国内外赤潮卫星遥感技术与应用进展

卫星遥感已成为赤潮探测与监测的重要技术手段之一。回顾了国内外赤潮卫星遥感技术与应用的进展,对国内外已开发的赤潮卫星遥感技术与方法进行了简要的评述,并给出了国内利用NOAA和SeaStar卫星探测与监测赤潮的3个实例。讨论了我国赤潮卫星遥感存在的问题,提出了发展我国赤潮卫星遥感技术与应用的建议。     

风云三号卫星监测海洋浒苔、赤潮和溢油

风云卫星对海洋环境灾害（浒苔、赤潮和溢油）的定量遥感监测业务能力需要提升。利用风云三号D星中分辨率光谱成像仪MERSI-II资料以及部分高分卫星数据，探索解决大气校正和云检测两个技术难点问题的方法，分别依据浒苔、赤潮和溢油的光谱特征，建立相关的遥感监测算法，实现对海洋浒苔、赤潮和溢油的判识，并在相应个例中取得较好的监测效果。     

赤潮遥感进展与算法研究

回顾了国内外赤潮遥感研究概况,介绍赤潮遥感的生物物理化学依据,并总结利用卫星光学遥感数据反演赤潮信息的算法研究成果。     

应用MODIS进行赤潮遥感监测的研究进展

赤潮遥感监测是卫星遥感应用的重要领域。发射和应用时间相对较短的MODIS传感器具有相对的光谱分辨率和空间分辨率的优势,使得MODIS在赤潮遥感监测上发挥巨大的作用。分析总结了应用MODIS进行赤潮遥感监测的几种主要方法,并与其它几种主要传感器进行比较,分析了MODIS在赤潮遥感监测中的优势和不足。     

海岸线卫星遥感提取方法研究进展

海岸线是划分海洋与陆地管理区域的基准线。不同海岸地貌的海岸线划分依据各不相同,因此,它们在卫星图像上的解译标志与提取方法也存在差异。论述了利用遥感进行海岸线动态监测的优势与海岸线的基本特点及其分类,明确了在各个领域中对海岸线的不同定义,指出了不同类型海岸的遥感解译标志。详细论述了不同种类卫星图像中的海岸线成像机理,介绍了使用卫星遥感图像提取各类海岸线的算法及其发展过程,并对遥感图像中的海岸线提取算法的发展方向做出了分析。     

海洋环境污染与灾害卫星遥感业务化监测系统研究

本文针对我国海洋环境污染、突发性溢油污损事件以及由水体富营养化导致的赤潮灾害的现状和其造成的严重后果,阐述了我国建立海洋环境污染与灾害卫星遥感监测系统的紧迫性,结合国外此类技术系统的现状、我国现有技术条件和基本国情,提出了二十一世纪建设我国海洋环境污染与灾害卫星遥感监测系统的硬件构成和技术框架,以期为沿海经济的可持续发展服务。同时,也强调了在系统建设过程中应重视的三个问题。     

时间序列MODIS数据赤潮信息提取研究

MODIS数据在赤潮遥感监测中发挥着重要作用,其较高的光谱分辨率和时间分辨率在赤潮监测中有较大优势。本文利用2008年5月份多个时相MODIS数据对东海赤潮进行了研究,分别采用叶绿素浓度固定阈值法、月平均值差值法和海温及多光谱综合法对水体异常信息进行提取分析。通过对提取图像及其统计数据比较分析发现,固定阈值法所提取的信息会随阈值设置不同而变化,海温及多光谱综合法在有赤潮发生时提取信息与其他方法较一致,在未发生赤潮时则会发生多提误判。叶绿素浓度月平均值差值法所提取的时间序列赤潮信息则最客观地反映了赤潮变化趋势,能够很好地用于东海赤潮遥感监测。     

积雪、土壤冻融与土壤水分遥感监测研究进展

积雪、土壤冻融与土壤水分是陆表能量与水分以及碳交换过程研究中的重要因子,为了更好地了解积雪覆盖、雪深/雪水当量、土壤冻融状态和土壤水分等参数的遥感监测领域的发展动态,对这些参数遥感监测方法的研究进展进行了梳理,总结了利用光学与微波遥感,以及多源遥感融合的监测方法,并对该研究领域的发展趋势进行了展望。积雪、土壤冻融与土壤水分的遥感监测能力不断提升,监测算法从单一传感器向多传感器、单波段单一模式向多波段多模式集成,以及卫星虚拟星座综合观测概念的提出,均促进了现有卫星观测地表参数能力的提升;长时间序列产品的开发,对于研究和掌握全球变化大背景下对气候的响应提供了很好的数据基础;同时有助于促进遥感在水文、气象、气候、生态等领域的应用。以上的研究综述,有望对陆表水循环遥感参数反演领域,以及水循环遥感关键参数的应用领域有一定的借鉴作用。     

FY-3/VIRR资料积雪多阈值综合判识方法研究

利用卫星遥感监测积雪分布相比地面观测具有明显优势,目前基于FY-3卫星数据在积雪监测方面的研究较少。借鉴现有积雪卫星遥感监测算法,研究出适用于FY-3/VIRR资料的积雪判识方法,利用归一化积雪指数和多波段综合阈值实现积雪判识,提取积雪信息生成区域二值化积雪分布图。通过实例分析验证算法有效可行,并与MODIS积雪产品MOD10及其L1B数据NDSI判识结果进行对比,说明算法判识结果良好。研究表明,FY-3卫星数据可作为积雪遥测的可靠资料来源,可延用于积雪监测与灾害预警业务系统中,促进国产卫星数据的应用与推广。     

基于遥感技术的海岸带资源环境管理

海岸带是人口密集、资源丰富、开发程度较高,但生态环境又往往相对脆弱的地区。随着我国沿海地区经济高速发展,海岸带区域的环境状况发生了显著变化。这些变化信息依靠常规的调查手段难以及时获取,而卫星遥感技术则能够为监测海岸带及毗连海域资源环境变化提供有效手段。如何利用多源、多通道、多时相、主被动融合的星载遥感数据获取海岸带及毗连海域资源环境信息是我们亟需了解的问题。分别从海洋渔业资源调查、珊瑚礁及红树林等海岸生物资源的遥感、海洋水质监测、赤潮的监测与预警、溢油和海冰的监测等方面论述了遥感技术的特点与优势。并对遥感技术在海岸带资源环境管理中的应用做了展望。     

Passive optical remote sensing of cyanobacteria and other intense phytoplankton blooms in coastal and inland waters

Increased frequency and extent of potentially harmful blooms in coastal and inland waters world-wide require the development of methods for operative and reliable monitoring of the blooms over vast coastal areas and a large number of lakes. Remote sensing could provide the tool. An overview of the literature in this field suggests that operative monitoring of the extent of some types of blooms (i.e. cyanobacteria) is relatively straightforward. Operative monitoring of inland waters is currently limited to larger lakes or using airborne and hand-held remote sensing instruments as there are no satellite sensors with sufficient spatial resolution to provide daily coverage. Extremely high spatial and vertical variability in biomass during blooms of some phytoplankton species and the strong effects of this on the remote sensing signal suggest that water sampling techniques and strategies have to be redesigned for highly stratified bloom conditions, especially if the samples are collected for algorithm development and validation of remote sensing data. Comparing spectral signatures of different bloom-forming species with the spectral resolution available in most satellites and taking into account variability in optical properties of different water bodies suggests that developing global algorithms for recognizing and quantitative mapping of (harmful) algal blooms is questionable. On the other hand some authors cited in the present paper have found particular cases where satellites with coarse spectral and spatial resolution can be used to recognize phytoplankton blooms even at species level. Thus, the algorithms and methods to be used depend on the optical complexity of the water to which they will be applied. The aim of this paper is to summarize different methods and algorithms available in an attempt to assist in selecting the most appropriate method for a particular site and problem under investigation.     

The ABDMAP (Algal Bloom Detection,Monitoring and Prediction) Concerted Action

This paper describes the ABDMAP (Algal Bloom Detection, Monitoring And Prediction) project, which was a Concerted Action funded by the European Commission and carried out from April 1997 to March 1999. In the course of the project a number of workshops were held in various European countries. These workshops were devoted to various scientific aspects of algal blooms and, in particular, to the use of Earth observation (remote sensing) data for the study of such blooms. Great attention was given to the needs of users or potential users from the academic and research communities, from organizations with operational responsibilities for the introduction of legislation or for the monitoring of algal blooms. A state-of-the-art review of scientific knowledge and of applications of this knowledge was compiled and a number of actions were undertaken to widen the appreciation of the potential use of Earth observation (remote sensing) data for the study of algal blooms, including toxic algal blooms.     

遥感视频实时云检测的FPGA高效实现方法

针对目前遥感图像云检测算法及算法运行所需硬件平台复杂度高,无法进行在轨实时检测的问题,提出了一种基于FPGA的面向卫星在轨实时运行的遥感视频云检测方法.首先根据不同的遥感视频输入格式对其自适应降采样处理;其次对顺序流入的图像自适应阈值分割,然后对分割后的图像进行聚类获取云区域,进而提取每一块云区域的特征向量;最后计算整幅图像的云覆盖率和可用度,以此判断是否将图像下传.实验结果表明,在60 MHz的时钟下,且Camera Link接口每个时钟周期同时输入两个像素时,822×1096大小的遥感视频云检测速度可达132 fps,相对于传统的嵌入式双核CPU,速度提升了6～7倍.该方法可实现卫星在轨实时云检测,极大地缓解了有限的星地数传带宽和巨大的遥感数据量之间的矛盾,大幅提升遥感卫星系统应用效能,具有很强的实用价值.     

基于卫星遥感数据的恶劣气象监测预警系统设计

针对传统恶劣气象监测预警系统的检测准确率低、预警时效性较差的问题,提出基于卫星遥感数据的恶劣气象监测预警系统。利用GDAL软件自带的读写功能,处理已读取的遥感影像基本信息,再根据辐射定标与亮温计算数值,完成卫星遥感影像的预处理模块设计。连接插件模块的逻辑结构,利用待集成的平台插件,控制下级遥感信息显示与预警模块,实现恶劣气象监测预警系统的设计与应用。按照系统多线程的同步与通信关系,完成遥感数据的云识别处理,实现卫星遥感程序与恶劣气象监测预警模块之间的实时交互。选取风向指标作为实验对象,分析对比实验数据可知,在不同风向条件下,卫星遥感型监测系统所检测出的风向指标均呈现显著性状态,能够及时响应系统主机的预警指令。     

高分辨率光学遥感影像变化检测算法在地震灾情调查中的应用

遥感卫星可快速、动态地获取地震灾区大范围的高分辨率影像,已成为快速获取震后灾情信息的主要技术手段之一。基于震后灾情调查中广泛使用的光学遥感数据和变化检测算法,首先对遥感数据及其产品进行了归纳总结,在此基础上综述了基于高分辨率遥感影像的变化检测算法在震害提取中的应用,阐述了基于像元和面向对象两类变化检测方法的基本原理和优缺点,讨论和总结了应用中存在的问题和不足,以期为未来地震应急中的灾情调查工作提供参考。     

Use of satellite remote sensing in Malaysian forestry and its potential

The use of satellite remote sensing in Malaysian forestry and its potential are discussed under three headings (1) Application of satellite remote sensing in Malaysian forestry; (2) Current efforts in remote sensing research application; (3) Potentials of remote sensing techniques in monitoring logging operations and forest change; and remote sensing as a tool in rehabilitation and reforestation. It is concluded that there is a high potential of satellite remote sensing application in Malaysia, especially with the Landsat and SPOT data supported with aerial photographs. This is due to its fast delivery of relevant, timely and accurate information needed for sustainable forestry and a sound management decision.     

Geoscientific achievements

Abstract

During the past 20 years the development of remote sensing techniques has been very intense and remotely-sensed data have become a most powerful tool for investigations on the subject of geology, geophysics, mineral resources and energy. For geology and investigations on mineral resources manifold operational applications can be realized. Multisensor and muhitem-poral data are available, with varying spectral and spatial resolutions, to facilitate an optimized detection of the parameters of interest. Analogous, and of greater interest for the main topics of geoscience, digital data have proved to be an indispensable working base in many applications. During this period of technical development of different sensors the availability of the new remote sensing data opened up the possibilities of analysis beyond purely qualitative to more quantitative achievements. In this framework numerous geoscientific researchers in Europe were engaged in developing methodologies for the application of the new remote sensing data. The development of image processing techniques, e.g. to merge multisensor data or classification algorithms, was advanced. The feasibilities of remote sensing have shown distinct characteristics for numerous applications, in particular during recent decades, from the combination of different data sets.     

卫星遥感及图像处理平台发展

航天科技是国家综合国力和科技实力的重要体现,而卫星遥感则是航天科技转化为生产力最直接、最现实的途径之一。遥感数据获取与分发、数据处理与信息提取是卫星遥感应用的两个基本步骤。随着国家民用空间基础设施规划中的遥感卫星体系稳步推进,以及商业卫星遥感的蓬勃发展,我国的卫星遥感数据获取能力呈现质量齐升之势。但同时,作为卫星遥感应用的基础设施和关键工具,遥感图像处理系统平台逐渐成为制约自主卫星数据应用和空间信息业务发展的重要因素之一。本文围绕卫星遥感对地观测主题,从卫星遥感数据获取能力、卫星遥感数据处理系统平台两方面,对国内外现状进行综述,在此基础上分析了卫星遥感的发展趋势。     

遥感卫星灾害应急监测效能评估指标体系构建

遥感卫星广泛应用于包括防灾减灾在内的多个领域,发挥了巨大的社会效益。自然灾害应急对卫星监测的需求具有针对多时空要素的动态高效多源多维的特点,而卫星的全球化可重访、无国界观测能力与灾害的监测需求高度契合。在研究分析遥感卫星在灾害应急任务中的能力需求和应用模式的基础上,从单项性能、能力指标和应用效能三个层次展开分析,构建遥感卫星灾害应急监测效能评估指标体系,给出主要指标的评估方法,为我国卫星有效用于国内外重大灾害应急监测服务提供有效的评估手段和技术支撑。