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| 1 | 被动微波反演土壤水分的L波段新发展及未来展望显示文摘土壤水分是陆—气交互作用的重要边界条件,在全球水循环和能量循环中扮演着关键角色,直接影响降水、径流、下渗与蒸散发等水文循环过程,并能反映洪涝和干旱的程度。随着第一颗采用被动微波干涉成像技术的SMOS(Soil Moisture and Ocean Salinity)卫星的发射成功,L波段被动微波遥感技术逐渐成为大尺度土壤水分监测的主要手段,促进了'射频干扰的检测与抑制'、'植被光学厚度反演与植被影响校正'以及'土壤粗糙度参数化方案'等关键问题的研究。本文梳理了'基于微波植被指数的L波段多角度数据反演土壤水分算法研究'项目的最新研究成果,同时评述了围绕以上关键技术问题所取得的国内外研究进展,并对土壤水分微波遥感的未来发展进行了展望。 | 赵天杰 | 2018 | 地理科学进展2018，37，2： | 31 |
| 2 | 双极化雷达反演裸露地表土壤水分显示文摘为了快速高效地获取大面积地表土壤水分,本文提出一种适用于双极化SAR(synthetic aperture rader)的裸露地表土壤水分反演经验模型。首先通过AIEM(advanced integral equation model)模型数值模拟和回归分析,提出一种新的粗糙度参数,将2个传统的粗糙度参数简化为1个参数;然后模拟地表土壤水分与雷达后向散射系数的关系,从而建立裸露地表的经验散射模型,模型的未知参数仅为粗糙度参数和土壤体积含水量,通过双极化的雷达数据即可实现土壤水分的反演。通过2008年甘肃张掖黑河流域实测数据对模型进行了初步验证,发现在入射角大于25°时,模型反演值与实测值有着良好的相关关系(相关系数为0.745)。该模型仅需双极化的雷达数据就能实现土壤水分的反演,无需测量地面粗糙度,尤其适用于大面积干旱区域的地表土壤水分的获取。 | 陈晶 贾毅 余凡 | 2013 | 农业工程学报2013，29，10： | 25 |
| 3 | 夏玉米倒伏模拟试验及遥感监测显示文摘针对传统的玉米倒伏人工灾害评估方法效率低、随机性大等缺点,该文提出了一种基于遥感技术的方法,设计了田间模拟试验。利用ASD光谱仪采集倒伏玉米的冠层光谱数据,并与未倒伏玉米的光谱数据进行比较。结果显示了倒伏玉米和未倒伏玉米冠层光谱之间存在一定程度的差异。利用夏玉米NDVI值的改变,采用两期遥感影像对山东淄博市桓台县夏玉米倒伏情况进行了监测。结果表明,基于遥感数据的NDVI方法在一定程度上可以有效监测玉米倒伏。 | 王猛 隋学艳 梁守真 王勇 姚慧敏 侯学会 | 2017 | 测绘科学2017，42，8： | 10 |
| 4 | 像元尺度土壤水分监测网络及其对L波段土壤水分产品的初步验证结果显示文摘土壤水分是作物生长、地—气水热交换及全球水循环过程中的关键变量,对于旱情监测、水文陆面过程及气候变化的研究具有重要的意义。被动微波遥感凭借对于土壤水分的敏感性已经成为监测土壤水分的主要手段。研究中针对吉林省农田下垫面,利用土壤水分传感器网络监测数据,开展了SMAP(Soil Moisture and Active and Passive)和SMOS(Soil Moisture and Ocean Salinity)被动微波土壤水分产品的真实性检验研究,得出了以下结论:(1)与实测数据相比较,SMOS L3(升降轨)和SMAP L3被动微波土壤水分产品存在低估现象,伴随降雨事件会出现高于实测土壤水分的情况;两种被动微波土壤水分产品的无偏均方根误差(unRMSE)都大于0.07m3/m3,但SMAP L3被动微波土壤水分产品数据的ubRMSE略低,为0.078m3/m3;(2)由于L波段的感应深度要浅于传感器的探测深度5cm,降雨后土壤表层的变干现象导致土壤水分的垂直不均匀性,这是SMOS和SMAP被动微波土壤水分产品低估土壤水分的原因之一;(3)SMOS与SMAP亮温分布范围对比结果表明:由于电磁射频干扰(RFI)的影响,RFI对于SMOS的影响更为严重,这或许是SMOS土壤水分产品的RMSE高于SMAP被动微波土壤水分产品的原因。 | 白瑜 孟治国 赵凯 郑兴明 姜涛 | 2018 | 遥感技术与应用2018，33，1： | 10 |
| 5 | 祁连山区不同植被类型上的SMOS遥感土壤水分产品质量评估显示文摘为了分析SMOS遥感土壤水分产品在祁连山区的真实性和可靠性,利用祁连山区内布设于7种主要植被类型上的34个实测站点的实测土壤水分数据对其进行质量评估。首先挑选与实测值相对应的SMOS数据,进而依次计算每个站点上遥感产品与实测值的相关系数R、Bias和均方根误差RMSE,从而得到SMOS数据在不同植被类型上不同尺度(年和季节)的反演精度。结果表明:SMOS遥感土壤水分产品在研究区内是可信的,但低估了研究区土壤水分值,且未能达到产品预期目标0.04m^3/m^3。SMOS产品对于植被辐射反演效果好于土壤辐射反演,导致其在植被覆盖度越高的区域与实测值的拟合程度越高。SMOS产品在湿润条件下性能优于干旱条件,在变异性小的地区性能优于变异性大的地区。在季节尺度上,SMOS遥感产品与实测值拟合程度在夏、秋两季远好于春季。 | 向怡衡 张明敏 张兰慧 贺缠生 王一博 白晓 | 2017 | 遥感技术与应用2017，32，5： | 10 |
| 6 | 基于改进植被指数土壤水分遥感反演显示文摘以渭-库绿洲为例,基于Landsat8 OLI遥感数据,考虑到短波红外特征与土壤水分有很好的关联,将短波红外波段引入可见光-近红外波段构成的传统植被指数中,旨在建立新的植被指数监测土壤水分。基于改进前后共8种植被指数,通过灰色关联分析(GRA)筛选出3种高关联度植被指数,再用偏最小二乘回归(PLSR)进行建模,然后用该模型对研究区土壤水分反演,并对其空间分布格局进一步分析。结果显示:(1)在传统植被指数的基础上引入信息量较大的短波红外,可大幅度降低植被指数间的VIF,消除其多重共线性。(2)通过GRA分析可知,改进后的植被指数与土壤水分之间的关联度均要高于传统植被指数。(3)通过GRA分析筛选出3种高关联度植被指数建立得到精度较高,稳定性较好的PLSR模型,并反演研究区土壤水分分布状况,土壤水分总体上至西向东,由北到南降低,然而土壤水分最小值主要分布在绿洲—荒漠交错带,使得交错带成为'生态裂谷'。研究表明:将短波红外波段引入到可见光-近红外植被指数中,建立的新植被指数可获得较好的土壤水分空间分布反演结果。 | 蔡亮红 丁建丽 | 2017 | 干旱区地理2017，40，6： | 9 |
| 7 | Conceptual study of lunar-based SAR for global change monitoring显示文摘As an active microwave remote sensing imaging sensor, Synthetic Aperture Radar(SAR) plays an important role in earth observation. Here we establish a SAR system based on the platform of the moon. This will aid large-scale, constant, and long-term dynamic Earth observations to better meet the needs of global change research and to complement the space borne and airborne earth observations. Lunar-based SAR systems have the characteristics of high resolution and wide swath width. The swath width could be thousands of kilometers in the stripe mode and it could cover 40% of earth's surface with 10 meters or even higher spatial resolution in the scanning mode. Using the simplified observation model, here we quantitatively analyze the spatial resolution and coverage area of lunar-based SAR and simulate the observation on the Qinghai-Tibet plateau and the Amazon plain. The results show that this system could provide near 100% daily coverage of the Qinghai-Tibet plateau, whereas 40% to 70% daily coverage of the Amazon plain. Lunar-based SAR could provide large-scale, long-term and stable time series data in order to support future research of global change. | GUO HuaDong DING YiXing LIU Guang ZHANG DaoWei FU WenXue ZHANG Lu | 2014 | Science China Earth Sciences2014，57，8： | 8 |
| 8 | 全球36 km格网土壤水分逐日估算显示文摘土壤水分是陆面生态系统和能量循环的核心变量之一,利用微波遥感技术获得的土壤水分产品的时间分辨率一般是2-3 d,因此精确地获得具有较高时间分辨率的土壤水分成了人们关注的焦点。本文尝试将SMAP(the Soil Moisture Passive and Active)土壤水分和MODIS光学数据相结合,利用广义回归神经网络进行全球36 km土壤水分的估算,提升SMAP土壤水分的时间分辨率。结果显示,广义回归神经网络估算土壤水分与SMAP保持了高相关性(r=0.7528),但其却保留了较高的误差(rmse=0.0914 m3/m3)。尽管如此,估算的土壤水分能够很好地保持SMAP土壤水分的整体空间变化,并且提升了土壤水分的时间分辨率(1 d)。此处,本文研究了SMAP土壤水分与MODIS光学数据之间的关系,这对今后利用机器学习进行SMAP土壤水分降尺度研究提供了重要的参考价值。 | 贾艳昌 谢谟文 姜红涛 | 2017 | 地球信息科学学报2017，19，6： | 7 |
| 9 | GNSS-R/IR监测地表冻融状态对延迟多普勒波形和多路径数据影响分析显示文摘将GNSS-R/IR技术的应用领域拓展到地表冻融状态的监测中,本文利用冻融土混合介质介电常数模型计算土壤介电常数,采用双站全极化相干反射率模型和随机粗糙面散射模型,分别计算了经冻融土反射的GPS相干反射量的镜像反射率,以及GPS非相干反射分量的漫散射特性。模拟分析了冻融转换时,GPS多路径信息(GNSS-IR)以及包含漫散射信号的延迟多普勒图(GNSS-R)的变化特征。理论研究表明冻融转换过程中,地表介电常数的变化导致GPS多路径信息和延迟多普勒图的明显变化。本文从散射机理上揭示了利用GNSS-R和GNSS-IR遥感进行地表冻融特性监测的理论依据。 | 吴学睿 夏俊明 白伟华 张兴刚 | 2019 | 测绘学报2019，48，8： | 5 |
| 10 | 土壤水盐介电模型对比与分析显示文摘土壤介电常数是微波遥感反演土壤水分和盐分的基础,是微波遥感研究的主要参数之一,选用模拟精度较高的土壤水盐介电模型对提高土壤水分和盐分反演精度具有重要意义。目前,土壤介电模型无法定量描述盐分对土壤介电常数的影响。采用Dobson模型及考虑盐分影响的Dobson-S模型、GRMDM模型、HQR模型和WYR模型分别模拟了土壤温度为25℃时不同土壤质地、含水量和含盐量土样在L、C、X波段的复介电常数实部与虚部,并将模拟结果与微波网络分析仪测量值进行对比分析,得到以下结论:(1)Dobson模型和GRMDM模型可较好地实现非盐渍土介电常数实部的模拟,而低频波段虚部的模拟值小于测量值;(2)Dobson-S模型对盐渍土介电常数实部的模拟精度较高,在L、C、X 3个波段相关系数(R)均为0.97,均方根误差(RMSE)小于2.10;但对于盐渍土介电常数虚部,在土壤体积含水量不同的情况下,Dobson-S模型、HQR模型和WYR模型的模拟精度不同。研究结果对选取适当的土壤介电模型反演土壤水分和盐分具有一定的参考价值。 | 魏龙 王维真 吴月茹 马春锋 | 2017 | 遥感技术与应用2017，32，6： | 5 |
| 11 | 星载微波资料频率干扰信号识别研究综述显示文摘较可见光和红外遥感而言,微波遥感不易受大气影响,具有全天时、全天候的监测能力以及对云、雨、大气较强的穿透能力,并且微波传感器对于植被特性的变化、地表土壤水分和积雪参数十分敏感,微波数据已被广泛应用于地表参数的监测和反演应用之中.然而,用于反演地表参数的低频微波观测资料均不同程度地受到地面无线电频率的干扰(Radio Frequency Interference,RFI).这些干扰往往是由地面主动微波传感器的发射信号或陆面反射辐射信号产生的,很容易覆盖地表产生的相对较弱的自然热发射辐射信号,使得星载被动微波传感器接收的信息不能真实地反映地表状况.如果不能准确地将其识别和剔除,往往导致较大的反演误差,降低遥感数据反演产品的质量,从而显著降低现有以及将来的被动微波资料的利用率.本文从目前常用的干扰识别方法,包括谱差法、平均值和标准差法、多通道回归法、主分量分析法和一维变分反演收敛度量识别法等等,回顾了识别星载微波辐射计数据中RFI信号的研究进程及其研究中存在的问题,并对这些方法的优、缺点分别进行了评价,阐述了存在的问题.最后对星载微波资料RFI识别的研究做出展望,指出今后应进一步完善RFI信号的识别方法,开发RFI信号的订正算法,将其应用到卫星遥感数据的产品反演与同化过程中,并获取可靠的陆面、洋面RFI源分布和分类信息,更好地评估多种识别方法的可靠性、准确性和适用性. | 吴莹 姜苏麟 钱博 王振会 | 2017 | 地球物理学进展2017，32，5： | 5 |
| 12 | 基于AMSR2数据的青藏高原地表温度反演显示文摘将青藏高原大致分为北部、西部和东部三个部分,利用2017年7月的AMSR2(Advanced Microwave Scanning Radiometer 2,即先进的微波扫描辐射计2)的一级亮温数据,结合NCEP(the National Centers for Environmental Prediction,即美国国家环境预报中心)FNL(Final)全球地表温度产品以及FY-3B(风云三号B星)上的MWRI(Microwave Radiation Imager,即微波成像仪)数据中的地表覆盖类型数据,通过AMSR2单通道亮温数据和NCEP/FNL表面温度产品得到了研究区域地表温度反演的经验算法,进而得到多通道反演算法.并且,对比了两种反演结果,并比较了对地表覆盖进行分类前后的多通道反演结果.结果表明:多通道反演结果和NCEP/FNL产品的相关系数远大于单通道反演结果,多通道反演结果的均方根误差比单通道反演结果小1~2 K;对地表覆盖进行分类后的多通道反演精度比不分类时的反演精度略高;降轨的反演结果普遍比升轨的反演效果好. | 金旭峰 吴莹 钱博 | 2020 | 地球物理学进展2020，35，4： | 5 |
| 13 | 青藏高原云和大气对被动微波遥感积雪雪深的影响显示文摘利用AMSR-E(Advanced Microwave Scanning Radiometer-EOS)观测的2002 2011年青藏高原上空大气顶上行微波亮温(TB_(TOA)),经过辐射传输计算,对水汽和非降水云进行订正,推算出相应的高原地表上行亮温(TB_(SRF))。并用这两组亮温估算了青藏高原地区的雪深SDTOA和SD_(SRF)。通过个例和近10年统计研究发现,低频18.7 GHz亮温几乎不受影响,而大气顶处36.5 GHz亮温明显高于相应的地表亮温。不考虑这一效应,忽略大气的影响将造成青藏高原雪深反演低估(SD_(TOA) | 刘进军 傅云飞 李锐 王雨 符玉云 胡继恒 | 2018 | 高原气象2018，37，2： | 5 |
| 14 | Tycho撞击坑地区微波热辐射特性研究显示文摘Tycho撞击坑作为月球最具代表性的哥白尼纪撞击坑,其微波热辐射特性的研究对于分析与其同期形成的大型撞击坑的热演化过程具有重要的参考价值.本文基于嫦娥二号微波辐射计(CELMS)数据为代表的月壤微波热辐射数据,结合月壤TiO_2含量、表面坡度和粗糙度、岩块丰度等资料,系统分析了Tycho地区微波热辐射的特征.结果表明,Tycho撞击坑南坡(A区)的微波热辐射受月表温度影响很大,月壤表层和深部的温度差值也很大;坑底平原北部(B区)的微波热辐射受月表温度影响很小,月壤表层和深部的温度差值也很小;该东部和西部的月壤结构在垂直方向上是有变化的;在凌晨3时以后该区达到热平衡状态,是未来进一步研究月壤内部热流特性的理想区域;溅射毯地区月壤物质在表层与B区相近,且具有较强的储热能力.统计结果表明,表面粗糙度和岩块丰度对月壤微波热辐射的影响最大,坡度次之,TiO_2含量的影响最小. | 陈思 孟治国 张吉栋 平劲松 蔡占川 | 2016 | 中国科学:物理学、力学、天文学2016，46，2： | 4 |
| 15 | 玛纳斯河流域山区积雪的C波段SAR图像表征显示文摘首先利用光学遥感数据识别新疆玛纳斯河流域山区积雪时空分布信息,然后利用C波段合成孔径雷达图像分析非积雪期、积雪期、融雪期的积雪和无积雪覆盖地表在不同下垫面类型、不同局部入射角、不同极化条件下的后向散射系数差异、后向散射系数变化情况和干涉相干性差异,结果表明:(1)在积雪期,积雪与无积雪覆盖地表后向散射系数相近,在融雪期,积雪覆盖地表后向散射系数比无积雪覆盖地表低5~10dB;(2)从非积雪期到积雪期,HH、VV极化的后向散射系数变化较小,HV、VH极化的后向散射系数降低2~4dB;(3)从积雪期到融雪期,积雪覆盖地表HH、VV极化的后向散射系数降低约2dB,HV、VH极化的后向散射系数变化不明显,无积雪覆盖地表HH、HV、VH、VV极化的后向散射系数增加2~3dB;(4)从非积雪期到融雪期,积雪覆盖地表HH、HV、VH、VV极化的后向散射系数降低约2dB,无积雪覆盖地表HH、VV极化的后向散射系数增加1~2dB,HV、VH极化的后向散射系数变化不明显;(5)HH、VV极化方式下积雪覆盖地表相干系数明显低于无积雪覆盖地表.SAR(Synthetic Aperture Radar)图像表征分析结果对积雪及其物理状态的雷达识别研究提供科学依据. | 贺广均 冯学智 肖鹏峰 耶楠 汪左 陈妮 李敏 | 2015 | 南京大学学报(自然科学版)2015，51，5： | 3 |
| 16 | 利用星载散射计反演地表土壤水分显示文摘为克服传统地面监测土壤水分方法费时费力的不足,满足大范围、长时间连续、实时动态的监测要求,本文采用ERS(europeanremotesensingsatellites)和METOP(meteorologicaloperationalsatellite)卫星搭载的微波散射计对地标土壤含水量进行观测。ERS和METOP系列卫星组成了覆盖全球的高时间分辨率(根据纬度不同,大约2~5d即可重复观测)长期连续的对地观测网;SCAT(scattorometer)和ASCAT(advancedscattorometer)散射计分别是搭载其上的微波散射计,具备全天候监测地表土壤水分的能力。该文以1999年wblfgang提出的经典Tu.WIEN算法为基础,改进了其中人为定义经验函数的描述模型参数季节性变化规律的不足。在伊比利亚半岛的比较中发现,用新的移动时间窗口自动生成的σ'(θ,t)函数很好的描述了σ'(θ)的季节性变化,替代原有经验函数的作用。继而,利用改进的σ'(θ,t)函数,将经典TU-WIEN算法移植到有迫切实际需求的青藏高原地区。通过和地面实测数据的比较发现,卫星反演结果与实地测量数据有着很好的一致性和较低的误差率,总体均方根误差RMSE=0.0155,相关系数R^2=0.8361,证实了新算法的可行性和应用价值。 | 万幼川 陈晶 余凡 贾毅 | 2014 | 农业工程学报2014，30，3： | 3 |
| 17 | 新疆巴音布鲁克区域干雪及风吹雪介电常数对温度和低频频率的响应显示文摘积雪是干旱半干旱区珍贵的可再生水资源,因此许多研究机构和人员将西北地区积雪特性的研究视为重点,然而对积雪介电常数的研究仍很少.积雪介电常数是建立积雪特性反演模型和雪水资源评估的基础,也是雪灾防灾减灾工作的辅助信息.为了研究不同雪层干雪和风吹雪介电常数与温度和频率之间的关系,使用I-V方法测量了巴音布鲁克区域干雪表、中、底层雪和风吹雪在1 Hz^1 MHz低频范围,-30~0℃温度区间内介电常数的实部和虚部.结果表明在1 Hz^1 MHz频率范围内干雪及风吹雪的介电常数与温度和频率有关;其中介电常数实部与虚部对温度和频率的响应相似,但虚部对温度的响应更加敏感;同时介电常数对温度的响应要比对频率的响应明显.最后得出了干雪表、中、底层雪和风吹雪介电常数实部与温度之间的线性关系,R2均大于0.85. | 杨金明 宋芳 刘洋 王大环 牛春霞 刘志辉 | 2016 | 冰川冻土2016，38，3： | 2 |
| 18 | 青藏高原季节性冻土湿度模拟及参数优化——以黑河上游为例显示文摘利用青藏高原东北部地区阿柔冻融观测站2013年5月至2014年11月观测资料,对通用陆面过程模式(CLM4.0)和动态陆面过程模式(DLM)青藏高原高寒地区土壤湿度模拟性能进行了评估。结果显示两种模式均能够较好的反映浅层(<40 cm)土壤湿度动态变化,然而显著低估非冻结期土壤湿度;通过土壤有机质含量对土壤湿度模拟敏感性分析发现模式模拟土壤湿度偏干可能与模式中土壤有机质方案不足有关。在此基础上改进DLM模式土壤有机质和冻土液态水渗透方案,实验结果表明新参数化方案显著提高了高寒、高有机质含量地区模式土壤湿度模拟,平均偏差(BIAS)、均方根误差(RMSE),均方差(MSE)和相关系数(R)分别达到0.032 m^3·m^(-3),0.078 m^3·m^(-3),0.010 m^3·m^(-3)和0.866。 | 孙少波 陈报章 车涛 张慧芳 陈婧 车明亮 林晓凤 郭立峰 | 2017 | 高原气象2017，36，3： | 2 |
| 19 | 被动微波遥感植被指数在中国的应用研究显示文摘微波遥感具有全天候、全天时和穿透性强等特点,利用微波遥感数据提取的植被指数适用于植被的实时监测,文中试图找到一种适用于中国地区的被动微波遥感植被指数。首先利用2003-2011年中国地区每日的被动微波遥感数据(AMSR-E)计算了5种植被指数;然后选取落叶林、草地、农田三种典型植被区,分析5种植被指数随着季节变化的特征;最后在全国对5种植被指数与相应时间序列的归一化植被指数(NDVI)进行了相关性分析,并利用显著性检验对相关性分析结果进行了评价。结果表明:利用升轨微波遥感数据(36.5GHz)计算的微波极化差异指数(MPDI36.5)可以有效地监测中国地区的植被状况。 | 李爽 宋小宁 冷佩 | 2014 | 干旱区资源与环境2014，28，8： | 2 |
| 20 | 芦笋种植面积遥感提取显示文摘针对传统遥感技术提取芦笋种植面积精度不高的问题,根据芦笋的种植特点,该文以山东省曹县为研究区域,以Landsat 8影像为研究数据,提出了芦笋种植面积的提取方法。通过分析芦笋种植区与其他地物归一化差值植被指数特征,首先利用阈值分割方法去除水体、小麦地物,进一步分析芦笋种植区、建筑物和道路等的影像二维特征空间,发现芦笋种植区的土壤线分布规律,并通过波段运算结果确定芦笋种植区阈值,最后进行芦笋种植面积提取。结果表明,曹县的芦笋种植面积为14626.55ha^2,总体精度为84.85%。 | 王猛 隋学艳 梁守真 姚慧敏 侯学会 | 2016 | 遥感信息2016，31，1： | 2 |
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