雷达遥感在环境保护工作中的应用

雷达遥感具有穿透力和全天候作业的优势,在环境保护领域中应用需求广泛。面对国家日益严峻的环保形势和最新发射的环境雷达卫星,急需系统介绍雷达遥感技术在环保领域中的应用。文章通过全面分析合成孔径雷达（SAR）在溢油、水华、土壤湿度、植被长势、生物量以及应急监测等环境保护中的应用,为已经发射的环境一号雷达卫星提供明确的应用目标,并为构建全天候、全天时的环境天地一体化监测体系提供重要的技术参考。     

陆表比辐射率对遥感陆表温度反演结果的影响分析

陆表比辐射率（Land Surface Emissivity,LSE）是衡量物体表面以热辐射形式释放能量相对强弱能力的物理量,是影响遥感陆表温度（Land Surface Temperature, LST）的重要基本参数之一。为了分析不同条件下LSE对遥感LST反演结果的影响,基于Himawari8AHI (Advanced Himawari Imager, AHI)的分裂窗通道热红外遥感数据,采用Wan及Dozier的分裂窗算法,研究陆表温度反演结果对LSE的敏感性。首先,对LSE产品分别加入不同均值和标准差的高斯噪声,以此代表LSE不同的误差水平;然后,在其他条件不变的情况下,将带不同噪声的LSE和不带噪声的LSE分别输入分裂窗算法进行LST的反演;最后,分析不同时间、不同水汽、不同观测角度和不同下垫面条件下,LSE对LST的影响。结果表明：(1)无论白天、夜间还是日均LST,输入添加噪声的LSE较输入原始的LSE反演所得的LST数值总体略低,而且随着所添加噪声标准差的增大,所得LST差值的标准差增大。当LSE的噪声标准差为0.01时,所得白天、夜间和日均LST差值的标准差分别为0...     

基于模拟退火算法的BP神经网络模型估算高分辨率叶面积指数

卫星遥感技术的快速发展使得获取全球大范围叶面积指数成为可能,但基于现有的算法和数据估算高分辨率LAI的精度还需要提高。针对农作物、草地和林地等3种典型地表类型,选取地面观测数据较多的4个研究区,包括3个各地类用于建模验证的研究区与一个用于适用性验证的独立研究区,针对4个研究区,分别获取地面测量数据以及对应的30 m空间分辨率地表反射率数据。在3个主要研究区建立并比较了NDVI植被指数经验模型、BP神经网络模型和基于模拟退火算法的BP神经网络模型,利用地面实测数据对模型进行验证。结果表明：在研究所选的3个主要研究区,基于模拟退火算法的BP神经网络模型的估算精度比BP神经网络模型和NDVI经验模型的估算精度高,农田、草地和林地站点估算结果的决定系数分别为0.899、0.858和0.863,BP神经网络模型的估算结果决定系数分别为：0.763、0.710和0.742,NDVI经验模型的精度最差,其估算结果的决定系数分别为0.622、0.536和0.637。为了验证SA-BP神经网络的适用性,选取独立研究区进行验证,结果显示验证精度较高,R²为0.842,RMSE为0.689 5,说明该模型外推能力较好。研究证明了基于模拟退火算法的BP神经网络模型提高了模型泛化能力,有效防止了BP神经网络模型滑入局部最小值,是提高高空间分辨率LAI估算精度的有效手段。     

基于邻域引力学习的生物地理学优化算法

针对生物地理学优化算法（Biogeography-Based Optimization,BBO）易发生早熟收敛、陷入局部最优的问题,提出一种基于邻域引力学习的生物地理学优化算法（Neighbor Force Learning Biogeography-Based Optimization,NFBBO）。该算法采用邻域选择的方法确定迁出栖息地,以充分利用栖息地的邻域信息,增加算法的种群多样性。同时采用引力学习策略对栖息地进行更新,拓展搜索空间,提高算法的搜索能力,避免早熟收敛问题。为使种群能够自适应地跳出局部最优,引入一种自适应高斯变异机制。基于高维标准测试函数的对比实验表明,NFBBO算法具有更快的收敛速度和更高的收敛精度。     

不同空间分辨率热红外数据在近海核电厂温排水监测一致性研究

针对近年来我国核电厂大力发展而引起的核电温排水体污染的问题,该文利用相同日期的环境一号B星(HJ-1B)红外相机与Landsat ETM+热红外波段数据,均采用辐射传输模型法反演出大亚湾区域海表温度,通过同日期MODIS海温产品作为基准,比较HJ-1B数据、Landsat ETM+数据温度反演的差别,在此基础上,基于同一基准温度提取方法,开展HJ-1B数据、Landsat ETM+数据及MODIS反演结果3种不同空间分辨率数据在近海核电站温排水监测的一致性进行了分析与评价。研究表明:ETM+数据温度反演精度高于HJ-1B结果,且更能体现高温升区监测精度;基于劈窗算法的MODIS海温反演精度更高,但不能反映温排水温升分布细节;综合考虑具有较高时间分布率和较大幅宽的HJ-1BIRS数据更能满足业务需求。     

环境一号卫星A/B星数据自动几何精校正设计研究

环境一号卫星A/B星是我国自主研制的小卫星星座,其在轨稳定运行近5年,并稳定获取了大量高质量的观测数据,实现对这些观测数据的几何精校正处理,对发挥环境星宏观、动态的生态环境监测有着重要意义。本文首先分析了环境一号卫星参数特点以及环境一号卫星2级数据(系统几何校正后的数据)的几何特点。基于此,设计了环境一号卫星各载荷总体几何精校正方法流程以及charge-coupled device(CCD)相机自动几何精校正方法。实际运行数据表明,该方法可以较好地实现环境一号卫星各载荷数据的自动几何精校正,环境一号卫星CCD相机自动几何精校正图像精度可达到2个像素以内,同星不同载荷图像之间自动匹配方法可以获取小于1个像素的图像匹配精度。     

环境一号卫星数据产品共享机制研究

在对国内外遥感数据共享现状综合分析比较的基础上,针对环境一号卫星数据产品海量性、多源性、异构性、应用复杂性等特点,提出相应的数据产品共享标准规范、共享平台和共享政策,为环境一号卫星数据产品的高效、广泛应用奠定坚实的基础,以达到最大限度地满足用户的多样性需求、加强环境一号卫星数据产品的公益性服务和国际市场服务的最终目标.     

一体化膜生物反应器处理农村生活污水试验研究

采用一体化膜生物反应器(IMBR)工艺处理农村生活污水,考察了该工艺对COD、BOD5、NH3-N和浊度的去除效果。结果表明,在水温>22℃、ρ(DO)>3.4 mg.L-1、pH在6～9的条件下,工艺对COD、BOD5、NH3-N和浊度的去除效果较好,平均去除率分别达到93.1%、95.3%、93.8%和97.9%,出水COD、BOD5、NH3-N的质量浓度、浊度分别为19～31 mg.L-1、5.1～7.8 mg.L-1、1.9～3.1 mg.L-1、0～1 NTU,水质优于GB 5084-2005要求。     

基于卫星遥感的生物质燃烧排放估算研究进展

生物质燃烧是全球痕量气体和颗粒物排放的重要来源,对全球的空气质量、气候变化以及人类健康有显著的影响;生物质燃烧排放的准确估算对全球气候变化、区域空气质量评估预测研究具有重要意义。近20年来,基于卫星遥感的生物质燃烧排放估算研究得到了长足的发展,从以下四个方面对相关研究进展进行了系统介绍：1）基于燃烧面积和火辐射功率遥感产品的生物质燃烧排放估算方法;2）燃烧排放估算中关键参量（在燃火点、燃烧面积、火点辐射功率）获取方法及相关产品;3）生物质燃烧排放清单产品;4）对生物质燃烧排放估算未来研究方向进行了展望。