有参考价值。  
        关键词：遥感应用;遥感理论;遥感学科分类;跨时空遥感;新视野   
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        发布时间：2021-06-10
      • 万玮,李黄,洪阳,陈秀万,彭学峰
        2015, 19(6): 882-893. DOI: 10.11834/jrs.20154304
        摘要：全球导航卫星反射信号遥感GNSS-R（Global Navigation Satellite System Reflectometry）是近年来新兴的一个学科交叉研究领域。本文在调研分析国内外研究进展的基础上,基于GNSS-R工作原理与技术特征,将GNSS-R遥感观测模式定义为双天线模式DAP（Double Antenna Pattern）和单天线模式SAP（Single Antenna Pattern）,并对两种观测模式的特性和共性问题进行分析。初步建立GNSS-R遥感应用体系架构,以陆面遥感应用为例,结合近几年参与的GNSS-R观测试验与模型研究工作,给出两种观测模式下GNSS-R遥感的典型应用实例,以期为中国未来地基、空基和星载GNSS-R遥感观测及应用工作的开展提供参考。  
        关键词：GNSS-R;北斗;GPS;观测模式;干涉;土壤水分   
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        发布时间：2021-06-10
      • 张阳,柳钦火,覃文汉,刘强,李静,杜永明,谢东辉,黄华国,杨乐,倪文俭
        2015, 19(6): 894-909. DOI: 10.11834/jrs.20154258
        摘要：植被冠层辐射散射信号中蕴含了丰富的植被信息,通过构建植被冠层辐射散射模型,可以实现植被结构等生物物理参数的遥感定量反演。迄今为止,可见光/近红外、热红外、微波波段均已发展了大量的模型,这些模型在参数反演方面各具优势,但不同波段的模型又有其自身的局限性。跨波段的联合模拟可以实现模型间的优势互补,进而提高地表参数的反演精度,近年来已有学者专注于可见光/近红外与热红外模型,热红外与微波模型,主被动微波模型,以及可见光/近红外与微波模型的联合模拟和协同反演,但多是两两联合,且主要是基于经验模型或解析模型。基于3维场景的植被冠层辐射散射特性模拟模型可以细致刻画不同组分的结构和空间分布特征,对于由植被结构引起的多次散射和组分比例变化的考虑具有优势。本文主要介绍了3维模拟模型在可见光/近红外、热红外和微波波段,以及跨波段联合模拟方面的研究进展,从模型机理、场景统一、以及组分理化参数的统一的角度,探讨了构建多波段3维模拟系统的可行性,展望了多波段3维模拟模型的发展趋势。  
        关键词：植被冠层;3维场景;多波段;辐射散射特性;联合模拟模型   
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        发布时间：2021-06-10

        基础理论

      • 徐保东,李静,柳钦火,曾也鲁,尹高飞,赵静,杨乐
        2015, 19(6): 910-927. DOI: 10.11834/jrs.20154246
        摘要：在叶面积指数LAI（Leaf Area Index）产品真实性检验中,地面站点的多时相连续观测LAI数据是重要的验证数据来源。当站点观测范围与产品像元尺度不一致时,站点观测LAI直接用于产品验证可能为验证结果带来误差。因此,在验证之前需要分析站点观测对像元尺度的空间代表性,选择空间代表性好的观测来验证产品,从而减小尺度效应带来的验证误差。以往的研究只是简单的定性说明研究区域,并直接用站点测量数据对产品进行验证,缺少一套系统的站点观测在产品像元尺度内空间代表性评价的方法体系。本文提出了站点LAI观测的空间代表性评价方法,建立了评价指标DVTP（Dominant Vegetation Type Percent）、RSSE（Relative Spatial Sampling Error）和CS（Coefficient of Sill）,构建了空间代表性评价分级体系。以中国生态系统研究网络CERN（Chinese Ecosystem Research Network）农田站和森林站LAI观测为例,对站点观测在1 km产品像元尺度内空间代表性进行评价,并分析评价前后站点观测对MODIS LAI产品验证精度的影响。结果显示,本文提出的方法能够有效地对不同站点LAI观测在产品像元尺度内空间代表性进行质量分级,且年际间的站点观测空间代表性较为一致。评价方法能够去掉在特定产品像元尺度下空间代表性不好的观测数据,一定程度上提高验证数据集对产品验证精度的可靠性。  
        关键词：空间代表性评价;产品验证;站点观测;叶面积指数;CERN站网   
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        发布时间：2021-06-10
      • 胡璐璐,刘亚岚,任玉环,宇林军,曲畅
        2015, 19(6): 928-934. DOI: 10.11834/jrs.20155016
        摘要：1935年胡焕庸先生通过对中国人口分布特征的研究,提出了被后人称之为"爱辉-腾冲"线的人口密度分界线。为了研究中国大陆地区近80年来人口分布格局的演变特征,本文基于胡焕庸先生给定的人口比例阈值,以县域边界为基础,依据洛伦兹（Lorenz）曲线原理,精确厘定了1935年—2010年间的7期人口密度分界线,并进一步分析该线的变动过程及其两侧人口比例变化特征。结果显示1935年以后至2010年,人口密度分界线的西北部人口增长速率明显高于东南部,中国人口分布极端不均衡的情况有所缓解。  
        关键词：中国大陆;人口密度分界线;“爱辉-腾冲”线;洛伦兹曲线;人口分布空间格局   
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        发布时间：2021-06-10

        技术方法

      • 毕经武,董庆,薛存金,徐跃通
        2015, 19(6): 935-946. DOI: 10.11834/jrs.20154282
        摘要：针对海洋中尺度涡现象,提出一种基于海平面高度异常数据（SLA）的中尺度涡泛克里金提取算法。该算法运用变差函数工具计算SLA变差场,定义为广义振幅场,再利用泛克里金插值消除数据虚警和噪声,借助广义振幅场与实际振幅的关系通过少数几条特征等值线实现涡旋及其属性的提取。选取北太平洋作为实验区,采用2012年4月的4期SLA进行了中尺度涡的定量提取、分析,共提取出841个中尺度涡（含3个多核涡）,包含450个气旋涡和391个反气旋涡;与其他遥感提取方法的对比显示北太平洋中尺度涡的成功检测率接近90%,过度检测率小于20%。结果表明:（1）算法具有省时高效性,通过对SLA场的重构创建广义振幅场,避免了等值线筛选过程,相对于海面高度闭合等值线等其他遥感方法具有判据简单及提取速度快的特性;（2）可靠性好,能够通过推导得出的特征等值线确保稳定的提取准确度;算法建立在发展成熟的等值线提取方法之上,并且有变差函数与泛克里金法的理论支撑;（3）自适应性强,可以对任意海区进行实时的涡旋检测和提取,并且除振幅值统计资料及必要基础数据外无需依赖其他辅助性数据。  
        关键词：北太平洋;中尺度涡旋;海平面高度异常;泛克里金算法;变差函数;变差场;广义振幅   
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        发布时间：2021-06-10
      • 舒存铭,孙晓兵,王涵,龚冠源
        2015, 19(6): 947-953. DOI: 10.11834/jrs.20155042
        摘要：对于航空航天大气偏振遥感来说,下垫面偏振辐射噪声影响扣除至关重要。本文基于航空偏振遥感数据,探讨了典型自然下垫面对可见光及短波红外波段偏振敏感性。研究发现,在可见光波段与短波红外（2250 nm）波段,植被下垫面偏振反射率线性拟合斜率都接近1,相关系数大于0.95,表明植被偏振反射率对光谱波段不敏感。比较分析了平静水面和存在耀光水面在670 nm和2250 nm两波段的偏振特性,存在耀光的水面其偏振反射率大约是平静水面的3倍。此外,在实验室测量了红砂土和河沙土的偏振反射率,偏振反射率随波段的改变量很小,其与波段的线性拟合斜率仅为10-5量级,说明两者的偏振反射率对波段很不敏感。因此,利用典型自然下垫面在可见和短波红外波段的偏振反射特性,将能够有效进行地气解耦,提高大气偏振遥感精度。  
        关键词：航空遥感;偏振;下垫面;敏感性   
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        发布时间：2021-06-10
      • 石婷婷,张立福,岑奕,孙雪剑,高英倩,童庆禧
        2015, 19(6): 954-963. DOI: 10.11834/jrs.20155012
        摘要：高光谱遥感目标探测主要利用目标和背景的光谱特征差异进行目标识别。一般情况下,影像的空间和光谱分辨率越高,探测效果越好。但多数情况下空间和光谱分辨率难以同时满足需求。针对该问题,本文利用Field Imaging Spectrometer System（FISS）地面高光谱成像仪器,通过在稀疏草地上布设人工绿色目标,研究了目标和背景光谱相似情况下,单一均匀背景下小目标探测问题,提出空间和光谱尺度定量分析方法,得到目标探测适用的空间和光谱尺度。结果表明:（1）利用FISS高光谱仪器进行人工目标探测,所需的空间分辨率约为目标尺寸的2倍以内;（2）当光谱分辨率优于40 nm时,目标和背景的两个主要特征:反射峰的位置和波段趋势差异均可被描述,在原始空间分辨率5倍（0.85 cm）以内,探测精度可以达到0.94以上。由于反射峰间距20 nm,当光谱分辨率低于40 nm时,该特征消失,造成探测精度的下降;（3）当光谱分辨率低于40 nm时,选取目标、背景光谱特征差异较大的波段可提高探测的有效性,在舍弃目标背景相似波段后,探测精度上升,得到本实验的最佳波段组合为红、绿、蓝、黄及红边波段。  
        关键词：高光谱;目标探测;空间分辨率;光谱分辨率;尺度效应;合适尺度   
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        发布时间：2021-06-10
      • 胡德勇,乔琨,王兴玲,赵利民,季国华
        2015, 19(6): 964-976. DOI: 10.11834/jrs.20155038
        摘要：Landsat热红外系列数据一直是地表温度反演重要的遥感数据源,目前用于地表温度反演的单窗算法主要针对Landsat TM/ETM+第6波段数据（TM 6）建立的,Landsat 8热红外传感器（TIRS）与TM 6相比有很多变化,因而其单窗算法也需要改进。本文以Landsat 8 TIRS第10波段（TIRS 10）为数据源,提出了针对TIRS 10的单窗算法（TIRS10SC）,并对研究区地表温度进行反演研究,确定了研究区不同类型地表的温度值。研究结果表明:（1）TIRS10SC算法可以较好地应用于Landsat 8数据的地表温度反演,平均反演误差为0.83℃,相关系数为0.805,反演温度与模拟数据和实测数据都具有较好的一致性;（2）通过对单窗算法中的地表发射率、大气水汽含量和大气平均作用温度等参数敏感性分析发现,TIRS10 SC算法能够获得较为可靠的反演结果;同时,TIRS10 SC算法对大气水汽含量和地表发射率敏感性较高,对大气平均作用温度敏感性稍弱。该算法对于利用Landsat 8 TIRS数据快速反演地表温度具有应用价值。  
        关键词：热红外遥感;地表温度反演;单窗算法;Landsat 8 TIRS;MODIS   
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        发布时间：2021-06-10
      • 苏城林,苏林,陈良富,贾松林,刘聪,余超
        2015, 19(6): 977-982. DOI: 10.11834/jrs.20155051
        摘要：利用NPP卫星的VIIRS传感器数据,基于暗像元法反演陆地气溶胶光学厚度AOD。首先,根据红外波段的归一化植被指数NDVI来对暗像元进行识别;然后,利用6S软件进行辐射传输计算构建查找表;最后,根据VIIRS数据从查找表插值得到AOD,并对其进行海拔校正。选取华北地区作为反演实验区,获得了2013年9月1日的气溶胶分布。利用AERONET北京站太阳光度计地基观测结果对反演结果对比验证,发现二者具有显著的相关性,相关系数达到0.7920。将2013年9月1日的MODIS AOD产品与本研究反演的AOD进行比对,发现二者分布趋势一致,相关系数为0.7059,相关性显著。反演结果表明,本文算法反演陆地AOD效果较好,为大气颗粒物环境监测提供了良好方法手段和数据源。  
        关键词：NPP VIIRS;陆地气溶胶;光学厚度;暗像元法;遥感反演   
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        发布时间：2021-06-10
      • 王维波,苏洁
        2015, 19(6): 983-997. DOI: 10.11834/jrs.20154121
        摘要：海冰外缘线是一个描述北极海冰快速变化的重要指示参数,对近岸冰区航行保障和海冰灾害预警具有实际意义。本文首先基于形态学中的方法分别识别数据中的主体冰域、主体水域和碎冰区。其次利用可变图像闭运算方法将较大碎冰与主体冰区合并,最后再利用连通域方法提取海冰外缘线。该方法可适用于任何冰水二值数据集,包括海冰密集度产品数据、卫星图像、航拍图像以及其他冰水混合数据。本文基于AMSR-E海冰密集度数据,利用此方法提取了北冰洋10个区域的海冰外缘线,与15%海冰密集度等值线比较表明,本文方法能够保留较大面积的碎冰区域,并将其与主体冰域合并处理,因此所提取的海冰外缘线在衡量大尺度海冰范围方面更为合理。  
        关键词：海冰外缘线;可变图像闭运算;连通域;北极;海冰密集度   
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        发布时间：2021-06-10

        遥感应用

      • 周银,刘丽雅,卢艳丽,马自强,夏芳,史舟
        2015, 19(6): 998-1006. DOI: 10.11834/jrs.20154257
        摘要：土壤有机质（SOM）是全球碳循环、土壤养分的重要组成部分,精确估算土壤有机质含量具有重要意义。本文以中国东北—华北平原为研究区,收集了1078个土壤样本,以遥感数据（MODIS,TRMM和STRM数据）与土壤地面光谱数据为预测因子,运用基于树形结构的数据挖掘技术构建土壤有机质-环境预测因子模型进行数字土壤制图。通过不同建模样本数建模精度比较,选择300个样本数时的模型为最优模型。建模结果表明土壤光谱和气候因子是研究区SOM变异的主控因子,生物因子次之,而地形因子影响最小。预测结果经检验,RMSE为7.25,R2为0.69,RPD为1.53制图结果与基于第二次全国土壤普查数据的土壤有机质地图具有相似的分布规律,呈现SOM自东北向西南递减的趋势。通过比较分析发现,经过20年左右的土地开发与利用,研究区低SOM和高SOM含量土壤面积减少,而中等SOM含量土壤面积增加。  
        关键词：数字制图;土壤有机质;遥感;土壤光谱;Cubist   
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      • 刘雪峰,吕强,何绍兰,易时来,谢让金,郑永强,胡德玉,汪志涛,邓烈
        2015, 19(6): 1007-1018. DOI: 10.11834/jrs.20155078
        摘要：柑橘植株营养状况的遥感监测是实现果树轻简高效管理和优质丰产的重要手段,但迄今有关基于低空遥感信息的果树营养诊断研究鲜见报道。本文采用具有490 nm、550 nm、570 nm、671 nm、680 nm、700 nm、720 nm、800 nm、840 nm、900 nm、950 nm等11个波段光谱的八旋翼飞行器（UAV）载多光谱遥感系统,获取距地面100 m高度的哈姆林甜橙植株春季冠层近地遥感信息,对比分析基于多元散射校正（MSC）和标准正态变量（SNV）两种预处理光谱和原始光谱（OS）的偏最小二乘（PLS）、多元线性回归（MLR）、主成分回归（PCR）及最小二乘支持向量机（LS-SVM）等4种模型对冠层叶片氮素、叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量预测精度的影响。结果显示,距地面100 m高度的多光谱信息,通过SNV光谱预处理和MLR建模对冠层叶片氮素、叶绿素a和叶绿素b含量的预测效果均较好,预测集相关系数（Rp）值分别达0.8036、0.8065和0.8107,预测均方根误差（RMSEP）值分别为0.1363、0.0427和0.0243;而在SNV光谱预处理基础上的LS-SVM建模对冠层类胡萝卜素含量预测效果更优,Rp值达到了0.8535,RMSEP值为0.0117。表明利用机载多光谱图像信息可实现对柑橘植株冠层全氮及叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量的较好估算,为大规模柑橘园植株冠层营养状况的精准和高效监测提供了一条新途径。  
        关键词：甜橙;冠层;光合色素;氮;近地遥感   
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        发布时间：2021-06-10
      • 唐嘉,刘国祥,宋云帆,陈巍,于冰,吴松波,张瑞,邓琳
        2015, 19(6): 1019-1029. DOI: 10.11834/jrs.20154283
        摘要：永久散射体雷达干涉（PSI）已被广泛应用于城市缓慢沉降监测,但针对显著性地表沉降监测及PSI适用性的探讨较少。本文选取天津市与廊坊市城郊结合部的典型工业化城镇为研究区,分别以2007至2010年间的23幅L波段（23.6 cm）ALOS PALSAR影像和2007至2009年间的23幅C波段（5.6 cm）ENVISAT ASAR影像为数据源,使用基于相位空间相关性分析的PSI方法进行时空沉降提取,并对两个平台的结果进行对比分析和交叉验证。在此基础上,结合长短波SAR对沉降敏感性不同的特征探讨该PSI方法应用于显著沉降解算的可靠性,并结合地质条件及地下水开采信息对实验区沉降的时空分布进行深入分析和解释。研究表明,两平台的沉降结果十分吻合,在沉降漏斗区二者均方根误差（RMSE）为6.5 mm/a;实验区地表沉降呈现出显著的非均匀性,最大沉降速率超过200 mm/a,造成严重沉降的主要原因为地下水的大量开采;证实了PSI方法在显著地表沉降监测方面的有效性和可靠性。  
        关键词：永久散射体雷达干涉;相位空间相关性分析;显著地表沉降探测与分析;多平台数据;交叉验证   
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      • 施利锋,张增祥,刘芳,赵晓丽,刘斌,徐进勇,胡顺光
        2015, 19(6): 1030-1039. DOI: 10.11834/jrs.20154267
        摘要：选取1973年—2013年多源遥感影像为数据源,以深圳、厦门、海口为例,开展中国经济特区城市建城区的长时序、高频数空间扩展遥感监测。选取城市扩展速度、城市扩展对土地利用的影响、城市形态紧凑度和城市重心迁移作为指标,剖析经济特区城市扩展的时空特征,耦合自然要素与人为要素,对比分析深圳、厦门和海口在城市扩展过程中表现出来的异同,并探讨其原因。结果表明:（1）近40年来,经济特区城市扩展先后经历了一个缓慢平稳扩展阶段、两个加速扩展阶段和两个减速扩展阶段。深圳的扩展速度最快,其次是厦门,海口的扩展速度最慢;（2）耕地对经济特区城市扩展贡献最大,林地、水域、城乡工矿和居民用地、海域也是经济特区城市扩展的重要土地来源,草地和未利用土地的贡献最小;（3）经济特区城市的空间形态总体趋于松散,1973年—2004年城市紧凑度剧烈降低,2004年之后趋于平稳;（4）在政策与填海造地工程的共同影响下,经济特区城市重心有向海岸线方向迁移的趋势,深圳的迁移量最大,海口最小。  
        关键词：遥感;监测;城市扩展;经济特区;对比分析   
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        发布时间：2021-06-10
      • 2015, 19(6): 1050.
        摘要：<正>《遥感学报》编委会和编辑部工作人员向为学报发展做出无私贡献的全体审稿专家致以最崇高的敬意!向给予学报热忱帮助和持续关注的全体论文作者及广大读者表示最诚挚的感谢!  
          
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        发布时间：2021-06-10
      • 2015, 19(6): 1051.
        摘要：<正>由美国电子与电气工程师协会（IEEE）地球科学与遥感分会（GRSS,Geoscience and Remote Sensing Society）主办,中国科学院国家空间科学中心承办的2016年国际地球科学与遥感大会（IGARSS 2016,International Geoscience And Remote Sensing Symposium 2016）将于2016年7月10日至15日在北京召开。地球科  
          
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        发布时间：2021-06-10
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