针对遥感图像尺度变化大、场景信息复杂、小目标特征信息较少等导致的检测精度较低和当前目标检测模型参数量大、复杂性高导致的检测效率低的问题,该文提出了一种轻量化的YOLOv7-tiny遥感图像检测算法。首先,使用组混洗卷积(group shuffle convolution, GSConv)和VoV-GSCSP模块改进网络颈部,在保持足够检测精度的同时减少模型的计算量和网络结构的复杂性; 其次,在预测时采用一种结合注意力机制的动态预测头(dynamic head, DyHead),通过在尺度感知的特征层、空间感知的空间位置及任务感知的输出通道内,结合多头自注意机制,提高目标检测头的性能; 最后,利用基于Wasserstein距离的小目标检测评估方法(normalized Wasserstein distance, NWD)结合基于最小点距离的边界框回归损失函数(minimum points distance intersection over union, MPDIoU)来优化原模型的损失函数,增强对小目标检测的鲁棒性。实验结果表明,本文所提出的算法在DIOR数据集和RSOD数据集的mAP@0.5分别达到87.7%和94.7%,比原YOLOv7-tiny模型分别提高了2.7百分点和5.1百分点,且每秒检测帧率(frames per second,FPS)分别提高了12.2%和11.9%,能够有效提高遥感图像小目标检测的精度和实时性。

合成孔径雷达干涉测量(interferometric synthetic aperture Radar, InSAR)技术在矿区植被覆盖密集且存在大梯度地表形变复杂环境下进行监测时,存在监测点数量不足、监测精度不高等问题。针对这些问题,该文提出一种Stacking技术辅助下的改进分布式目标InSAR(distributed scatterer InSAR, DS-InSAR)方法。该方法采用置信区间假设检验算法识别同质像元并基于相位三角剖分算法完成相位优化,随后去除先期利用Stacking技术模拟的线性形变相位获取残余相位,进而稀疏形变相位条纹,提高后续DS-InSAR处理框架中时空滤波与三维解缠结果的精确性,最终补偿模拟相位获得完整形变场。通过处理2015年10月—2016年3月期间覆盖新巨龙煤矿的Sentinel-1A合成孔径雷达(synthetic aperture Radar,SAR)影像,解译了该时段内矿区时序地表形变特征,得到以下结论: 监测期间,矿区存在3处显著形变,雷达视线向最大累积形变量达到-313 mm;所提方法相较常规短基线集干涉测量(small baseline subset InSAR,SBAS-InSAR)技术能够反演出分布更加均匀的监测点位信息,其密度约是SBAS-InSAR的12.9倍;对比水准数据的均方根误差(root mean squared error,RMSE)约为6.82 mm,精度较SBAS-InSAR提高了约3.0 mm。

非负矩阵分解(nonnegative matrix factorization,NMF)因其良好的可解释性和易计算性被广泛用于高光谱影像(hyperspectral image,HSI)解混中。为了有效处理HSI中噪声和解混效率问题,该文提出了一种在特征空间增强下的空谱全变差NMF高光谱解混方法(spectral-spatial total variation nonnegative matrix factorization,SSTVNMF)。首先,通过特征提取,将原始数据空间转换到特征空间,在特征空间下进行解混处理,提高解混效率; 其次,为了降低噪声影响,利用双边滤波(bilateral filtering,BF)方法提取空间信息,对特征提取过程进行增强,保证所提取特征的准确性; 最后,为了保证解混方法的性能,基于NMF方法建立顾及空间特征和光谱特征的全变差(total variation,TV)正则化,空间TV通过计算相邻像元之间丰度的水平和垂直差异来促进丰度平滑,光谱TV是基于最小体积TV通过施加端元之间的约束力使体积最小化来增强端元提取。采用美国地质调查局光谱库合成数据作为模拟数据,Jasper Ridge数据集、APEX数据集和Cuprite数据集作为真实数据进行验证,实验结果表明,相比较于其他基于NMF改进的方法,所提方法在定性和定量评价方面都有提高。

由于雾霾会影响所捕获遥感图像的质量,同时限制后端视觉应用的性能,因而文章提出一种双重注意力多尺度残差去雾网络。首先,重建大气散射模型,可结合大气光值与透射率求取大气光幂; 然后,利用端到端的深度学习模型完成遥感图像去雾,该网络包含浅层特征提取模块、深层数据提取模块、双映射网络和平行卷积重建模块; 最后,将该文方法与CARL-net,DFAD-net,SRBFP-net和AMGP-net这4种方法进行主客观对比实验。结果表明: 双重注意力多尺度残差去雾网络能获得与原始无雾场景较为接近的视觉状态,并具备较优的对比度、鲜亮的色度与相应的饱和度,透射图细节清晰,保持前景部分边缘的同时可实现对图像噪声较好的处理; 相对于CARL-net,DFAD-net,SRBFP-net和AMGP-net,该方法的峰值信噪比和结构相似度指标较优,算法处理效率较快,同时随着遥感雾图分辨率增加,算法处理时间变化较稳定。

塑料大棚在现代农业中得到广泛应用,但其使用也带来了一些生态环境问题。利用遥感数据能够有效进行大范围的塑料大棚提取与识别,但现有的研究常采用分类法或光谱指数法提取塑料大棚,缺乏对2种方法的结合与对比分析。因此,该文提出一种利用多个Sentinel-2光谱指数结合单类分类方法(即改进的单类随机森林)的塑料大棚提取方法。该方法将6种塑料大棚光谱指数作为特征,使用改进的单类随机森林方法提取塑料大棚,并与该文提出的方法进行对比,以验证该方法的有效性。结果表明: 该方法在4个季节图像的提取结果的总体精度(overall accuracy,OA)均在97%以上,Kappa系数高于0.82,F1高于0.84,均高于6个指数的提取精度。同时,该文方法在不同季节提取的OA差异在1%以内,Kappa系数与F1分数的差异在0.1以内,季节稳定性强,均优于单独使用光谱指数的塑料大棚提取结果。研究可为准确监测塑料大棚空间分布提供科学依据和参考意见。

滑坡识别一直是地质灾害领域的一个研究热点,对于抢险应急指挥具有重要意义。针对滑坡检测的漏检误检以及识别精度不高的问题,该文通过对核心网络进行数据融合、增加卷积块注意力模块(convolutional block attention module,CBAM)、更改交并比(intersection over union,IoU)损失函数的优化等方法,提出一种改进的YOLOv7算法模型,实现了对滑坡同时进行目标检测与图像分割的功能,并以贵州省毕节市的滑坡数据集和四川省历史滑坡0.2 m高分辨率航空正射影像为例对模型的有效性进行了验证。研究结果表明,优化后的模型在山体滑坡的检测与分割任务中展现出较好的性能,相比于常规的YOLOv7模型以及Faster RCNN,Mask RCNN等主流模型方法,该模型对山体滑坡的识别更加高效、准确。以四川省白格地区为例,该模型在提高精度的同时可有效提高山体滑坡灾害信息获取的自动化程度。

热带亚热带植被覆盖地区的光学卫星遥感影像往往受到云影响,导致地物遥感信息缺失,如何有效地进行云检测、云物分类和云覆盖信息提取,仍然是遥感领域研究的热点和难点。国产卫星许多光学相机缺少目前主流云检测算法中的短波红外和热红外谱段,极大程度地降低了数据云去除的可用性。基于此,该文提出了一种仅利用可见光-近红外(400~1 000 nm)范围的几个谱段来实现云覆盖空间分布监测的算法。基于珠海一号卫星高光谱遥感影像,结合归一化水体指数(normalized difference water index,NDWI)和归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)的光谱指数构建特征空间散点图,进行云/物分类和云检测,并提取混合像元中云、水和植被各组分覆盖信息。结果表明,相较于常规云检测的光谱指数阈值法,该文提出的基于NDWI-NDVI特征空间的云检测算法有更好的云/水分离能力,可以抑制阴影对云覆盖影响,精确描绘云覆盖空间分布特征,且简便易行,这为进一步发展国产光学卫星遥感数据云检测、云/水分离和云覆盖信息提取算法拓展了新的研究思路和技术途径。

与自然地表相比,城市地表的几何结构更加复杂,像元内部的多次散射效应和邻近效应对城市地表温度(land surface temperature, LST)反演结果的影响不可忽视。该文提出了一种耦合机器学习和改进的温度/发射率分离(temperature and emissivity separation, TES)的城市 LST 反演算法,并将该方法应用于我国SDGSAT-1热红外数据中。该算法主要包括3个方面: 首先,基于XGBoost(eXtreme Gradient Boosting)算法反演SDGSAT-1城市冠层亮温; 其次,考虑城市几何结构,提出了一种基于天空可视因子(sky view factor, SVF)的TES算法,实现了城市LST的高精度反演; 最后,评估了算法的准确性,并将该方法应用于北京城区。结果显示,使用 XGBoost 算法和分裂窗算法均方根误差(root mean squared error, RMSE)分别约为 0.2 K 和 1.2 K; 在有/无水汽数据支持下,城市LST RMSE分别为0.36 K和0.73 K,3个波段的地表发射率(land surface emissivity,LSE)RMSE分别为0.020/0.026,0.018/0.023和0.020/0.023。改进前后的TES算法反演结果差值范围约为0~1.86K。

我国大陆地区的沿海区域变化图斑分析往往存在影像分辨率低、时间间隔久、区域范围小等问题。为获取高频次、准确的全国沿海区域变化信息,辅助我国海洋资源动态监管和沿海区域相关保护政策的执行,该文利用15 d一个周期的国产高分辨率遥感数据,采用迭代加权多元变化检测算法(iteratively reweighted multivariate alteration detection,IR-MAD)结合目视解译的方法,提取全国大陆地区11个沿海省市2020—2023年的沿海区域变化图斑,并对其进行时空特征分析、景观格局分析和空间相关性分析研究。结果表明: 我国大陆地区沿海区域变化图斑存在明显的定向变化,各研究区的围海到填海的变化图斑面积均为最高值,并且除海南省以外该类型的变化图斑面积均大于1 000 km²; 各类变化图斑占比逐渐趋于均衡,在2022年冬季,填海变化图斑的占比首次低于50%; 各类变化图斑的聚集度都处于逐渐增加的趋势,未来变化图斑分布将较为集中,各区域的变化图斑质心均发生了方向各异的迁移,且变化图斑在20 km之内存在显著的空间相关性。

文章以江苏省滨海湿地为例,通过卫星遥感、航空多参数遥感等方法估算滨海湿地主要植被生物量,并计算其固碳能力。结果表明: ①基于航空高光谱数据完成研究区地物精细分类,提取了地表覆盖分类信息共11类,植被覆盖率约76%,人类活动区域面积占比约1.5%; ②基于航空多参数方法反演植被生物量模型精度高于卫星遥感方法,其决定系数大于0.8,均方根误差为0.25; ③通过航空多参数遥感方法计算得到研究区内互花米草与芦苇的地上固碳能力分别为0.41 kg/m²和0.58 kg/m²。研究显示,航空多参数遥感方法能准确获取湿地植被种类及固碳能力,可为研究湿地生态系统的碳循环和生境现状提供重要评价参数,精准服务湿地资源调查。

矿区资源开发会导致土地利用格局发生变化,造成生态环境破坏。因此,进行土地利用分类对矿区生态修复和管理至关重要。目前,遥感影像广泛应用于土地利用分类,但单一数据源在矿区分类中存在局限,常规机器学习算法亦难以有效应对该任务。为提高分类精度,该文以内蒙古自治区鄂尔多斯市东胜区东部区域为研究区,利用卷积神经网络融合多源遥感数据实现矿区土地利用分类。首先,利用Sentinel-1/2、珞珈一号和美国国家航空航天局(National Aeronautics and Spoce Administration,NASA)数字高程模型(digital elevation model,DEM)数据构建多源遥感时序特征集合; 其次,联合Relief-F与随机森林(random forest,RF)算法实现特征优选; 最后,基于ResNet50卷积神经网络模型挖掘特征中的地物信息,以实现矿区的用地分类。结果表明: 文章提出的方法土地利用分类的总体精度(overall accuracy,OA)为95.36%,Kappa系数为0.942 1,高于RF等常规方法,Relief-F与RF综合特征优选可以提高多种分类器的分类精度。该研究为矿区土地利用分类提供了方法参考和借鉴。

明晰城市扩张与空间变化特征,是优化城市空间结构、抑制城市用地无序扩张的前提。该研究以成渝地区双城经济圈为研究区,结合多源数据融合方法提取2000—2020年城市建成区; 从城市扩张特征、空间变化和城市间空间强度等方面对整体与县域2个尺度进行城市扩张时空演化分析。研究结果表明: ①将不透水面纳入多源数据融合能够提高建成区提取精度,总体分类精度98%,平均Kappa系数为0.75; ②2000—2020年城市扩张经历了低速-中速、高速-低速的变化过程,扩张类型主要是边缘式,空间紧凑度下降; ③成渝地区双城经济圈城市间空间强度最大为成都市与重庆市,城市空间形态表现为“双中心-两翼”格局,以成都市、重庆市为中心带动周边城市发展的作用凸显。研究结果揭示了成渝地区双城经济圈城市发展规律与空间变化特征,有助于土地利用与国土空间格局合理优化,促进城乡协调发展。

探究土地利用演变及其对碳储量的影响,对于减缓都市圈气候变化、促进绿色低碳发展具有重要意义。该研究在“双碳”目标背景下,结合兴趣点(point of interest,POI)数据并顾及斑块生成土地利用模拟模型(patch-generating land use simulation model,PLUS)进行双约束转移矩阵优化,耦合生态系统服务与权衡的综合评估(integrated valuation of ecosystem services and trade-offs,InVEST)模型分析山东省济南都市圈2000—2020年土地利用演变规律及其对生态系统碳储量的影响,模拟预测了自然发展、城镇发展和生态保护3种情景下济南都市圈2030年和2060年土地利用变化并估算其生态系统碳储量,分析其碳储量重心迁移情况,并利用参数最优地理探测器探究碳储量空间分异驱动因素。结果表明: ①2000—2020年,济南都市圈耕地、草地和未利用地面积持续减少,林地面积呈波动增加状态,水域、建设用地面积增长迅速; ②2000—2020年,济南都市圈碳储量及土地利用空间格局相似,以黄河主脉为分界线,呈现“东南高,西北低”的分布特征,耕地类型碳储量为研究区碳储量的主要来源,占总碳储量的80%以上; ③多情景模拟下的碳储量均有所降低,主要原因为高碳密度区域耕地转换为低碳密度区域建设用地,其中生态保护情景碳储量最高,2030年总碳储量为4 226.86×10⁶ t,2060年总碳储量为3 967.94×10⁶ t; ④不同发展时期和情景下的济南都市圈碳储量重心均发生一定偏移,发展趋势受土地利用变化影响,重心地带一直处于济南市历城区,说明济南都市圈发展较为全面均衡; ⑤各驱动因子对济南都市圈碳储量空间分布具有明显影响,其中人口密度对碳储量空间分异解释力最大,交互作用下各因子均呈现对碳储量解释力增强的结果。

近年来,西部半干旱区大规模地下开采所产生的正向效应得到越来越多关注,正确认识并科学利用矿山正效应资源,对节约矿山生态修复成本有重要意义。为揭示沉陷盆地对大气水汽的扰动特征进而产生正向效应,该文以神东矿区的大柳塔矿区为研究区,基于大气辐射传输模型模拟和地基全球定位系统(global positioning system,GPS)实时观测数据构建Sentinel-2卫星影像水汽反演模型,得到2017—2021年近地层大气水汽含量,常用大气可降水量(precipitable water vapor, PWV)表示,据此分析单一工作面沉陷盆地和工作面群沉陷区的近地层PWV分布特征,并通过现场布设HOBO温湿度传感器,对沉陷盆地内外贴地层相对湿度对比分析。结果表明,沉陷盆地对大气水汽存在正向汇聚效应,具体表现为: 单一工作面沉陷盆地近地PWV由盆地内到盆地外逐渐下降; 开采后工作面群沉陷区近地PWV相较于开采前有明显改善; 沉陷盆地内相对湿度明显高于盆地外,距地表由低到高相对湿度差依次为14.52,13.53,12.43,10.60和10.33百分点,表明在垂直方向上随着高度的增加,沉陷盆地水汽汇聚效应逐渐减弱; 沉陷盆地水汽汇聚效应日变化特点为夜间显著,白天不明显。结合植被调查情况与前人研究成果提出沉陷盆地水汽汇聚效应概念模型,解释矿区沉陷盆地汇聚水汽过程机理,沉陷盆地一定程度上有利于半干旱矿区生态系统的良性循环。

地质灾害受自然与人文因素共同作用,直接危害人民的生命和财产安全,探究地质灾害风险时空变化规律及其发育机制,完善防灾减灾措施,具有重大意义。该文从自然和人文角度,选择地形地貌、降雨和社会经济等31个因子,基于风险四要素理论,采用层次分析法、主成分分析法、信息量模型、熵值法和冷热点分析等方法,选取川西地区开展地质灾害风险变化研究,并结合障碍度模型探究各因子对研究区地质灾害风险的影响程度。结果表明: ①2007—2022年间研究区地质灾害风险等级整体呈西高东低分布,康定市和马尔康市为常年冷点集中分布区; ②极低与低风险等级面积分别增加8 871.1 km²和12 478.6 km²,占比增速分别为1.056%/a和1.485%/a,高和极高风险等级面积分别减少10 127.8 km²和9 880.1 km²,占比增速分别为-1.206%/a和-1.177%/a; ③各因子对风险等级的影响程度具有时间异质性,主要障碍因素(障碍度>5%)集中在危险性和防灾减灾指标方面,降雨、地形地貌与医疗资源等相关因子对地质灾害风险的贡献较大。

快速、不均匀的地面沉降对人类的生命和生产活动构成了严重威胁,了解地面沉降的时空演化规律对于精确的地质灾害防控至关重要。该文基于永久散射体合成孔径雷达干涉测量(persistent scatterer interferometric synthetic aperture Radar,PS-InSAR)技术获取山东省德州市的逐月地表形变信息,计算多尺度形变增量(subsidence vertical increment,SVI),并结合时间序列聚类分析、时空立方体、时空热点分析和时空异常值分析方法来探究德州市2017年7月—2021年12月多尺度SVI的时空分布特征。结果表明: 通过时空序列聚类,月尺度趋势聚类不明显,季节尺度和半年尺度聚类特征更显著,且半年尺度的沉降波动较大; 通过时空立方体模型呈现,月尺度的SVI连续性较差,沉降变化特征不明显,季节尺度和半年尺度沉降发生月份较为接近,呈现出每年3—8月沉降,9月—次年2月回弹的显著性规律; 对德州市54个月的半年尺度SVI时空热点分析可知,加强的沉降和连续的沉降主要发生在武城县、德城区的西北部,东南部的临邑县、禹城县和齐河县主要为振荡的沉降和振荡的回弹; 对多尺度SVI进行局部异常值分析可知,月尺度的沉降特征无明显规律,季度尺度和半年尺度的沉降情况相近,东部及东南部的临邑县、齐河县季节性沉降和与作物生长相关的半年尺度沉降均呈逐渐减弱,甚至回弹趋势,但半年尺度高-高聚类范围更广,回弹现象更显著。

科学合理确定城镇范围是我国快速城镇化阶段的基础工作,是推动城乡空间优化和品质提升、科学统筹城乡规划建设管理、实施国土空间规划的重要依据。当前,我国城区和镇区概念和确定方法尚未统一,不利于城镇的规划、建设、发展和公共管理。在界定城镇区域相关概念的基础上,该文利用地理信息技术,基于第三次全国国土调查成果、统计公报、遥感解译及网络兴趣点等数据,综合考虑地类特征及其空间关系,提出一种以人为核心的非设市县城镇区确定方法,并以福建省宁德市霞浦县为例进行实证研究。研究结果表明,此方法可有效划定镇区范围,技术路线科学简明,可操作强,可为合理规划国土空间布局提供理论依据。

工业热源活动的精细提取是我国大气污染防治和工业经济预测的重要前提,然而因热源特征不明、类型判定不准等问题,导致工业热源遥感监测目前难以大范围推广应用。该文选取湖南省作为研究区,基于2015—2021年Suomi-NPP VIIRS夜火数据,结合空间滤波与具有噪声的基于分层密度空间聚类(hierarchical density-based spatial clustering of applications with noise,HDBSCAN)算法提取夜间工业热源,利用高斯混合模型构建不同类别的工业热源温度特征模板函数,根据相同类别的温度相似性判断工业热源子类别,总体分类精度达86.31%。并分析湖南省工业热源布局情况,结果表明: ①全省工业以石化厂为主,煤化厂数量最少; ②冶金企业的热辐射强度最大,集中在娄底市-湘潭市-株洲市一带; ③2015—2019年间,全省工业热源数量呈减少趋势,说明政府部门在“十三五”期间对省内“散乱污”工厂进行有效整治,新冠疫情期间热源数量整体变化不大,在政府有效调控下已逐步复工复产; ④通过分析热辐射排放强度与能源消耗量、工业污染物排放的相关指标的灰色关联度,以工业综合能源消费量、工业二氧化硫排放量和热辐射排放强度为标准,探究湖南省“能耗-污染-热排”的相关情况,并将各市州划分为7种类型。研究可为地方政府动态监测当地重点工业企业的生产活动状况提供信息来源与数据支持,摸清该地区不同产业类型的工业企业空间分布格局及演变趋势,有利于政府以及相关部门制定产业转型政策,践行可持续发展理念。

土地利用是影响全球环境变化的主要原因,探究其时空变化特征及驱动因子对促进区域社会经济与生态环境可持续发展具有重要意义。该研究基于1980—2020年9期土地利用/土地覆盖遥感监测数据,分析了格尔木河流域多年土地利用类型时空变化特征,结合显著相关性分析,探究了流域土地利用变化的主要驱动因子。结果表明: ①1980—2020年未利用土地与草地是格尔木河流域的主要土地利用类型,耕地、水域和建设用地面积呈现增加趋势,林地、草地和未利用土地面积呈现缩减趋势; ②2015—2020年流域内各土地利用类型面积的变化量与动态度变化显著,流域内土地利用类型转移的空间变化主要发生在中部与北部; ③1980—2020年未利用土地破碎度较大,人类活动(总人口数、地区生产总值)是流域内土地利用类型变化的主要驱动因子。

目前高铁对沿线城市的影响尚不明确,以往基于遥感数据的高速铁路影响研究主要以定性分析为主。针对这一现状,文章以京广高铁河北段沿线为研究区,提出了一种定性与定量相结合的高铁城市发展影响遥感监测方法。首先构建表征城市发展变化的参数指标体系; 然后利用多源、多尺度遥感数据,监测京广高铁开通前后研究区(河北省内4座已开通高铁城市)内各指标的时空变化; 最后选取研究区毗邻的4座未通高铁的城市作为对照组,利用双重差分(difference in differences,DID)模型量化分析高铁对河北4市的影响。研究发现: ①京广高铁河北段沿线4市在2005—2020年间建设用地快速扩张,平均每年扩张2.00%; ②高铁建设会显著影响城市的扩张方向,且这种影响与二者的空间关系有关; ③与未通高铁的4市相比,京广高铁的开通降低了沿线4市城区面积的扩张速度。

湿地被誉为“地球之肾”,对于维护生态系统稳定具有重要价值。该文针对丝绸之路沿线(简称“丝路沿线”)10个重要湿地保护区,基于ZY-3卫星遥感数据,采用面向对象与人工解译交互的方法,提取2015年和2020年2期的湿地类型,形成保护区内湿地分布及动态变化数据集,并在此基础上结合地形、水文条件、生态重要性以及湿地类型转移情况,提出了一种退耕还湿潜力空间评估方法。湿地信息提取结果表明,2015—2020年,受自然和人为因素双重影响,丝路沿线重要湿地保护区内湿地面积净增加238.04 km²,新增类型以湖泊湿地为主,湿地率总体提升0.58%,生态保护区的设立对于区域湿地保护总体上取得良好成效,但部分区域湿地仍然呈现出退化趋势,退化面积为77.00 km²; 退耕还湿潜力分析结果表明,共有325.13 km²的耕地区域需要逐层级开展退耕还湿,其中,高优先级恢复区面积为10.63 km²,中优先级恢复区和低优先级恢复区面积分别为167.02 km²和147.48 km²。该研究提出因地制宜的湿地生态恢复方案,可为丝路沿线地区湿地保护与管理提供决策支持。

为减轻强降水带来的洪涝灾害风险,该文利用风云三号D星(FY-3D)微波成像仪的一级亮温数据,结合与之匹配的二级降水产品,基于极化订正温度(polarization-corrected temperature,PCT)及散射指数(scatter index,SI),建立湖南地区陆面强降水降水率反演模型,进而通过个例对所建立的反演模型进行验证。结果表明,FY-3D卫星一级亮温数据反演的降水率与二级产品所获降水结果基本一致; 反演所得降水率在降水量低值区略偏大,而在高值区中心区域偏小; 升轨反演模型的相关系数(R)、平均绝对误差(mean absolute evror,MAE)和均方根误差(root mean square evror,RMSE)分别为0.876 1,0.771 1 mm/h和1.151 4 mm/h,降轨反演模型的R、MAE和RMSE分别为0.911 3,1.130 4 mm/h和1.832 2 mm/h; 反演得到的降水分布范围比二级产品的分布范围有所增大; 相较于二级产品,该模型反演结果在与站点实测值的对比中体现出更高的精度。该研究比较成功地反演了湖南地区陆面强降水的分布区域,可为研究微波亮温与降水的关系,以及陆面强降水降水率估算提供参考。

土地利用碳排放研究对实现国家“双碳”目标具有重要意义,进行湘西州土地利用碳排放变化及预测研究对湘西州地区制定“双碳”政策、平衡发展与保护提供理论参考。该文基于2000—2020年共5期土地利用数据对湘西州土地利用情况以及历史碳排放时空演变进行分析,运用脱钩模型以及对数平均迪氏指数(logarithmic mean Divisia index,LMDI)模型对其土地利用碳排放影响因素分解,并设定自然发展、耕地保护优先和生态保护优先3种土地利用情景,对2030年土地利用情况以及碳排放情况进行预测。结果表明: ①林地是湘西州最主要的土地类型,在土地转化方面,2000—2020年20 a间建设用地面积大幅增加,占用了大量林地和耕地,水域和草地的面积减少并转换成了林地和耕地,从碳排放角度,整体上碳汇用地向碳源用地转化; ②20 a间土地利用碳排放总量持续增加,建设用地是主要的碳源土地类型,林地是主要的碳汇土地类型; ③20 a间仅有花垣县碳排放量减少,其他县市均为增加,2010年后,原本碳排放增加地区碳排放量均开始减少,而其他地区碳排放量则出现不同程度的增加,建设用地碳排放量增加是引起地区碳排放量变化的关键因素; ④湘西州整体上一直保持弱脱钩效应,各县市主要是在弱脱钩和强脱钩状态之间变化,经济产出效应和能源效率效应是影响碳排放的主要因素; ⑤3种土地利用情景中总体土地格局未发生大的变化,碳排放量上,生态保护优先情景<自然发展情景<耕地保护优先情景,在未来建设用地仍然是引起整体碳排放量变化的主导因素,林地仍然是主要的碳汇来源。

地表形变对铁路的正常运营产生严重影响,研究中老铁路沿线地表形变空间分布,对铁路防灾减灾具有重要意义。该文利用2021年12月—2023年8月的Sentinel-1A 36景升轨与50景降轨影像,采用小基线差分干涉测量(small baseline subset interferometric synthetic aperture Radar,SBAS-InSAR)技术进行形变反演,以中老铁路景洪段为例进行地表形变空间分布统计分析。结果表明: ①铁路沿线整体形变呈现不均匀分布,北部山区存在隐患多处,选取的典型形变区中,北部山区形变速率达-108.718 mm/a,南部平原区抬升明显,形变速率达227.315 mm/a; ②铁路沿线雷达视线向(line of sight,LOS)地表形变速率范围为-319.811~321.638 mm/a,中老铁路沿线在普文镇、大渡岗乡具有明显沉降现象,在勐养镇、允景洪街道、嘎洒镇等城镇区有轻微沉降,在勐罕镇东南地区抬升明显; ③中老铁路沿线经过山区的形变主要集中在800~1 400 m处,形变区域的岩性多为软岩。文章可为铁路的安全运营与维护提供技术参考。

皮划艇运动作为奥运会的重要比赛项目,其训练阶段目前尚未广泛应用高精度定位和地图的可视化技术。针对这一缺口,该文提出了一种国内首创的基于实景三维的皮划艇运动监控系统。该系统集成了高精度定位技术、虚拟现实技术及虚实轨迹融合技术,为运动员和教练提供了一个直观且精确的数据分析平台。该文首先概述了系统建设的背景和重要性,然后阐述了系统的架构、主要功能以及数据库设计,最后利用Cesium三维地球引擎、ArcGIS Server地图服务器、ArcGIS API for JavaScript和WebSocket等技术进行了软件系统实现,并对关键功能的实现方法进行了说明。系统核心功能涵盖了训练场的三维可视化、场馆查询与定位、虚实轨迹数据接入、实时定位监控、轨迹回放以及数据分析等,具备高精度定位、三维实景可视以及虚实融合等独特特点。此系统的应用有利于提升皮划艇训练的效率和质量,并为相关领域研究提供有价值的参考。