最新刊期
      2024 年 第 28 卷 6 期
      封面故事

        综述

      • “在地球观测领域，专家建立了地球观测知识枢纽EOKH体系，探索了知识共享与复用技术，为提升地球观测系统效能提供解决方案。”
        赵利民,苗晨,邢进,李国庆,侯宇葵,刘闯,李家国,陈兴峰,刘军,杨健,周翔,顾行发
        2024, 28(6): 1375-1394. DOI: 10.11834/jrs.20222302
        地球观测知识枢纽：内涵、关键技术与展望
        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。  
        关键词：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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        发布时间：2024-07-19
      • “在植被干旱遥感监测领域，专家综述了当前研究现状，并展望了未来发展方向。研究表明，监测方法的发展趋势是精细化、综合化和智能化。未来研究方向包括机理模型和学习模型耦合的反演技术，基于两阶段梯形模式的温度异常探测方法，以及植被干旱响应规律指导的深度学习监测模型。”
        孙灏,高金华,闫亭廷,胡可可,徐振恒,王蕴佳,孟健,赵智宇
        2024, 28(6): 1395-1411. DOI: 10.11834/jrs.20243374
        植被干旱遥感监测方法研究进展
        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。  
        关键词：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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        发布时间：2024-07-10
      • “在遥感地学分析领域，专家提出了基于等级斑块建模的循环迭代式分析框架，为地学知识引导下的遥感大数据智能解译提供新思路。”
        王志华,杨晓梅,刘岳明,刘彬,张俊瑶,刘晓亮,孟丹,郜酷,曾晓伟,丁亚新
        2024, 28(6): 1412-1424. DOI: 10.11834/jrs.20232356
        遥感影像地学分析的地理学原理及等级斑块建模框架
        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。  
        关键词：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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        发布时间：2024-07-19

        数据集论文

      • “最新研究揭示了黄海、渤海和东海浮游植物粒径等级的时空变化规律，为海洋生态环境监测提供了重要数据支持。”
        孙德勇,环宇,王胜强,李正浩,张海龙,齐琳,刘建强,何宜军
        2024, 28(6): 1425-1432. DOI: 10.11834/jrs.20232248
        2002年—2022年渤黄东海浮游植物粒径等级月平均遥感数据集
        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。  
        关键词：卫星遥感数据集;浮游植物粒径等级;渤黄东海;MODIS   
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        发布时间：2024-07-19

        冰冻圈遥感

      • “格陵兰冰盖北部融水研究取得新进展，揭示冰面—冰前融水汇流过程对冰面消融强度的响应，为全球气候变化研究提供重要参考。”
        李雅,杨康,刘金昱,张闻松,王裕涵
        2024, 28(6): 1433-1452. DOI: 10.11834/jrs.20242431
        格陵兰冰盖北部地区Denmark流域融水汇流过程遥感观测
        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Landsat 8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RACMO2.3p2）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RACMO2.3p2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2 d，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。  
        关键词：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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        发布时间：2024-07-10
      • “在格陵兰冰盖流速监测领域，研究人员提出了一种基于Sentinel-1 SAR影像的数据处理流程，有效提高了流速时序的时空分辨率和数据覆盖率。”
        鞠琦,李刚,李超越,冯小蔓,陈晓,杨治斌,陈卓奇
        2024, 28(6): 1453-1464. DOI: 10.11834/jrs.20222031
        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
        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。  
        关键词：遥感;格陵兰冰盖;冰川流速;SAR;Sentinel-1;偏移量追踪;奇异值分解   
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        发布时间：2024-07-10
      • “最新研究揭示了高亚洲冰川消融季反照率与年际物质平衡的显著正相关性，为理解冰川物质平衡变化提供了新视角。”
        刘易,江利明,张志敏,李超
        2024, 28(6): 1465-1479. DOI: 10.11834/jrs.20221814
        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
        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。  
        关键词：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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        发布时间：2024-07-19

        城市与陆地

      • “城市地表温度遥感研究取得新进展，从二维方向温度到三维表面温度，为精细城市热环境评估提供新视角。”
        陈云浩,王丹丹,占文凤,周纪,胡德勇,全金玲,孙灏,郭徵,夏海萍,代秀娟,姜璐
        2024, 28(6): 1480-1496. DOI: 10.11834/jrs.20233064
        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
        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。  
        关键词：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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        发布时间：2024-07-19
      • “最新研究揭示新疆城市化进程：21世纪以来，新疆城市化发展整体向西南扩张，南疆地区发展迅速，城市化演化经历缓慢、波动、加速三个阶段，城镇地区发展均衡，乡村地区差异化发展。”
        刘少阳,陈佐旗,施开放,吴宾,魏冶,王丛笑,黎夏,吴健平,余柏蒗
        2024, 28(6): 1497-1514. DOI: 10.11834/jrs.20221858
        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
        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。  
        关键词：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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        发布时间：2024-07-19

        模型与方法

      • “在定量遥感领域，研究者扩展RAPID模型，通过纹理矩阵精细模拟地表反射光谱，显著提升图像模拟精度，为深度学习提供高质量样本。”
        黄华国
        2024, 28(6): 1515-1524. DOI: 10.11834/jrs.20242101
        利用地表纹理映射实现三维辐射传输精细模拟
        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。  
        关键词：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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        发布时间：2024-07-19
      • “在遥感影像配准领域，研究者提出了一种基于结构相似性的快速精确配准方法，通过构建方向相位稠密特征DFOP，有效提升了匹配正确率。”
        叶沅鑫,王蒙蒙,杨超,喻智睿,葛旭明
        2024, 28(6): 1525-1538. DOI: 10.11834/jrs.20221765
        基于方向相位稠密特征的多传感器遥感影像配准方法和系统
        摘要：针对多传感器遥感影像间因显著几何畸变和非线性灰度差异造成的配准困难问题，本文提出了一种基于结构相似性的快速精确配准方法。首先，为构建多传感器影像间的稳健结构特征，本文引入光照和对比度不变性的相位一致性模型，利用相位一致性特征值和特征方向，构建了一种逐像素的三维结构特征描述符—方向相位稠密特征DFOP（Dense Feature of Orientated Phase）。该特征描述符通过捕捉影像的几何结构分布，能够有效抵抗多传感器影像间的灰度差异；其次，基于模板匹配的策略，将DFOP描述符变换到频率域，并进行快速子像素精度匹配，从而研制出了一种快速鲁棒的多传感器遥感影像配准系统；最后，通过利用多种地貌类型的多传感器遥感影像对所提出的方法进行测试。测试结果表明，相较于其他基于灰度或结构特征的匹配方法，本研究提出的DFOP方法能够获得更高的匹配正确率，且所开发的配准系统也优于商业软件ENVI以及ERDAS的配准模块。  
        关键词：多传感器遥感影像;影像配准;相位一致性;方向相位稠密特征;影像配准系统   
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        发布时间：2024-07-10
      • “高分七号卫星（GF-7）实现全球1∶1万比例尺立体测图精度，通过激光高程点提升立体影像高程精度，为全球地理信息资源建设提供重要支撑。”
        周平,唐新明
        2024, 28(6): 1539-1550. DOI: 10.11834/jrs.20222063
        高分七号卫星立体影像与激光数据复合测绘处理原理及方法
        摘要：高分七号卫星（GF-7）是全球首颗同步搭载了光学立体相机和激光测高仪的对地观测卫星，其可以同时获取亚米分辨率的两线阵光学立体影像和稀疏地面激光高程点。为保障GF-7卫星能够实现全球范围1∶1万比例尺立体测图精度，本文根据光学相机和激光测高仪工作过程中的误差传播机理，分析了利用激光高程点提升立体影像高程精度的基本原理；设计了一种GF-7立体影像与激光高程点复合测绘处理方法，构建了激光高程点在立体影像上自动精确量测方法、激光高程点与立体影像联合区域网平差模型等，力求通过激光高程点实现立体影像高程精度的来有效提升。为验证本文所述方法的有效性，选取了河北省北部区域70景GF-7立体影像和463个激光高程点开展复合测绘处理试验。结果表明：立体影像在平地、丘陵、山地、高山地和全区域的高程中误差分别由原来的3.00 m、4.68 m、2.86 m、2.48 m和3.19 m，降低至0.35 m、0.66 m、0.74 m、0.91 m和0.68 m；平面中误差分别是4.99 m、3.52 m、4.42 m、5.99 m和4.82 m。影像平面和高程精度均能满足中国1∶1万比例尺立体测图的精度要求。此外，采用本文所述方法构建的GF-7立体影像与激光高程点复合测绘处理系统已在GF-7卫星牵头主用户单位实现业务化应用，对未来全球范围1∶1万比例尺地理信息资源建设具有重要意义。  
        关键词：遥感;高分七号卫星;立体影像;激光高程点;复合测绘处理;1∶10000比例尺测图   
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        发布时间：2024-07-10
      • “在遥感图像超分辨率重建领域，专家提出了一种基于自注意力的超时相遥感图像超分辨率重建模型，充分利用超时相数据的时空信息，显著提升了重建效果，为该领域研究提供了新方向。”
        唐晓天,杨雪,李峰,马骏,梁亮
        2024, 28(6): 1551-1559. DOI: 10.11834/jrs.20221825
        自注意力映射超时相遥感图像超分辨率重建
        摘要：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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        发布时间：2024-07-10
      • “在遥感领域，研究人员提出了一种新的对称网络结构，通过特征空间变换，有效提高了光学影像和SAR影像变化检测的精度与效率。”
        汤玉奇,林泽锋,韩特,杨欣,邹滨,冯徽徽
        2024, 28(6): 1560-1575. DOI: 10.11834/jrs.20232027
        基于对称网络的光学和SAR影像变化检测
        摘要：相比同源影像，光学影像和合成孔径雷达SAR（Synthetic Aperture Radar）影像变化检测具有充分利用不同类型数据之间的互补信息、发挥其各自优势的优点，已成为遥感领域的研究热点，在应急灾害监测等方面具有广阔的应用前景。然而，光学影像和SAR影像的成像特征差异导致无法直接对比双时相影像提取变化信息，现有光学影像和SAR影像变化检测方法对特征空间统一的精度与效率不高。对此，本文认为光学影像和SAR影像间的差异主要由成像特征差异导致，因此可以通过特征空间变换，将影像映射到同一特征空间进行比较。由此提出了一种新的对称网络结构，通过基于相似性度量的网络初始化及优化，将光学影像和SAR影像映射到近似的特征空间中进行比较并提取变化信息。首先度量对称网络提取的多组特征之间的相似性，利用相似性最大特征组对应的网络权重实现网络初始化，引导光学影像和SAR影像特征映射。然后通过相似性优化学习将光学影像和SAR影像映射到同一特征空间进行直接对比，并对多时相特征变化向量进行聚类分析以区分变化类型。本文利用3组光学影像和SAR影像数据集（Google Earth影像、Landsat 8影像和哨兵1号影像）的实验结果表明：相对于现有方法，本文方法的卡帕系数KC（Kappa Coefficient）至少提高了4.02%，且运行时间至少降低了30.79%，有效提高了光学影像和SAR影像变化检测的精度与效率。  
        关键词：遥感;光学影像;SAR影像;变化检测;对称网络;特征提取;空间映射;相似性度量;变化类型   
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        发布时间：2024-07-19
      • “在遥感领域，一项新研究提出了一种快速重建三维场景的方法，利用全局式仿射模型，显著提升了重建速度、精度和完整性。”
        陈豹,王品贺,董秋雷
        2024, 28(6): 1576-1587. DOI: 10.11834/jrs.20222039
        利用全局仿射模型进行卫星图像快速三维重建
        摘要：基于多视角卫星遥感图像的三维场景重建是遥感领域中一项极具挑战性的任务。针对现有方法重建速度慢的问题，本文提出了一种利用全局式仿射模型进行卫星图像快速重建方法。该方法首先将多视角卫星图像裁剪成一组局部图像块并计算相应局部场景的三维仿射点云，然后引入一种基于局部点云的全局式仿射运动矩阵估计算法计算出每个视角对应的相机仿射运动矩阵，在此基础上利用少量地面控制点恢复出场景的三维欧氏结构。在两个公共数据集上的实验结果表明，本文方法的重建速度、精度和完整性在大多数情况下均优于3种主流文献方法。  
        关键词：三维重建;卫星遥感图像;仿射成像模型;欧氏结构恢复;全局仿射矩阵   
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        发布时间：2024-07-19
      • “最新研究利用HY-2卫星数据，提出主被动微波遥感联合观测热带气旋海面高风速和海面气压的方法。通过校正雷达高度计观测中的降雨影响，结合气压差与风速差的比例关系，计算中心气压。该方法在高风速和海面气压观测方面表现优异，为热带气旋监测提供了新的解决方案。”
        张有广,贾永君,林明森,马小峰
        2024, 28(6): 1588-1601. DOI: 10.11834/jrs.20242306
        基于HY-2卫星数据的热带气旋风速和气压反演
        摘要：基于HY-2卫星数据提出了主被动微波遥感联合观测热带气旋海面高风速和海面气压的方法。在海面风速观测方法中，利用与雷达高度计同步观测的校正辐射计获取的亮度温度信息来修正雷达高度计观测中受到的降雨影响，以此提升高风速观测能力。校正辐射计观测的降雨和海面粗糙度信息能够真实的反映在亮度温度中，结合雷达高度计观测的海面粗糙度信息，把校正辐射计观测亮温中的海面粗糙度信息剥离，将剩余的降雨信息等效为风速补偿到雷达高度计的原有海面风速观测中，进而得到海面高风速。在上述研究基础上，依据热带气旋期间气压差与风速差的比例关系，计算出中心气压。通过与预报和机载观测数据比对的结果表明：该方法能够实现热带气旋期间高风速的观测，HY-2卫星与预报数据和机载观测数据的均方根误差分别为1.3 m/s和1.0 m/s；海面气压均方根误差分别为5.5 hPa和4.6 hPa。同时，文中方法对于中低风速和中低风速条件下的海面气压也具备观测能力。  
        关键词：遥感;HY-2卫星;热带气旋;海面风速;海面气压;反演方法   
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        发布时间：2024-07-10
      • “在遥感目标检测领域，专家提出了一种基于稠密连接递归特征金字塔的算法，通过改进特征融合模式、加入多感受野机制、引入稠密连接结构，实现了对遥感目标的高精度检测。”
        吕奕龙,李敏,吴肇青,何玉杰
        2024, 28(6): 1602-1614. DOI: 10.11834/jrs.20232125
        稠密连接递归特征金字塔的遥感目标检测算法
        摘要：针对遥感目标检测中，目标尺寸较小、相似地物易混淆和背景复杂干扰大等问题，提出了一种基于稠密连接递归特征金字塔的遥感目标检测算法。首先，为充分利用遥感图像特征对特征融合模式进行了改进，利用典型相关分析CCA（Canonical Correlation Analysis），取代较为简单的逐像素相加融合模式，增强特征融合有效性；其次，为加强对小尺度目标的特征提取加入多感受野机制，利用不同尺寸的空洞卷积提取并融合不同感受野的特征，增强网络感知力；接着，为解决遥感多尺度目标泛化问题对特征递归形式进行改进，引入稠密连接结构，增强特征融合密度，充分利用骨干网络与高低层特征信息；最后，在前文基础上构建稠密连接递归特征金字塔模型DR-FPN（Densely-connected Recursive Feature Pyramid Network），并利用融合信息实现对遥感目标的精准定位。实验结果表明，在通用数据集MS-COCO2017上，使用本文金字塔模型平均精度可以提升9.9％；在遥感数据集NWPU VHR上，使用本文算法平均精度可以提升1.1％；在遥感数据集DIOR上，使用本文算法平均精度可以提升2.2％，超过其他特征金字塔模型和检测算法；在大规模遥感数据集DOTA上，使用本文算法平均精度可以提升1.8％，超过其他特征金字塔模型和检测算法，实现了对遥感目标的高精度检测。  
        关键词：遥感图像;目标检测;特征金字塔;特征递归;稠密连接   
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        发布时间：2024-07-10
      • “在矿区形变监测领域，研究人员引入坐标—时间函数CT，构建了CT-PIM模型，显著提升了形变预测精度，为矿区安全和生态保护提供参考。”
        张腾飞,邢学敏,彭葳,朱珺,刘祥彬,葛家旺,雷敏超
        2024, 28(6): 1615-1631. DOI: 10.11834/jrs.20222172
        融入坐标—时间函数（CT-PIM）的矿区时序InSAR形变预计—以淮安盐矿为例
        摘要：对矿区开展长期形变监测和后续形变预计对于预防矿山开采所引发的潜在安全问题和矿山生态环境保护具有十分重要的意义。利用合成孔径雷达干涉测量技术InSAR（Interferometric Synthetic Aperture Radar）与概率积分法PIM（Probability Integral Method）结合是较为有效的矿区形变预计方法。然而，目前矿区时序InSAR形变建模环节中大多数采用纯经验数学模型，未顾及开采沉陷机制，严重影响获取的形变观测值的精度；不准确的InSAR形变观测值将误差传递至后续形变预计，进而导致误差累积。本文将坐标—时间函数CT（Coordinate Time）引入时序InSAR建模环节，构建了坐标—时间函数预计模型（CT-PIM）以取代传统纯经验数学模型；再基于InSAR相位观测值求解未知参数，将构建的CT-PIM直接用于矿区形变预计，避免了误差的传递，以改善形变预计精度。分别开展了模拟实验和真实实验对提出预计方法进行验证。模拟实验显示：模型预计获取的时序形变与模拟真值的均方根误差（RMSE）为±4.6 mm。真实实验利用覆盖淮安市一盐矿区的35景Sentinel-1A SAR卫星影像开展，获取了研究区域2019年3月30日至2019年7月28日的预计结果，结果显示测区最大预计沉降量为152 mm。本文所提方法相比传统多速率模型，建模精度提升了38.2%；相比传统静态概率积分预计方法获取的形变结果，精度提升了39.1%。本文方法为预防盐矿区采矿引起的地质灾害问题提供了有力的工具，为盐矿区生产安全和生态环境保护提供参考。  
        关键词：遥感;InSAR;矿区;坐标—时间函数;地表沉陷;形变预计   
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        发布时间：2024-07-19
      • “在森林生物量估算领域，研究者通过对比分析ICESat-2和GEDI激光雷达数据，建立了森林地上生物量估算模型，为森林碳储量监测提供新方法。”
        孟鸽,赵旦,许聪,陈俊华,李秀纹,郑朝菊,曾源
        2024, 28(6): 1632-1647. DOI: 10.11834/jrs.20222120
        联合ICESat-2和GEDI星载激光雷达数据的森林地上生物量估算
        摘要：本研究重点对比分析ICESat-2和GEDI两种星载激光雷达数据用于森林地上生物量估算的适用性，首先在古田山典型研究区采用线性逐步回归方法分别构建基于ICESat-2的条带和基于GEDI的光斑尺度森林地上生物量估算模型，再结合MODIS光学遥感数据和ASTER GDEM地形数据，采用随机森林法在浙江省分森林类型构建逐像元尺度的森林地上生物量外推模型，根据40个森林地上生物量地面调查样点的精度验证探讨大区域尺度森林地上生物量的最优估算方法，实现了2020年浙江省森林地上生物量成图。研究结果表明：（1）在古田山典型研究区基于ICESat-2的条带尺度森林地上生物量估算模型精度（R2=0.7057，RMSE=0.3571 ln（t/ha））高于基于GEDI的光斑尺度模型（R2=0.5186，RMSE=0.2805 ln（t/ha））；（2）外推到浙江省的森林地上生物量估算结果表明基于ICESat-2的精度（R2=0.59，RMSE=31.2525 t/ha）明显优于GEDI（R2=0.4113，RMSE=39.2652 t/ha），且研究区的高程对两种数据的估算差异影响最大，仅采用高程在600 m以下的GEDI光斑数据来构建外推模型，发现估算精度有显著提高（R2=0.5387，RMSE=25.4017 t/ha）；（3）将ICESat-2条带与高程在600 m以下的GEDI光斑联合起来构建外推模型，是利用两种星载激光雷达数据进行浙江省森林地上生物量估算的最优方法（R2=0.678，RMSE=27.3592 t/ha）。该研究融合地面、机载与星载遥感数据，以浙江省为例开展森林地上生物量的区域尺度估算研究，可为森林碳储量的动态监测与固碳能力评估提供方法借鉴与应用示范。  
        关键词：遥感;森林地上生物量;ICESat-2;GEDI;线性逐步回归;随机森林;尺度外推;浙江省   
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        发布时间：2024-07-19

        简报

      • “嫦娥六号着陆点精确定位，为工程任务实施和科学研究提供重要支撑。”
        刘召芹,彭嫚,邸凯昌,万文辉,刘斌,王晔昕,谢彬,寇玉珂,王彪,赵晨旭,张一凡
        2024, 28(6): 1648-1655. DOI: 10.11834/jrs.20244229
        嫦娥六号着陆点高精度视觉定位
        摘要：嫦娥六号着陆点的精确定位对于工程任务顺利实施和科学研究至关重要。本文基于嫦娥二号正射影像、月球勘测轨道器窄角相机正射影像、嫦娥六号降落相机图像等数据，利用图像仿真和特征匹配方法确定了嫦娥六号着陆点在嫦娥二号正射影像的精确位置为（153.9780°W，41.6252°S），同时确定了在LROC NAC正射影像中的精确位置。嫦娥六号着陆点精确定位结果直接支持了工程任务的实施，对于结合着陆区高精度地形和嫦娥六号样品深入开展着陆区科学研究具有重要支撑作用。  
        关键词：遥感;嫦娥六号;视觉定位;降落相机图像;图像仿真;图像匹配   
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        发布时间：2024-07-19
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