0引言
近几十a来,我国的交通运输业快速发展,高速公路发展势头尤为迅猛。2016年,全国高速公路总里程已达到13万km。交通运输的发展为国家社会经济提供了有效保障。但同时,它也受到了气象条件的强烈影响与制约。灾害性天气成为导致道路交通事故发生的关键因子[1]。2001—2007年间,我国高速公路每年约30%的交通事故与不良气象条件直接相关,不良天气条件下交通事故的伤亡人数约占总伤亡人数的20%[2]。影响最大的不良天气包括大雾、薄冰、积雪、暴雨、大风等。以京津塘高速公路为例,相对湿度、降水量和水平能见度等气象因素与万辆车流的交通事故数量密切相关[3]。在美国每年约28%的高速公路交通事故和19%的人员死亡是由恶劣天气引起的,造成的经济损失高达420亿美元[1]。未来,随着汽车保有量的增加和交通运输系统效率的提高,气象灾害对道路交通安全的影响也将越加显著。
如何预防灾害性天气对交通运输的影响,成为亟待解决的问题。实时交通气象信息的获取成为解决问题的关键环节。传统的气象观测站可以为交通气象提供背景资料,但其站点分布稀疏,气象要素又具有高度异质性,这样的数据难以直接应用到道路管理上。目前我国正大力发展交通沿线的气象监测,在主要道路沿线布设了自动气象监测站。然而,这样的监测设备依然太少,且分布极不均匀,大部分省份,尤其西部地区覆盖很少。如果道路周边自然环境比较复杂多变,那么这种定点监测数据就很难用于交通气象的准确预报。
遥感数据是一种重要的数据源。它具有监测范围广、更新时间快、成本低等特点,能够有效弥补地面监测的不足。遥感技术不仅有助于实时全面了解灾害发生过程,也有助于灾害预警和预报,对灾后救援和恢复重建也能发挥很好的作用,目前已广泛应用于生态环境调查、大范围灾害监测预报以及风险评估等研究中,能够大大提高灾害调查的客观性和准确性。
伴随着遥感技术的发展,以及交通运输业对大时空覆盖数据的迫切需求,发展面向交通应用的遥感技术具有重大意义和巨大潜力。美国交通气象信息国家需求评估报告指出[1],交通气象信息系统应该在传统的天气预报模式基础上,加入新型的遥感技术。随着我国经济的快速发展,遥感技术在交通中的应用也有待深入研究。
1 遥感技术在交通气象监测中的应用
遥感技术在气象监测与预报、道路交通监测的应用中都已经获得了阶段性成果。下面就其主要应用领域及进展情况进行综述。
1.1 公路运输网络的遥感监测
在遥感影像上,公路交通运输网络具有独特的特征。公路一般形状规则,具有一定的宽度,且在较大范围内宽度变化不大。公路还具有连通性,往往呈网状分布。公路的光谱特征在一定范围内也具有连续性,完好的公路路面灰度比较均匀。而且公路两侧常常分布行道树,边缘比较明显。
交通气象灾害发生后,公路的几何和光谱特征会发生显著改变。由于路基、路面遭到破坏或被积水、堆积物和冰雪等覆盖,受灾公路原先在影像上的规则几何形态会发生改变甚至消失。道路的空间连续性也会改变,形成孤立、无法相互连接的路段。道路结构的破坏和路面的堆积物会导致道路宽度变窄,受灾路段的边线可能改变或消失。同时,路基、路面物理结构的变化还会导致路面反射特性(如道路灰度和纹理均一性等)产生变化。不仅正常路段与受灾路段存在明显的光谱差异,不同形式、不同受灾程度的路段,也会表现出不同的光谱特征变化规律[4]。
1.2 灾害性天气的遥感监测
1.2.1 浓雾和云监测
雾和云在顶部结构和纹理特征方面都具有显著差异。例如在低太阳高度角情况下,在可见光波段,雾比云具有更强的方向性反射特点。当卫星处于太阳镜面反射方向时,雾在可见光波段的反射率更高,而在其他情况下雾的反射率都低于云,同时高于下垫面。而在红外波段,雾区的亮温通常显著高于云区,这些都为雾的识别提供了依据[5]。白天浓雾的遥感监测主要利用可见光波段反射率和红外波段亮温,而夜间浓雾监测常用的方法是热红外和中红外波段亮温差值法。近年来新出现的分形维数纹理分析方法对雾的监测也取得了良好的效果。
1.2.2 暴雨监测
降水天气是影响交通最频繁的气象因素,它引起的低能见度和路面湿滑会导致交通事故的增加。尤其是暴雨,主要受中小尺度天气系统影响,在时间和空间上变化率大,是目前最难观测的大气变量之一。遥感技术为这种尺度天气系统的分析提供了重要手段,能监测从单个对流云团到整个天气系统的发生、发展和演变[13]。降水的遥感监测研究受到了国内外科学家及有关部门的高度重视。世界气象组织(World Meteorological Organization,WMO)于2007年倡导并组织实施了高空间分辨率卫星反演降水产品评估计划(Program for Evaluation High-Resolution Precipitation Products,PEHRPP)[14]。
1.2.3 沙尘天气监测
沙尘粒子含有大量的矿物质,对太阳短波辐射具有很强的后向散射,改变了长波红外辐射,严重影响大气能见度,表现出与云、下垫面显著不同的光谱特征。在卫星影像上,沙尘区的可见光反射率一般介于晴空和云之间,而沙尘粒子的发射特性又与粒子构成及粒子密度密切相关,可以通过红外波段的亮温及不同波段间的亮温差值进一步区分沙尘与云[17]。激光雷达能够监测激光束与气溶胶粒子相互作用产生的回波信号,获得不同高度的气溶胶消光系数和后向散射系数等参数,对沙尘天气的垂直空间分布研究有独特优势。
遥感技术已经用于沙尘源区、运移路径、背景天气和下垫面状况等的动态监测,能够反演出沙尘天气下的气溶胶光学厚度、粒子有效半径和垂直气柱沙尘总量等,实现了沙尘参数的定量分析[18]。从20世纪70年代,国外就开始了利用卫星遥感技术监测沙尘暴的研究。我国的相关研究大致从20世纪80年代末开始明显增加。目前随着遥感技术的发展,适合于沙尘暴监测的传感器种类在增加,性能在提高。例如GMS/ VISSR,SeaWiFS,NOAA/ AVHRR,EOS/MODIS和FY系列等遥感数据监测范围广、时间分辨率高,在沙尘监测中得到广泛应用。CALIPSO/CALIOP是世界上首个应用型星载云和气溶胶激光雷达,能够提供全球范围多年连续的沙尘监测数据。
1.2.4 低温与积雪监测
1.3 次生灾害遥感监测
地质灾害的遥感识别依据,一方面是来自影像的空间结构信息,包括形状、大小和纹理等,另一方面是影像的光谱信息,如灰度的变化等。地质灾害通常在影像上与周围背景形成鲜明对比,特征独特,容易建立解译标志。例如,滑坡体通常呈规则和不规则的圈椅状,亮度与周围岩层的亮度有明显区别[25]。崩塌普遍发生在公路两侧陡崖或陡坎处,在坡脚可见倒石堆[26]。崩塌在遥感影像上常具有弧形、三角形和新月形等形态。由滑坡、崩塌形成的路面堆积往往表现出与周围滑坡体相近的光谱特征。这些都是地质灾害判别的显著标志。雷达遥感在道路交通的地质灾害监测研究中也有广泛应用。例如合成孔径雷达(synthetic aperture Radar, SAR)的干涉测量技术能够有效提取地表三维信息,监测地面沉降、地表形变等地质灾害。
1.4 交通流遥感监测
灾害发生后,车辆通行能力减弱,交通流会发生明显改变。遥感技术已经开始应用于交通流参数的提取,它能够观测整个道路网络的交通状况,将基于“点”的交通信息延伸到“面”的二维交通信息监测。与传统交通监测方法相比,它对地面不具有破坏性,不影响地面交通,覆盖面积大,获取信息丰富,可大大节省人力、物力、财力和时间。
自20世纪80年代以来,美国、德国和日本等发达国家开始大力发展遥感技术在交通领域的应用研究。1999年,美国交通部联合国家航空航天局成立了美国国家交通遥感协会(National Consortium on Remote Sensing in Transportation, NCRST),重点是融合遥感数据和地面交通监测数据,对交通流、交通灾害和道路交通环境等方面开展研究。2006年,《国际摄影测量与遥感》杂志(International Society for Photogrammetry and Remote Sensing, ISPRS)出版了“航空和航天遥感监测地面交通”主题专刊,讨论了遥感影像车辆探测和交通参数提取等方面的研究成果。德国航空航天中心遥感技术研究所研发出一种低成本遥感飞行器(3K-camera),能够实现快速获取车流密度、速度、拥堵路段起止点和拥堵路段长度等交通信息,对车辆实现大范围的监控。国内研究起步虽然较晚,但正在加速发展。如中国科学院遥感与数字地球研究所、中国交通运输部科学研究院的交通遥感应用技术实验室,以及国内很多高校都正在开展利用遥感技术进行交通信息采集、交通事件监测等方面的研究。
2 存在问题与解决途径
相较于其他行业领域,遥感在交通运输业的应用是个新兴研究方向。虽然已经取得了一定的成功经验,但大部分只是示范性试验,距离实际应用及产业化还存在很大差距,未来还面临不少难题和挑战。
2.1 遥感数据质量和分析精度问题
遥感数据的时空分辨率与交通实际应用的精度要求还存在一定差距。光学遥感发展最早,技术最成熟,但只有在晴朗的白天才能获取有效数据,在灾害性天气条件下难以发挥作用。微波遥感虽然能够在夜间和不良天气条件下运行,但空间分辨率较低,技术方法体系尚未发展成熟。在交通灾害易发的山区,山间往往水汽聚集,能见度低,公路受复杂地形的阻挡,加上车辆目标相对较小,利用遥感影像难以充分识别出车辆信号。而且无论气象还是交通流参数,遥感反演过程中的许多物理机制还存在未解决的问题。这些都给遥感技术的应用带来了困难,限制了其在交通气象领域的应用。
2.2 多源数据融合
不同传感器获取的遥感数据具有不同的性能。不仅如此,遥感数据还需要同传统的地面监测数据以及模型有机结合起来。要实现这些多源数据的综合应用,就要进行数据融合。数据同化(data assimilation)是实现数据融合的有效途径。数据同化的参数估算方法不仅能够整合不同特性(比如多光谱、多角度、多时相)的遥感数据,而且能够整合各种测量数据和先验知识,能够把不同来源、不同时空分辨率、直接和间接的观测数据与模型模拟结果进行集成,生成具有时间一致性、空间一致性和物理一致性的各种地表状态的数据集[32]。
2.3 尺度效应
不同时空分辨率的遥感影像之间,遥感数据的像元尺度与地面观测的站点尺度之间,都存在着尺度匹配问题。如果对尺度效应了解不够深入,就难以进行不同尺度间信息的转换。这是导致海量遥感数据无法有效利用、定量遥感研究缺乏普适性的根本原因之一[33]。因此,如何完成不同尺度数据间的转换成为一个关键的科学问题。
2.4 海量数据与自动信息提取问题
遥感数据在为人类提供大量丰富信息的同时,也为从众多信息中提取特定目标提出了挑战。研究区域越大,数据量就越大,再加上交通领域实时监测的需要,数据量会更大,而且计算方法复杂。这就需要解决海量数据实时处理和实时发布的问题[35]。目前遥感云存储是一种新兴的高效安全的网络存储技术,但还未得到普及应用。基于计算机技术的遥感信息自动识别和智能解译可以大大提高信息的提取效率,有利于实现动态监测和分析,以满足业务应用的实际需要,是未来发展的重要趋势。但是遥感的自动信息提取依然是一个科学难题,是限制遥感业务化应用的瓶颈因素之一。
3 结论
从公路运输网络监测、灾害性天气、次生灾害和交通流监测4个角度阐述了遥感技术的应用现状,重点分析了浓雾、暴雨、沙尘、低温与积雪等灾害性天气的遥感监测和预报工作,并对当前存在问题及解决办法进行了探讨。主要结论如下:
1)遥感技术正逐步成为交通气象灾害监测不可缺少的手段。它能够有效弥补地面监测的不足,而且已具备良好的理论基础,可以应用于交通气象灾害的监测。
2)基于遥感数据开展的次生灾害监测和评价技术发展较为成熟,并已经获得了较好的应用实效。
3)基于遥感影像监测交通流信息的研究取得了初步进展,并已经开始应用于实践中。
4)由于受到定量遥感理论与技术发展水平的限制,遥感监测和评估交通气象灾害的研究尚未发展成熟,还存在诸多不足。
随着遥感定量化水平的不断提高,未来遥感技术在交通气象领域的应用将取得更大的进步。它将推动交通气象灾害机理研究的深入开展,为道路交通的实时监测与预警预报提供支撑。
参考文献
Weather Information for Surface Transportation:National Needs Assessment Report[R].Washington,DC:U.S
我国高速公路交通事故特点分析
[J].
Feature analyses of traffic accidents on Chinese highways
[J].
G2京津塘高速公路万辆车流的交通事故灾害与气象综合指数的关系
[J].
The traffic accidents of Huabei freeway and its relation to the meteorological composite index
[J].
高分卫星遥感技术在公路地质灾害损毁评估中的应用
[J].
Application of high-resolution remote sensing technology on road geological disasters
[J].
雾的气象卫星遥感光谱特征
[J].
DOI:10.3969/j.issn.1674-7097.2004.03.001
URL
[本文引用: 1]
从大气辐射传输理论入手,用频谱分析方法研究了气象卫星遥感图像上云雾的可见光和红外光光谱特征,阐述了雾在NOAA各通道的光谱响应特征及相关指标。根据云雾的不同顶部结构,分析了云雾反射可见光的非朗伯特性。根据瑞利(Rayleigh)准则,解释了低太阳高度角时可见光对云雾具有更强的识别作用,指出雾与云相比,具有更强的方向性反射特点,当卫星处于云雾层的镜面反射方向时,雾区具有更强的亮度,即反射率高于云区;反之,雾区则相对较暗,指出可见光在云雾识别方面具有重要作用。通过分析云雾层的不同红外光谱特点,给出了一些云雾识别与分类的指标,说明了通道组合方法对云雾识别的重要作用,为云雾分类提供了依据。通过时间动态的频谱分析,给出了判断大雾成熟期的光谱特征,对判定大雾的发展与消散具有重要意义。
Meteorological satellite remote-sensing spectral characteristics of fog
[J].
Using satellite data for forecasting fog and stratus dissipation
Detection of fog at night using advanced very high resolution radiometer (AVHRR) imagery
[J].
A case study of the detection of fog at night using channels 3 and 4 on the advanced very high resolution radiometer (AVHRR)
[J].
A feasibility study of daytime fog and low stratus detection with Terra/Aqua MODIS over land
[J].
DOI:10.1017/S1350482706002180
URL
[本文引用: 1]
A scheme for the detection of fog and low stratus over land during daytime based on data of the MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) instrument is presented. The method is based on an initial threshold test procedure in the MODIS solar bands 1-7 (0.62-2.155 m). Fog and low stratus detection generally relies on the definition of minimum and maximum fog and low stratus properties, which are converted to spectral thresholds by means of radiative transfer calculations (RTC). Extended sensitivity studies reveal that thresholds mainly depend on the solar zenith angle and, hence, illumination-dependent threshold functions are developed. Areas covered by snow, ice and mid-/high-level clouds as well as bright/hazy land surfaces are omitted from the initial classification result by means of a subsequent cloud-top height test based on MODIS IR band 31 (at 12 m) and a NIR/VIS ratio test. The validation of the final fog and low stratus mask generally shows a satisfactory performance of the scheme. Validation problems occur due to the late overpass time of the TERRA platform and the time lag between SYNOP and satellite observations. Apparent misclassifications are mainly found at the edge of the fog layers, probably due to over- or underestimation of fog and low stratus cover in the transition zone from fog to haze. Copyright 2006 Royal Meteorological Society.
卫星遥感资料在沪宁高速公路大雾监测中的初步应用
[J].
Preliminary application of sate-llite remote sensing data on heavy fog monitoring of Huning Highway
[J].
用GMS-5气象卫星资料遥感监测白天雾的研究
[J].
DOI:10.3969/j.issn.1674-7097.2001.03.007
URL
[本文引用: 1]
A technique for detecting fog during daytime by the use of a combination of VIS and IR1 images from GMS 5 weather satellite is presented in this paper.This technique,combined with the analysis of texture characters,movement laws and dissipation laws of fog and low stratus,can be used to distinguish fog from low stratu clouds.A case study is given to demonstrate the effect and potential of this method.
Study on detection of daytime fog using GMS-5 weather satellite data
[J].
城市和沿海大雾遥感自动检测和云、雾分离技术研究
[J].<FONT face=Verdana>鉴于大雾对沿海城市国民经济的巨大影响， 迫切需要对大雾产生时的分布、 范围、 地点等状况进行实时监测和精细分析。本文以FY-2C/D、 MTSAT静止气象卫星为主， 其他极轨卫星为辅， 从光谱特征出发， 利用大量历史、 实时同步或准同步气象卫星与地面能见度观测资料， 客观分析了云、 雾、 下垫面的晴空象元在可见光和红外各波段的光谱特征及辐射性质， 研究了大雾发生季节可见光遥感图像中下垫面反射率与云、 雾反射率之间的相对关系和变化规律， 提出了生成准雾区动态判别门限, 进而实现准雾区自动提取方法。并在此基础上， 根据雾区的结构、 纹理、 形态等特征， 采用差分计盒维数、 形态分形分析、 区域跟踪检测、 模板特征分析、 红外特征分析等多种实用有效的雾检测和云、 雾分离技术模型对雾区进行自动提取。采用以上遥感方法检测出的雾区， 经地面实测资料计算验证， 其雾区提取精度平均相对误差为 21.03%， 得到了雾区信息提取和业务应用的良好效果。<BR></FONT>
Automatic detection of heavy fog and cloud-fog separation technology in city and coastal area of eastern China based on meteorological satellite remote sensing ima-ge
[J].
GMS气象卫星在暴雨灾害遥感监测中的应用
[J].<p>利用时空分辨率较高的GMS-5红外、可见光和水汽多通道遥感资料,给出了影响山东省夏季暴雨的卫星遥感图像模型。结合常规气象资料,探索了利用气象卫星遥感资料监测暴雨灾害的方法。</p>
The application of GMS satellite to the remote sensing monitoring of rainstorm disaster
[J].
卫星遥感反演降水研究综述
[J].
DOI:10.11867/j.issn.1001-8166.2011.11.1162
URL
Magsci
[本文引用: 3]
<p>降水是地球水循环的基本组成部分，具有重要的气象、气候和水文学意义。精准地测量降水及其区域和全球分布，长期以来一直是一个颇具挑战性的科学研究目标。经过近50年的发展，基于可见光、红外和微波等各类卫星传感器的降水反演算法也逐渐发展成熟起来。简要回顾可见光/红外、被动微波、雷达和多传感器联合反演等卫星遥感降水反演的基本原理、主要反演算法以及存在的难点和前沿性研究问题，介绍了应用降水反演算法制成的3种主要全球降水数据集，包括热带雨林观测卫星（TRMM）、全球降水卫星制图（GSMaP）和全球降水气候项目（GPCP）数据集，并结合目前存在的问题探讨卫星降水反演研究发展趋势。</p>
Satellite retrieval of precipitation:An overview
[J].
Global precipitation at one-degree daily resolution from multi-satellite observations
[J].
DOI:10.1175/1525-7541(2001)002<0036:GPAODD>2.0.CO;2
URL
[本文引用: 1]
Provides information on a study which described the One-Degree Daily (1DD) technique for estimating global precipitation through multisatellite observations. Information on the threshold-matched precipitation index; Validation of the 1DD technique; Sample application of the 1DD technique.
中尺度强暴雨云团云特征的多种卫星资料综合分析
[J].
DOI:10.11898/1001-7313.20070204
URL
[本文引用: 2]
针对2002年6月23—27日发生于江淮地区的一次中尺度强暴雨过程，利用FY-1D，EOS和NOAA卫星的可见光、红外、微波通道遥感观测、反演资料，从相态、光学厚度、垂直结构等各方面分析云特征，并将分析结果与同时段地面雨量观测进行对比分析，发现云光学厚度大且云顶粒子为大粒子、冰相态是此次降雨过程中云团的主要云特征，地面雨量的大小与云光学厚度密切相关，两者间基本呈正相关关系；稳定少变的大光学厚度云或云光学厚度显著增大均可带来强的地面降水。微波资料可以很好地体现降雨云团的垂直结构。分析结果显示，卫星遥感对揭示中尺度强暴雨云团的云特征，具有很好的指示作用。
Case study on cloud properties of heavy rainfall based upon satellite data
[J].
用气象卫星遥感监测沙尘暴的方法和初步结果
[J].
DOI:10.3321/j.issn:1001-7410.2001.01.006
URL
Magsci
[本文引用: 1]
<p>本文在简要介绍气象卫星探测特点的基础上,着重讨论了利用NOAA卫星、FY-1C卫星和GMS-5及FY-2B卫星上的星载扫描辐射仪监测沙尘暴的原理和方法.最后以2000年4月6～7日发生在我国内蒙古地区至华北一带的强沙尘暴为例,说明用这种手段不仅能监测到沙尘暴的发生,还能有效地监测其发展和演变,是监测和预警沙尘暴的重要手段和依据.</p>
The method for monitoring dust devil using satellite and preliminary results
[J].
应用气象卫星遥感技术监测沙尘暴的研究
[J].
DOI:10.3969/j.issn.1004-4574.2004.04.017
URL
[本文引用: 1]
对国内外利用遥感技术监测沙尘暴的研究进行了概述,对沙尘暴的遥感监测方法进行了总结,并作了进一步的探讨,提出了遥感监测沙尘暴的新思路,讨论了相关问题。
Research on monitoring sand-dust storm using satellite remote sensing technique
[J].
Linear simultaneous solution for temperature and absorbing constituent profiles from radiance spectra
[J].
DOI:10.1364/AO.30.001117
URL
PMID:20582114
[本文引用: 1]
A linear form of the radiative transfer equation (RTE) is formulated for the direct and simultaneous estimation of temperature and absorbing constituent profiles (e.g., water vapor, ozone, methane) from observations of spectral radiances. This unique linear form of the RTE results from a definition for the deviation of the true gas concentration profiles from an initial specification in terms of the deviation of their effective temperature profiles from the true atmospheric temperature profile. The effective temperature profile for any absorbing constituent is that temperature profile which satisfies the observed radiance spectra under the assumption that the initial absorber concentration profile is correct. Differences between the effective temperature, derived for each absorbing constituent, and the true atmospheric temperature are proportional to the error of the initial specification of the gas concentration profiles. The gas concentration profiles are thus specified after inversion of the linearized RTE from the retrieved effective temperature profiles assuming that one of the assumed concentration profiles is known (e.g., CO2). Because the solution is linear and simultaneous, the solution is computationally efficient. This efficiency is important for dealing with radiance spectra containing several thousand radiance observations as obtained from current airborne and planned future spaceborne interferometer spectrometer sounders. Here the solution is applied to spectral radiance observations simulated for current filter radiometers and planned spectrometers to demonstrate the anticipated improvement in future satellite sounding performance as a result of improved instrumentation and associated sounding retrieval methodology.
地表温度热红外遥感反演的研究现状及其发展趋势
[J].
DOI:10.3969/j.issn.1004-0323.2006.05.004
URL
Magsci
[本文引用: 2]
<p>区域性或全球性的地表温度, 只有通过遥感手段才能获得, 在诸多应用中是一个非常重要的参数。地表温度反演是热红外遥感研究的热点和难点之一, 大气校正、温度与比辐射率的分离是必须考虑的两个重要方面。近年来有关的研究非常多, 主要反演方法可分为5 类: 单通道方法、分裂窗(双波段) 方法、多波段温度- 比辐射率分离方法、多角度温度反演方法和多角度与多通道相结合的方法。这些方法都各有利弊, 如何提高反演的精度和模型的适用性是地表温度热红外遥感的未来发展趋势, 理论和实验相结合的多种信息源的综合应用成为必然的要求。</p>
Actualities and development trends of the study on land surface temperature retrieving from thermal infrared remote sensing
[J].
牧区雪灾遥感监测方法的研究
[J].
Study on the remotely sensed monitoring method of snow disaster in pastoral area
[J].
被动微波遥感积雪参数反演方法进展
[J].雪深(snow depth,SD)和雪水当量(snow water equivalent,SWE)是气候水文研究中的重要参数,在雪灾监测中尤为重要。首先,简要介绍了被动微波遥感SD和SWE反演算法的物理基础——积雪微波辐射传输模型,分析了不同微波频段、不同特点的积雪微波辐射和散射特性。然后,根据前人的研究从数学角度将反演算法分为线性亮温梯度法和基于先验知识法,总结了2类算法的优势和局限性: 线性亮温梯度法相对简单、速度快,一般只适用于特定的研究区; 先验知识法需要获取研究区的样本数据,并反复训练才能达到较好的精度,但对样本的独立性及其均值差异显著性的要求较高。最后,重点介绍了我国风云三号微波成像仪(FY-3 MWRI)的全球SD和SWE反演算法和针对中国区域的改进算法,并对未来的研究热点进行了展望。
Progress in study of snow parameter inversion by passive microwave remote sensing
[J].
我国低温雨雪冰冻灾害遥感监测评估技术——研究与应用
[J].
DOI:10.3969/j.issn.1004-4574.2008.06.005
URL
[本文引用: 1]
针对2008年初发生在我国南方大部分地区的“低温雨雪冰冻灾害”，通过典型案例分析，总结了利用微波和光学遥感数据开展冰雪监测、交通拥堵状况监测评估、雪水当量时空变化监测、地表温度反演与农业受灾评估等技术方法，介绍了灾害应急阶段空间信息产品的服务情况。提出对交通运输、能源供应和电力通信等生命线状况的评估，将是今后灾害遥感业务重要的研究和应用方向。最后从数据资源、复杂灾害背景环境下灾害遥感和卫星等资源综合应用三个方面，讨论了当前灾害遥感领域研究的不足及发展方向，指出了建立基于空间信息技术的灾害监测、预警、评估与服务体系的迫切性。
Remote sensing monitoring and assessment technology for cryogenic freezing rain and snow disasters in China:Research and application
[J].
川藏公路通麦至拉月茶场段遥感地质调查
[J].川藏公路通麦至拉月茶场段遥感地质调查鲁安新1,史正涛1,保翰璋2,王 建1,王丽红3(1.中国科学院寒区旱区环境与工程研究所;2.甘肃省水电设计院;3.甘肃省遥感中心 甘肃兰州 730000)摘要:川藏公路地质灾害频繁发生,不但给人类生命财产带来严重损失,而且严重影响川藏公路的畅通。因此,搞清川藏公路的地质状况对川藏公路的设计、维护和灾害治理都十分重要。遥感和地理信息系统的结合能全面宏观地分析研究区的真实现状。利用航空相片和卫星遥感资料,通过定标、除噪、几何校正和图像增强等图像处理和解译,结合地理信息系统的综合分析技术,实现对川藏公路通麦至拉月茶场段的遥感地质调查。关 键 词:川藏公路;遥感;地理信息系统;地质调查中图分类号:TP 79
The investigation of geology using remote sensing on Pailong-layue chachang of Chuanzang Road
[J].
川藏公路中段地质灾害现象的航空遥感研究
[J].<p>川藏公路巴塘至林芝段位于我国青藏高原东南部,该地区是现今地壳运动十分强烈的地区之一,地形起伏强烈,气候变化多样,因此地质灾害十分发育,川藏公路就穿过这样一个复杂的地区。为查明公路沿线的地质灾害分布情况,90年代初,地矿部航空物探遥感中心沿川藏公路进行了彩色红外航空摄影,比例尺为1∶6万。通过彩色红外航片的解译及野外实地观测,圈定出滑坡、泥石流及崩塌等灾害现象,并对这些灾害的强度、活动性及其对公路的影响进行分析,最后对灾害成因及治理方法提出了建议。</p>
The aerial photo study of geological hazards in the middle part of Chuanzang Highway
[J].
基于高分影像的道路损毁评估方法探讨
[J].
Study on approach to road damage assessment based on high-resolution image
[J].
Automatic extraction of traffic flows using TerraSAR-X along-track interferometry
[J].
DOI:10.1109/TGRS.2009.2037919
URL
[本文引用: 1]
Spaceborne synthetic aperture radar (SAR) offers great potential for the measurement of ground traffic flows. A SAR with multiple receiving apertures aligned in flight direction repeatedly images the same ground area with a short time lag. This allows for an effective detection of moving ground objects, whose range variation translates into an interferometric phase signal between the receiving channels. The high-resolution German SAR satellite TerraSAR-X offers several ways to create multiple along track apertures. We exploit this to demonstrate satellite-based traffic-flow measurements using along-track interferometry (ATI) and Displaced Phase Center Array techniques. In this paper, we address the usage of different TerraSAR-X ATI modes for data acquisition and describe an automatic near-real-time processing chain for the extraction of traffic information. The performance of this TerraSAR-X traffic processor is significantly driven by incorporating a priori knowledge of road networks. We present examples of automatic traffic detection as well as empirical evaluations thereof using different kind of reference data.
大气遥感研究展望
[J].
DOI:10.3878/j.issn.1006-9895.2005.01.15
Magsci
[本文引用: 1]
对大气遥感研究发展方向作了展望,重点论述了如下几个方面:1)未来大气遥感研究若干特点;2)主被动式相结合的卫星大气遥感;3)大气遥感技术与应用集成;4)大气和地表物理参数的综合遥感;5)气溶胶与云光学特性遥感;6)微量气体时空分布遥感;7)地基大气遥感及走向综合集成.
A prospect on future atmospheric remote sensing
[J].
遥感与中国可持续发展:机遇和挑战
[J].
DOI:10.11834/jrs.20166308
URL
[本文引用: 1]
中国要实现可持续发展，必须积极应对资源短缺、环境恶化、海洋开发和气候变化等一系列重大资源环境问题；随着全球经济发展一体化进程加快，中国必须以全球视角研究和解决面临的资源环境问题。遥感在地球科学、环境科学、资源科学与全球变化研究中具有宏观动态的优点，是不可替代的全球观测手段，是实施可持续发展战略的基础性技术支撑。本文回顾了遥感科学技术进步的历程，总结了国际上围绕可持续发展所开展的全球遥感科学计划，分析了中国遥感现状和服务于可持续发展的前景，并结合国际上地球综合观测系统的发展态势，提出了中国遥感科学技术发展面临的挑战和机遇，进一步阐述了遥感发展面临的建立地球综合观测系统之系统、高精度遥感模型与参数反演、遥感产品真实性检验与遥感性能判据及测试系统、遥感数据与地球系统模式同化、遥感大数据与主动服务等前沿科学与技术问题。最后指出遥感要更好地服务于社会可持续发展，服务于国家的全球战略，服务于国民经济建设；必须创新遥感应用服务模式，加快遥感产业化和商业化进程；建议推进卫星观测系统的商业化，加快无人机遥感发展，促进遥感应用市场化。
Remote sensing for China’s sustainable development:Opportunities and challenges
[J].
数据同化——一种集成多源地理空间数据的新思想
[J].
DOI:10.3321/j.issn:1000-7857.2004.12.004
URL
[本文引用: 1]
陆面数据同化是一种集成多源地理空间数据的新思路。介绍了陆面数据同化系统的概念和组成,其核心思想是把不同来源、不同分辨率、直接和间接的观测数据与模型模拟结果集成为具有时间一致性、空间一致性和物理一致性的各种地表状态的数据集。介绍了国际上目前正在发展的几个陆面数据同化系统,包括NASA发展的全球和北美陆面数据同化系统、欧洲陆面数据同化系统和中国西部陆面数据同化系统。认为在陆面数据同化系统基础上发展起来的陆地信息系统将可望成为未来GIS中的重要工具。
Data assimilation:A new means for multi-source geospatial data integration
[J].
定量遥感尺度效应刍议
[J].
Prospects on future developments of quantitative remote sensing
[J].
定量遥感升尺度转换研究综述
[J].
DOI:10.11867/j.issn.1001-8166.2013.06.0657
URL
Magsci
[本文引用: 1]
<p>尺度转换问题是定量遥感领域基础而重要的科学问题之一。重点针对升尺度转换研究现状，从现象描述、尺度效应产生原因分析、尺度转换方法归纳及尺度转换效果评价4个方面进行细致论述。认为目前的研究主要存在3个问题：①基于离散的多传感器影像进行的反演量尺度转换研究，受到不同传感器间成像参数归一化精度的影响；②反演量物理模型发展有限，基于这些模型的反演量连续空间尺度转换研究仍不成熟；③基于分形理论等数学方法的反演量连续空间尺度转换研究取得了一定的进展，但仍受限于尺度上推理论与技术的发展水平。对于定量遥感升尺度转换研究的发展趋势，做出如下展望：①随着成像参数归一化技术的进步，问题①将得到更有效的处理，这将有助于实际应用问题的解决；②连续空间尺度转换模型构建是升尺度转换研究发展的重要趋势。随着多学科知识的融入，定量遥感反演理论的发展及尺度上推理论与技术的进步，问题②与③亦将得到较好的解决，这将有益于揭示遥感反演量真正意义上的尺度转换规律。</p>
Review of up-scaling of quantitative remote sensing
[J].
