基于国产卫星数据的全球变化关键数据研制
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全球变化研究进展和趋势一、概述全球变化研究,作为一个跨学科的研究领域,涵盖了地球系统科学的多个方面,包括气候变化、生物多样性变化、土地利用覆盖变化、海平面上升等。
这些变化在全球范围内发生,对人类社会和自然环境产生深远影响。
近年来,随着科学技术的进步和全球变化问题的日益突出,全球变化研究取得了显著进展,对理解地球系统的运行机制、预测未来变化趋势以及制定应对策略具有重要意义。
在气候变化方面,全球变暖已经成为不争的事实。
科学家们通过观测数据和模型模拟,揭示了温室气体排放对全球气候系统的影响,预测了未来气候变化的可能趋势。
同时,极端气候事件的频发和加剧也对人类社会和生态系统造成了严重挑战。
减缓气候变化和适应极端气候事件成为全球变化研究的重点之一。
生物多样性变化方面,人类活动对自然生态系统造成了严重破坏,导致物种灭绝速度加快、生态系统功能退化等问题。
全球变化研究通过监测生物多样性的动态变化,评估人类活动对生物多样性的影响,提出保护生物多样性的有效措施。
土地利用覆盖变化是全球变化的重要组成部分。
随着城市化进程的加速和人口增长,土地利用覆盖变化对全球生态系统服务功能和碳循环等产生了重要影响。
全球变化研究通过遥感技术和地面观测等手段,监测土地利用覆盖变化的动态过程,评估其对全球变化的影响。
海平面上升是全球变化研究的另一个重要方面。
海洋热膨胀和冰川融化等因素导致海平面不断上升,对沿海地区的社会经济系统和生态系统造成威胁。
全球变化研究通过监测海平面上升的速度和趋势,预测未来海平面上升的可能情景,为沿海地区应对海平面上升提供科学依据。
总体而言,全球变化研究在多个方面取得了显著进展,但仍面临诸多挑战。
未来,随着科学技术的不断进步和全球变化问题的日益严重,全球变化研究将继续深入发展,为人类社会和自然环境的可持续发展提供有力支撑。
1. 全球变化定义与背景全球变化,作为一个跨学科的研究领域,主要关注地球系统各个组成部分(包括大气圈、水圈、岩石圈、生物圈以及人类圈)在长时间尺度下的相互作用及其引发的全球尺度的环境变化。
全球变化敏感因子的空间观测与认知作者:郭华东来源:《地理教育》2012年第05期全球变化正在对人类环境带来巨大的影响,日益成为世界各国关注的重大问题。
我国是受全球变化影响最严重的国家之一,也是影响全球变化过程的重要国家之一,而且也具有世界上比较典型和独一无二的全球变化响应敏感区,如高海拔地区、干旱-半干旱区、绵长的海岸带、人类活动密集区等。
由于全球变化是一种大尺度、长周期的变化过程,空间技术成为观测其现象的一种有效手段,特别是可以客观地观测全球变化敏感因子特征与变化。
空间观测全球变化现象的重要作用全球变化敏感因子主要包括表现因子(如温度、降水等)、响应因子(如生态系统、灾害、水资源、冰雪变化等)、驱动因子(如温室气体、反照率等)。
空间对地观测技术在监测这些因子方面具有常规方法难以比拟的优势。
它不但可以快速、实时、动态、准确地监测全球和区域尺度的环境变化,还可以实时、快速跟踪和监测突发性极端环境事件的发生。
无论在微观尺度还是在宏观尺度,对地观测技术都可为人类提供重要的全球动态变化信息,为决策提供快速、准确的空间技术支持。
理解全球变化因子与空间观测电磁波的相互作用机理与模式,提高变化敏感因子的空间遥感监测水平,以掌握地球变化敏感因子的时空变化规律,提高全球变化研究中模式与分析的准确性,有效驱动环境变化系统各种过程的模拟是国际前沿科学问题,也是国家的急需。
2009年由7个单位开始共同承担国家“973”项目——“空间观测全球变化敏感因子的机理与方法”。
项目围绕关键科学问题,开展全球变化敏感因子分析及空间响应模式研究;发挥多学科交叉综合优势,将遥感物理模型与大气、陆气、海气因子变化的地学过程相結合,探索基于对地观测数据的全球变化敏感信息精确反演机理和方法;研究多平台空间观测的模式优化和多遥感器联动观测理论与方法;研究基于全球变化敏感因子时空尺度转换及因子之间耦合效应的综合信息提取理论与方法;开展星-机-地多平台综合遥感实验,建立全球变化区域影响研究的空间信息模拟平台。
海洋气候数据集生成与分析简介张杰;孙伟富;杨俊钢;崔廷伟;张晰【摘要】科技部的\"十三五\"重点研发计划项目\"全球气候数据集生成及气候变化关键过程和要素监测\"中资助了\"海洋气候数据集生成与分析\"课题,针对全球气候变化研究对全球海洋环境数据的需求,该课题拟基于国内外多源卫星遥感数据和现场观测资料,发展与全球气候变化相关的海面能量平衡、海洋动力环境参数与过程、海洋水色和海冰等数据产品生成技术,构建全球海洋气候数据集产品生成系统,生成我国首套长时间序列、高精度、高时空一致性的全球海洋气候数据集,为全球气候变化研究与应对提供海洋数据支撑和服务,提升我国在全球气候变化关键过程和要素方面的监测能力.【期刊名称】《海洋科学进展》【年(卷),期】2019(037)002【总页数】7页(P325-331)【关键词】气候数据集;遥感;全球海洋【作者】张杰;孙伟富;杨俊钢;崔廷伟;张晰【作者单位】自然资源部第一海洋研究所,山东青岛 266061;自然资源部第一海洋研究所,山东青岛 266061;自然资源部第一海洋研究所,山东青岛 266061;自然资源部第一海洋研究所,山东青岛 266061;自然资源部第一海洋研究所,山东青岛266061【正文语种】中文【中图分类】P732.5;TP79在自然和人为因素的共同影响下,地球气候系统的关键要素(温度、辐射、雪盖、海平面等)和关键过程(能量平衡、水循环、碳循环等)处于不断的变化中。
观测数据是全球气候变化研究的重要支撑[1]。
目前,全球气候变化关键要素和过程的现场和遥感观测数据还远不能满足全球气候变化研究及应对的需求。
缺少有效数据源是制约全球气候变化研究的关键因素之一[2],集中表现在全球陆表、海洋和大气数据产品数据种类少、时空一致性差以及精度低。
针对该问题,世界气象组织(World Meteorological Organization,WMO)和美国国家研究委员会(National Research Council,NRC)分别提出了基本气候变量(Essential Climate Variables,ECV)和气候数据集(Climate Data Records,CDRs)的概念[3-4]。
国家高技术研究发展计划(863计划)地球观测与导航技术领域“全球陆表特征参量产品生成与应用研究”重点项目申请指南一、指南说明在目前的全球变化研究与地球系统模型研发中,卫星观测没有发挥其全部潜力,迄今为止,针对全球陆面变化研究与陆面模型研发,国际陆地遥感领域仍缺乏长时间序列、高时空分辨率和高质量的全球陆表特征参量产品。
我国的地球系统模型研发与全球变化研究已面临着重要的发展机遇期,非常有必要集中力量,建立全球陆表特征参量产品生产系统,支持全球变化研究与新一代地球系统模型的研发。
本重点项目将面向全球陆面变化与陆面模型研发,综合利用国内外卫星遥感数据源,发展全球陆表特征参量产品生成的新技术和新方法,生产长时间序列、高时空分辨率和高质量的全球陆表特征参量产品集,进而改进关键陆面过程的参数化方案及数据同化技术,提高陆面模型的模拟能力,开展全球陆表变化示范研究。
本项目注重产学研相结合,鼓励国内优势单位联合承担,鼓励承担单位配套支持。
本指南公开发布,将通过择优方式选择其中一家单位作为项目的牵头单位。
二、指南内容1、项目名称全球陆表特征参量产品生成与应用研究2、项目总体目标综合利用国内外卫星遥感数据源,发展全球长时间序列陆表特征参数产品生成的关键技术,研发全球陆表特征参量产品生成系统;生成全球长时间序列的高精度叶面积指数、地表反照率、发射率、下行短波辐射、下行有效光合辐射等陆表特征参量遥感产品;进而改进关键陆面过程的参数化方案及同化技术,提高其模拟能力,开展全球陆表变化应用示范研究,为我国应对全球变化决策提供数据基础与技术支撑。
3、项目主要研究内容(1)全球陆表特征参量数据库建设:面向全球变化与陆面模型的需求,研究全球陆表特征参量遥感产品生产体系;研究全球多源对地观测数据预处理与关联整合技术,全球陆表特征参量产品集入库、共享与发布技术;综合集成国内外多源卫星遥感数据及陆表特征参量产品,建立全球陆表遥感数据与陆表特征参量产品数据库。
(单选题)1: 关于遥感资料和陆地生态学定量模拟,下列说法错误的是()。
A: 数字化数据与计算机相结合,改进了模型的质量和可信度B: 可以用来验证模型预测的结果C: 卫星遥感数据提供了最可靠、最有效的资料来源D: 定量模拟主要是模拟全球各种植被类型的水分、养分和CO2循环正确答案:(单选题)2: 多元统计基础上的生态系统重建首先利用Olson的生态系统数据库和5个主要的气候因子,将整个欧洲划分为()个自然生态系统。
A: 8B: 14C: 23D: 39正确答案:(单选题)3: 与外界只有能量而没有物质交换的系统是()。
A: 孤立系统B: 封闭系统C: 开放系统D: 群体系统正确答案:(单选题)4: 一般来说,对树木年轮生长情况影响最大的是()。
A: 温度B: 湿度C: 空气成分D: 污染物正确答案:(单选题)5: 现阶段可用于全球变化的观测记录大约有()。
A: 十多年B: 五十多年C: 一百多年D: 三百多年正确答案:(单选题)6: 传统预测陆地生态系统对全球变化响应的模型假定()。
A: 生物与环境相互独立B: 生物与环境处于不平衡状态C: 生物与环境处于平衡状态D: 生物与环境平衡态不断变化正确答案:(单选题)7: 火山喷发释放出的物质中,在一定程度上能够阻止太阳辐射的是()。
A: 水蒸气B: 二氧化硫C: 二氧化碳D: 火山灰正确答案:(单选题)8: 下列数据中,碳量最高的是()。
A: 森林凋落物量总量B: 森林的总净增量C: 草本植被的总固碳量D: 草本植被的生物量正确答案:C: 温度上升带来的社会问题很可能进一步导致人类社会发展的不均衡加剧,部分地区的温室气体排放进一步增加,推动温度继续上升D: 世界各主要国家必需采取各种行动,减缓全球变暖,使2050年二氧化碳排放量降低到1990年排放水平的一半正确答案:(单选题)10: 从全球角度看,随着(),土壤呼吸量减少。
A: 植被的NPP的增加B: 年平均气温的升高C: 年降水量的增加D: 低纬度向高纬度变化正确答案:(单选题)11: 一般来说,随二氧化碳的浓度升高,植物光合作用的最适温度会增加()。
国产HJ-1B卫星数据的地表温度及湿度反演方法——以呼伦贝尔草原伊敏露天煤矿区为例赵菲菲;包妮沙;吴立新;孙瑞【摘要】The soil moisture can be considered as an appropriate indicator to investigate the level of ecological environment disturbance resulting from mining activities in semi-arid grassland.The main objective of this research is to explore the applicability of Chinese HJ-1B data for LST and soil moisture monitoring around mining-affected areas on the local scale.The JM&S, Qin and Artis methods for temperature retrieval were comparatively analyzed.The relationship space of NDVI-LST was used to generate temperature vegetation dryness index(TVDI).Furthermore, the reference data including in situ soil moisture and MODIS LST products were used for "dry edge" correcting of TVDI.Some conclusions have been reached: The Qin's mono-window algorithm performs best in LST retrieval from HJ-1B data;there is a highest correlation between corrected TVDI value with C=0.3 and in situ soil moisture value;the feature of NDVI-LST space indicates that there is a linear relationship for "wet edge", while the relationship for "dry edge" is conic;the TVDI imagery and LST imagery show different drought conditions of different features.The obvious geographical heterogeneity has been found from the TVDI and LST imagery in this area as well.%草原露天煤矿的土壤湿度遥感监测可以反映露天开采活动对生态环境的扰动程度.选择国产环境卫星(HJ-1B)多光谱及热红外光谱数据,探讨HJ-1B数据在中国北部呼伦贝尔草原伊敏露天煤矿区地表温度及湿度的反演模型及适宜性,对比分析JM&S,Qin和Artis算法在研究区温度反演中的精度及适用性;进一步利用归一化植被指数和地表温度(NDVI-LST)的特征空间反演温度植被干旱指数(temperature vegetation dryness index,TVDI);通过野外实测土壤湿度数据对NDVI-LST特征空间中的干边模型进行修正.结果表明: 基于Qin算法反演的温度数据精度最高;干边纠正系数为0.3时,TVDI与实测土壤含水量相关性最高,"湿边"呈现剖物线特征,"干边"呈现线性规律.反演结果能够很好地反映露天煤矿区内不同地物的地表干旱状况及空间异质性,可为草原露天煤矿区的长周期陆面演变监测提供基础数据.【期刊名称】《国土资源遥感》【年(卷),期】2017(029)003【总页数】9页(P1-9)【关键词】国产环境卫星(HJ-1B);露天煤矿区;干边模型;地表温度(LST);土壤湿度;温度植被干旱指数(TVDI)【作者】赵菲菲;包妮沙;吴立新;孙瑞【作者单位】东北大学测绘遥感与数字矿山研究所,沈阳 110819;北京国测星绘信息技术有限公司,北京 100048;东北大学测绘遥感与数字矿山研究所,沈阳 110819;东北大学测绘遥感与数字矿山研究所,沈阳 110819;中南大学地球科学与信息物理学院,长沙 410083;江苏省地质测绘院,南京 210008【正文语种】中文【中图分类】TP751.1土壤湿度作为“大气―土壤―植被”系统物质与能量交换的主要环节,在一定程度上决定了土壤的形成与性质,同时也是影响气候的重要因素,对全球气候变化敏感,可作为地表水文过程的一个综合表征[1]。
第42卷第4期2020年12月Vol.42,No.4Dec.,2020冰川冻土JOURNAL OF GLACIOLOGY AND GEOCRYOLOGY基于GF -1卫星遥感的冰川边界识别彦立利1,高健峰2,王建1,郝晓华1(1.中国科学院西北生态环境资源研究院,甘肃兰州730000;2.中国地质大学(北京)信息工程学院,北京100083)摘要:高分一号(GF -1)卫星的成功发射开启了国产高分辨率对地观测的新时代,为探讨国产高分卫星在冰川边界识别中的有效性,在缺少短波红外和热红外波段的情况下,将GF -1影像、建立的波段比值Band 1/Band 4,数字高程模型和坡度相结合,采用面向对象的分析方法,经过反复试验,确定影像分割和合并尺度,进而确定冰川边界的知识规则,最终实现冰川边界的识别。
以研究区第二次冰川编目数据集作为参考数据,采用混淆矩阵的方法对识别结果进行验证,总体精度和Kappa 系数为90.05%和0.79。
同时将识别结果与人工修订冰川边界进行对比,可以发现除少量冰舌末端冰川外,该方法可以有效地对冰川进行识别。
建立的知识规则显示仅仅利用蓝色波段和DEM 就可以有效地提取裸冰区,波段比值、坡度和纹理特征更有助于冰舌的提取。
该研究表明GF -1卫星数据可以有效识别冰川范围,为冰川研究提供可靠的数据和研究基础。
关键词:GF -1;表碛覆盖冰川;地形参数;面向对象中图分类号:P 343.6;P 236文献标志码:A文章编号:1000-0240(2020)04-1400-070引言冰川变化不仅是气候变化的敏感指示器,而且是影响水资源变化、海平面上升、洪水、泥石流等自然灾害发生的重要因素。
进入21世纪以来,气候变暖,冰川消融加速,依据近年卫星遥感影像和20世纪60年代航空照片对全国范围内1700多条冰川的分析对比以及对数十条冰川实地考察验证表明,约82%的冰川处于退缩状态[1]。
作为水资源的冰川、积雪融水是河川径流的重要补给来源,是我国西部干旱地区绿洲农业赖以生存和发展的生命线[2-3]。
遥感在全球变动中的应用之老阳三干创作杨红妍(华东师范年夜学资源与环境科学学院地舆系, 上海 200062)摘要:快速、多波段、周期性、年夜面积覆盖等观测能力的空间遥感技术, 是全球环境变动研究中不成替代的重要手段.随着遥感技术在国际上的蓬勃发展, 遥感技术在我国全球环境变动研究中也开始获得了广泛的应用.简述了遥感技术在我国土天时用覆盖、年夜气、湿地、海洋调查与灾害监测方面的应用情况以及所取得的功效.这些研究为遥感技术在全球环境变动研究中的深入应用奠基了基础.关键词:遥感、全球变动、土天时用、年夜气、湿地、海洋、灾害0 引言以后, 人类面临着人口膨胀、资源匮乏和环境恶化三年夜危机, 而其中环境恶化制约着人类的生存和资源的可继续利用, 影响全球环境的温室效应、臭氧层破坏、森林锐减、物种灭绝、土地退化和海水资源充足等一系列重年夜问题困扰着人类社会.面对全球环境日益恶化的严峻现实, 科学家必需在研究全球变动现状的基础上, 预测未来环境变动趋势, 从而为政府决策提供科学依据.环境恶化的全球性和全球变动对世界经济发展的重要性, 日益引起世界各国科学家和政府首脑对全球变动研究的关注, 纷纷呼吁要采用全球性的合作.目前, 国际上公认的全球变动研究的四个国际科学计划-即WCRP、IGBP、IHDP、DIVERSITAS正是国际科学界努力的结果, 四个计划的实施极年夜地推动了全球变动研究.全球环境数据的获取是全球变动研究中的第一优先,而遥感技术以其宏观快速能提供全球和区域地表的面上信息等优势,势必在全球环境数据的获取中起着重要的、不成或缺的作用.随着遥感技术的日益完善-遥感技术已渗入到全球变动研究的众多领域.从辅助手段到主要手段, 乃至于某些专题研究中的唯一手段, 遥感技术在全球变动研究中发挥着越来越重要的作用.1 全球变动和遥感技术概要全球变动是指气候和地表即地表以上各种因子间的相互作用造成的环境变动.它涉及到岩石圈、年夜气圈、水圈和生物圈.全球变动是现今地球科学研究的热点和难题,已引起世界各国政府的高度重视和年夜力支持.以后,已有一年夜批分歧学科领域的科学家(水文、生态、年夜气、气候、遥感等)投身于全球变动或与之相关的研究.全球变动已成为地球系统科学一个新的研究领域.由于受到人类活动和自然过程的作用, 目前全球变动研究中已经呈现土天时用/覆盖变动、碳循环、湿地以及年夜气监测等热点研究问题.具有全球观测能力的遥感技术是全球变动研究中重要的、无可替代的技术手段.利用遥感既是获取全球变动信息, 时间周期很短.天空中运行的气象卫星, 可以一天两次监测同一地域, 发过SPOT地球观测卫星, 在需要时可以3~5天的间隔观察同一地域, 美国发射的地球观测卫星, 以16~18天的时间间隔观察同样的地域.2 遥感技术在全球变动热点问题研究中的应用全球变动研究涉及的学科和领域众多, 所需的数据量巨年夜, 种类也繁多.下面是遥感技术所_____________________________________作者简介:杨红妍, 女, 1982-, 在读硕士(51110801062).地舆系地舆信息系统专业.E-mail:yuwan119@能提供的数据种类:年夜气的垂直温度剖面;降水量及频度;年夜气与同温层臭氧含量;云覆盖率;海面温度;雪线;海冰线及海冰厚度;植被指数;反射率;风暴位置;太阳能入射量;太阳能通量及光谱;地球辐射量;海洋叶绿体含量;痕量气体;海洋概况风;浪高及方向;洋流;同温层及中间层的化学构成;年夜地热容量B空中温度;同温层与上层对流层的化学构成;空中风速及方向;同温层微粒与臭氧;土天时用状况;海洋泥沙含量;浅海地形;陆地冰的范围与厚度;土壤类型及变动;火山迸发与火山灰分布;土壤湿度及变动;海岸滩涂及变动;年夜地径流量;森林及草场火灾;积雪范围与厚度.从这些数据可以看出, 遥感技术已渗入到全球变动研究的很多领域.随着遥感技术的发展,遥感数据的种类会更多, 而且提供数据的质量将会有年夜的改观, 从而可满足全球变动研究众多领域研究的数据需求.下面仅从全球变动研究的几个热点问题中的遥感技术应用论述遥感技术在全球变动研究中的应用潜力及进展情况!2.1遥感在土天时用 /覆盖变动监测中的应用由于地球概况, 尤其是土天时用/土地覆盖状况处于频繁的静态变动中, 前期的研究功效往往很快就发生了变动, 所获得的数据变得陈腐, 因而及时了解其变动就显得尤为重要.利用遥感技术进行土天时用/土地覆盖变动的静态监测关键在于多时相遥感数据的选择、分歧时相数据的空间及光谱的匹配、变动检测方法的选择以及变动信息的提取与制图等.遥感对土天时用变动的监测, 过去年夜量的还是运用目视分析比较分歧时相土天时用图的不同, 或用新的遥感分类图与旧的土天时用专题图比力以求得变动区域和变动量, 其效率与精度往往不能满足用户的要求.即使是对分歧时相遥感图象先分类后再逐个象元的比较、检测变动信息, 也因各自分类标准纷歧, 精度、可信度难以满足实用需求.随着GIS的发展, 人们借助于GIS的支持, 进行专题信息的叠合分析, 可直接检测变动图斑, 进行静态分析, 输出静态变动图和统计数据, 满足用户的分歧需求.可是以往由于GIS与遥感之间的接口其实不疏通, 人们往往不能不经过一个遥感专题制图的过程, 再将分歧时相的土天时用图数字化或扫描输入GIS进行分析.这样一来原本快捷的静态监测过程却要受到专题图制作周期的影响, 难以实现快速监测的目的.随着RS/GIS的有效整合, 这一矛盾将逐步得以解决.另外, 直接从静态遥感信息中提取变动因子, 实现快速静态监测.如, 分歧时相遥感复合数据的分类提取、分歧时相数据的植被指数变动图、分歧时相复合数据的主成份分量合成图等, 均可以取得较好的效果.下图一:土天时用/土地覆盖变动信息提取技术路线图下图二:土天时用变动监测图图一:土天时用/土地覆盖变动信息提取技术路线图Flg.1(Land use /land cover change information extraction technology roadmap)Flg.1(图二:土天时用变动监测图Flg.2(land use change monitoring plans)2.2遥感在年夜气监测中应用臭氧(O3)、CO2、甲烷(CH4)等年夜气痕量气体在全球变动中起着不成忽视的作用.搭载在Nimbus-卫星上的臭氧总量制图光谱仪(TOMS)自1978年开始对年夜气中臭氧进行卫星观测, 积累了长期的O3卫星观测数据.Varotsos等利用1979~1992年13年的Nimbus-7TOMS遥感数据分析到希腊上空的臭氧衰减, 衰减率为每年0.8%;Crackell等也利用TOMS数据研究了苏格兰上空的臭氧衰减情况.利用ERS-2上搭载的全球臭氧监测实验装置(GOMZ和年夜气制图学/化学扫描成像吸收光谱仪SCIAMACHY)可对CO和O3体积浓度进行全球制图日本于1996年发射的ADEDS- 卫星上搭载有温室气体干涉监测仪, 可提供全球年夜气中的CO2、N2O、CH4和CFCs, 等温室气体的遥感监测数据.地球观测卫星是利用遥感技术进行年夜气环境观测的.应用于年夜气环境监测的电磁波谱主要是近紫外线到红外线范围(0.4~25μm), 以及微波范围(10~200GHZ).用于年夜气监测的遥感技术种类较多, 一般有相关光谱技术、激光雷达技术及热红外扫描技术等.遥感技术在年夜气监测方面, 主要用于CO、CO2、SO2、O3等化学污染物的浓度测定以及确定烟羽的扩散所及范围和它的不透明度等.年夜气领域的遥感可分为利用卫星的年夜范围的遥感(RS)和通过激光雷达进行的地基的遥感.20世纪70年代的雨云卫星系列第一次获得了温度、H2O、CH4、在全球年夜气中的分布信息.搭载于雨云7号上的TOMS在发现臭氧洞方面做出了很年夜贡献, 取得了与平流层中臭氧层破坏的有关主要信息.2.3遥感在湿地研究中的应用湿地是水陆相互作用形成的特殊自然综合体, 湿地与森林、农田一起并列为全球三年夜生态系统.湿地因具有巨年夜的水文和元素循环功能, 被称为“地球之肾”, 因具有巨年夜的食物网、支持多样性的生物而被看作“生物超市”, 是自然界最具生产力的生态系统和人类最重要的生存环境之一.湿地对碳的贮存以及发生CH4、CO2、S、N等微量气体等方面起着特别重要的作用, 是全球变动研究中的一个重要的研究领域.及时、准确地掌握和研究该区湿地资源的现状和静态变动过程对湿地的合理开发和呵护有重要意义.2.4遥感在海洋及海岸带的应用中国海洋遥感, 围绕年夜洋环流、近岸海流、海冰、海洋表层流场、港湾水质、近岸工程、围垦、悬浮沙、浅滩地形、沿海概况叶绿素浓度等海洋水文、气象、生物、物理及海水动力、海洋污染、近岸工程等领域年夜力开展了遥感调查和监测工作.遥感能为海洋学家提供跟踪年夜标准洋流、中标准涡流实时调查信息(包括风浪场的准确信息);为海洋气象学的研究提供有关海面上空的云图和风暴潮、台风信息;为海洋生物学的研究提供有关海洋低级生产力和海洋生物环境方面的信息;为海洋地质研究提供有关重力场、海平面、年夜地水准面等海面地形的测高资料;还能为海洋环境呵护提供快速年夜标准监测和区分海面溢油及其它海面污染的方法与图像.近年来海岸带遥感应用远比海洋遥感应用活跃, 例如海岸带和海岛遥感活跃在海岸带和海岛年夜地丈量与制图、海岸带和海岛土天时用、植被生态和沿海海域低级生产力、灾害监测等方面.在海岸带潮汐滩涂的测绘、量算、分类, 包括滩涂红树林、海岸珊瑚礁及其生态自然呵护区的监测管理、沿海城市规划、交通、航运、城市环境污染、城市环境地质、港口码头建设和近岸工程等方面, 已成为主要的监测手段和信息源.所用的遥感信息源有NOAA卫星数据、Landsat MSS和TM数据、风云一号卫星数据和微波遥感数据.2.5遥感在重年夜自然灾害实时监测、评价与灾情预报的应用1)洪水灾害评估针对遥感信息特征和灾情分析的需求, 对水体识别、云影消除、面积统计、淹没损失、灾情评估和静态监测六个方面如何综合应用NOAA、风云一号气象卫星和陆地卫星TM图像提出了一套方法, 而且在微机、SUN一10工作站上建立了相应的软件和模型.在洪水行为模拟模型方面, 主要针对河网化型、行洪型、溃决型和滞洪型, 并分别在太湖、淮河中下游、辽河、三门峡库区进行了实际应用, 取得了满意功效.2)森林火灾监测对森林进行实时、快速监测的同时, 提高了林火调查的准确率.研究了用人工神经网络和专家系统识别林火, 识别精度有较年夜的提高;应用遥感手段对林火从预警到灾后生态恢复全过程进行监测;初步建立了林火行为损失评价的仿真模型, 着重获取林火蔓延速度和范围以火场内各点温度的变动, 将林火灾区的林火蔓延速度和温度场统一起来, 进行实时林火模拟监测.3)干旱灾害监测与评价干旱灾害监测评价研究的特点是通过建立旱情监测评价的物理模型, 在已建成的旱情布景数据库和信息系统支持下, 将遥感图像和惯例气象数据有机地结合起来, 对旱情进行年夜面积静态监测.根据“七五”攻关中新发现的日蒸散量的估算方程, 在黄淮海平原分歧土壤质地地域进行野外实验, 获得了土壤水分及其热量的关系, 依据能量平衡建立了土壤热量模型和土壤水分及其热惯量的关系, 可直接从遥感图像上年夜面积估算土壤水分, 减少了对空中数据的依赖.在以上基础上建立的作物缺水指数模型, 可用NOAA—AVHRR数字图像和气象数据年夜面积监测旱情, 使旱情分布图及分歧旱情品级的面积和比例一目了然.4)雪灾损失评估通过攻关建立了牧区雪灾多因子组合分级指标体系, 并据此剥用气象卫星遥感数据结合牧区草场长势、畜群结构和其它晦气气象条件等, 在GIS支持下, 提出牧区雪灾判别、雪灾发展趋势预测和雪灾损失评估模型, 突破了以往仅仅依据l、2个晦气气象因素确定成灾与否, 划分灾情品级以及根据历史经验估算雪灾损失的传统做法, 提高了牧区雪灾防治和减灾对策研究水平.5)地动灾害通过编制“中国未来50年地动灾害损失区划图”的工作, 研究了利用概率进行地动灾害预测, 建立了地动灾害的期望损失式和一套各类建筑物易损性矩阵.突破了以往地动灾害长期预测没有准确时间标准、经济损失和人员伤亡指标的传统做法, 对中国今后几十年内经济建设的战略布置和抗震设防均具有重要的参考价值.6)沙漠化监测利用航天遥感和航空遥感资料完成了l:400万中国土地沙漠化图件的编制, 初步研制和建立了沙漠化灾害遥感监测评绘模型库, 内容主要包括沙漠化灾害分类的数理统计模型、沙漠化灾害发展趋势的灰色预测模型、沙漠化灾害评价的系统动力学模型等, 这些模型激进行了初步的模拟与应用.3 小结随着遥感获取技术的不竭发展, 时间、空间、光谱分辨率的逐步提高, 年夜量的遥感数据可以用来实时快速的监测全球环境变动.遥感数据的应用, 防止了传统方法以点代面的局限性, 使得监测结果更为准确、手段更为实用, 为合理评估全球环境变动提供科学依据;通过数据同化/数据-模型融合技术将惯例观测数据和遥感数据同化到过程模型, 加强遥感数据的使用, 对模型参数进行优化, 使模型估算精度提高, 降低模型的不确定性, 推动地学多学科研究发展;利用多标准遥感数据, 整合全球或区域标准模型, 增进地球系统科学发展;获取全球环境变动的第一手资料, 揭示其时空变动特征, 可以为中国介入联合国气候变动框架公约(UNFCCC)的外交谈判提供需要的知识、技术和数据贮备;全球变动遥感的研究, 可以为中国的数字信息工程建设提供理论与方法基础.4 展望遥感在我国资源与环境变动静态监测调查方面发挥着越来越重要的作甩.我国地处东亚季风气候区, 自然环境和生态结构的各种类型比力齐全, 我国资源与生态环境的变动在一定水平上代表着整个东亚季风及其控制区域环境与生态的变动.我们正以遥感作为主要监测手段, 建立长时间序列的资源与环境数据库和信息系统, 并将对全球变动研究以及全球变动的各国家或各年夜区域模式、模型研究做出我们的贡献.感谢:全球变动是一种新的地球观, 它以地球系统的概念为基础, 从整体上研究地球系统在各个时间标准上随时间的变动, 揭示地球各子系统之间的相互作用规律.首先, 我要感谢本门课程的授课老师戴雪荣老师, 他的灵活式、自由式、讨论式和引导式授课风格使我受益匪浅, 最重要的是我从这门课程学到了如何用整体的、联系的和辩证的方法去思考科研中遇到的问题.还有, 我要感谢我的同学们, 感谢他们帮手我开阔眼界与思维. 最后, 对文章中所提及的研究人员一致暗示感谢.参考文献:[1]冯筠, 高蜂, 孙成权.遥感技术在全球变动研究中的应用[J].遥感按术与应用, 2001, 16(4):237—241.[2]王长耀, 布和敖斯尔, 狄小春.遥感技术在全球环境变动研究中的作用[J].地舆科学进展, 1998, 13(3):278—283.[3]高彦春, 牛铮, 王长耀.遥感技术与其全球变动的研究[J].地球信息科学, 2000(2):42—46.[4 ] 陈说彭.遥感应用.地学探索(第三卷)[M].北京:科学出书社, 1990:67—81.[5]王长耀.黄淮海平原水域静态演变遥感分析[C].中溪童地到用土地覆盖研究论文集.北京:科学出书社, 1996:19—2l. [6]刘纪远.中国国家资源环境遥感信息服务体系[C].中外空间太空科学讨论会论文集.北宋:中国科学技术出书社, 1996:127—133.[7]徐冠华.三北防护林地域再生资源遥感的理论及其技术应用[M].北京:中国林业出书社, 1994:1—99.[8]林敏基.海洋与海岸带遥感应用[M].北京:海洋出书社,1991:298—42l.Application of Remote Sensing Technology to GlobalEnvironment ChangeYangHongyan(Department of Geography, College of Resources and Environmental Sciences, East China Normal University) Abstract:Global environment change is the top research of earth science.Remote sensing technology, which has quick, multiband, cyclic and large-area observation capabilities, is the irWordStrable method in global environment change research.This paper briefly introduces the main content on global environment change research and explains the status and role of remotesensing to global environment change.Applications of remote sensing to global environment change include land cover, forest andpasture, oceanographic survey, disaster control and so on.These researches lay the foundation for in-depth applications of remote sensing to global environment change research.Key words:global environment change;remote sensing technology;land cover;air;wetlands;marine;disaster control。
《中国制造2025》重点领域技术路线图之航天装备云成【期刊名称】《卫星应用》【年(卷),期】2015(000)012【总页数】4页(P10-13)【作者】云成【作者单位】【正文语种】中文编者按为引导社会各类资源集聚、推动优势和战略产业快速发展,2015年9月29日,《〈中国制造2025〉重点领域技术路线图(2015版)》由国家制造强国建设战略咨询委员会正式发布。
路线图围绕经济社会发展和国家安全重大需求,选择十大战略产业实现重点突破,力争到2025年处于国际领先地位或国际先进水平。
航天装备与航空装备共同成为十大重点领域之一。
航天装备主要指运载火箭、卫星、飞船、深空探测器等空间飞行器,以及相关地面设备等。
航天装备水平是代表一国航天能力的核心标志,也是衡量国家综合国力的重要标志之一。
航天发展事关国家战略利益与安全,卫星应用已经成为国家创新管理、保护资源环境、提供普遍信息服务以及培育新兴产业不可或缺的手段,2013年我国卫星应用产值超过1000亿元,预计2020年将达到5000亿元,2025年近1万亿元。
全面建设小康社会、建设创新型国家对发展先进航天装备,保障进入空间、探索和利用空间资源的能力提出了更高、更广泛的需求。
2020年,形成新一代运载火箭型谱,基本建成主体功能完备的国家民用空间基础设施,满足我国各领域主要业务需求,完成载人航天与探月工程三步走任务,空间信息应用自主保障率达到60%以上,形成较完善的卫星及应用产业链。
2025年,建成高效、安全、适应性强的航天运输体系,布局合理、全球覆盖、高效运行的国家民用空间基础设施,形成长期稳定高效的空间应用服务体系,具备行星际探测能力,空间信息应用自主保障率达到80%,产业化发展达到国际先进水平。
1.重点产品和重大航天工程(1)运载火箭完成新一代无毒、无污染长征系列运载火箭研制,2016年实现长征五号运载火箭首飞,2020年前后完成新一代中型运载火箭研制,突破重型运载火箭关键技术,2025年完成重型运载火箭地面试验验证,提升我国自主进入空间的能力。