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面向月球科研站任务的地月准实时遥操作模拟验证系统设计与关键技术研究
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作者 王镓 胡国林 +4 位作者 罗益鸿 梁家林 万文辉 赵迪 薄正 《上海航天(中英文)》 CSCD 2024年第1期11-23,共13页
针对月球科研站任务地月遥操作需求和特点,设计地月准实时遥操作模拟验证系统,对其中的关键技术海量多尺度遥感数据环境感知、空地协同高精度定位、基于混合现实的预测仿真等进行了研究。提出了基于海量多尺度遥感数据的联合处理方法,... 针对月球科研站任务地月遥操作需求和特点,设计地月准实时遥操作模拟验证系统,对其中的关键技术海量多尺度遥感数据环境感知、空地协同高精度定位、基于混合现实的预测仿真等进行了研究。提出了基于海量多尺度遥感数据的联合处理方法,环境感知数据融合可处理米级至厘米级环境感知结果;设计基于空地多运动平台协同定位的原型软件,空地协同地标约束下,定位精度不低于轨道器影像1个像素;开发了带有力觉反馈的预测仿真验证平台,在2~3 s变时延约束下可在仿真环境下协同演示遥操作过程,真实还原从端的遥操作作业场景,提高遥操作的执行效率和安全性。为地面人员的方案设计、操作手训练、故障处置等提供实时支持,为我国未来实施月球科研站任务筑牢基础。 展开更多
关键词 月球科研站 遥操作 遥感制图 任务规划 空地协同定位 预测仿真
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地形约束下的地块级水稻分层提取方法
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作者 李梦秋 杨树文 +2 位作者 骆剑承 石含宁 付昱凯 《农业与技术》 2024年第7期1-8,共8页
西南山区的多云多雨天气和复杂地形给光学遥感数据的收集带来挑战,影响了水稻最佳物候期的高质量成像获取,并增加了构建稳定的时间序列和精确提取水稻的难度。本实验选取了重庆市双河镇作为研究区域,以地形高程作为约束条件,利用GF-2卫... 西南山区的多云多雨天气和复杂地形给光学遥感数据的收集带来挑战,影响了水稻最佳物候期的高质量成像获取,并增加了构建稳定的时间序列和精确提取水稻的难度。本实验选取了重庆市双河镇作为研究区域,以地形高程作为约束条件,利用GF-2卫星影像实现了水稻地块的分层精准提取。这一方法有效降低了复杂地形对水稻提取准确性的影响。确定耕地地块作为最小单元,保障了地块内种植作物的唯一性;根据水稻移栽时间随海拔升高而后延的特点将研究区地块细分,高程作为主要地形约束条件,以400m为界分为低海拔和高海拔的水稻种植区,从而加强同一高程内水稻物候的一致性;结合Sentinel-1/2的影像数据,计算各地块的SPRI(SAR-based Paddy Rice Index,水稻指数)值,量化评估每个地块中种植水稻的概率;对这些具有特定SPRI值的地块应用了多阈值二进制分类方法,实现了精确提取。实验结果表明,在0~400m区域,使用高程约束的水稻分类方法F1_score精度可达92.1%,而在400m以上区域精度达到90.8%。SAR数据有效捕捉了水稻关键生长期信息,地块级提取减少了数据干扰,高程分层减少了同一海拔区域内的分类差异,简化了由于高程变化引起的分类复杂性,显著提升了西南地区水稻分类的精度。 展开更多
关键词 遥感 高程分层 水稻指数 地块级 水稻分类 多阈值分类
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时序滤波对农作物遥感识别的影响 被引量:7
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作者 张馨予 蔡志文 +4 位作者 杨靖雅 王聪 魏浩东 胡琼 徐保东 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期215-224,共10页
获取长时序且高质量遥感观测数据是捕捉不同农作物关键物候节律信息,进而获取高精度农作物空间分布信息的关键。受云雨天气影响,卫星遥感易产生低质量观测,其往往不参与或采用时序滤波处理后再用于农作物遥感识别。然而,时序滤波对于农... 获取长时序且高质量遥感观测数据是捕捉不同农作物关键物候节律信息,进而获取高精度农作物空间分布信息的关键。受云雨天气影响,卫星遥感易产生低质量观测,其往往不参与或采用时序滤波处理后再用于农作物遥感识别。然而,时序滤波对于农作物遥感识别的影响机制尚未摸清,为高效且高精度农作物遥感制图带来了较大挑战。该研究基于HLS(Harmonized Landsat Sentinel-2,30 m)和MODIS(Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer,500 m)两种空间尺度的反射率产品分别构建时间序列数据集,以S-G(Savitzky–Golay)和HANTS(Harmonic Analysis of Time Series)滤波为例,采用随机森林分类器探究时序滤波分别对于30与500 m空间尺度农作物识别的影响。并通过植被指数时序曲线对比,深入分析时序滤波对于两种空间尺度农作物识别关键特征所带来的差异。结果表明,在该研究试验区域及观测时相内,针对中高分辨率HLS影像,相较于未经滤波处理数据,S-G和HANTS滤波农作物识别精度分别下降了1.73和5.17个百分点;而对于中低分辨率MODIS影像,未经滤波处理、S-G滤波和HANTS滤波后的农作物总体识别精度分别为84.73%、85.51%和83.05%,时序滤波前后农作物识别精度没有显著差异。此外,对比不同作物类型的植被指数时序曲线后发现,中高分辨率尺度下,对于大豆与玉米,其较小的类间差异会被时间滤波误认为噪声而进一步弱化,从而降低相似农作物的分类精度,而对于特征差异较明显的水稻与玉米、水稻与大豆,时序滤波则会减小其类内差异从而提高分类精度。对比而言,对于中低分辨率影像的农作物识别,受到混合像元等因素的干扰,同一作物类型中的光谱异质性是影响农作物识别精度的重要因素,因此时序滤波对其时序特征的影响较小。该研究通过深入分析时序滤波处理对不同空间尺度农作物识别的影响,为未来农作物空间分布的获取提供理论参考和技术支撑。 展开更多
关键词 农作物 遥感 识别 时序滤波 随机森林 MODIS HLS
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卫星遥感技术助力碳中和战略的精准监测与有效评估 被引量:2
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作者 高绿化 李莘莘 +5 位作者 郑艺 赵少华 王中挺 邹铭敏 王康卉 赖积保 《卫星应用》 2022年第10期18-22,共5页
一、引言2020年9月,中国提出2030年“碳达峰”、2060年“碳中和”的目标。作为全球碳排放总量占比最高的国家,中国对碳中和的承诺是全球应对气候变化进程中的里程碑事件,具有巨大和深远的意义,也是中国对“人类命运共同体”建设的最实... 一、引言2020年9月,中国提出2030年“碳达峰”、2060年“碳中和”的目标。作为全球碳排放总量占比最高的国家,中国对碳中和的承诺是全球应对气候变化进程中的里程碑事件,具有巨大和深远的意义,也是中国对“人类命运共同体”建设的最实质性贡献。全球CO_(2)浓度分布的空间格局和时间变化是人为活动导致的CO_(2)排放(碳源)、生态系统的净碳吸收(碳汇)以及大气传输作用的综合结果。开展全球CO_(2)监测、解析碳源汇分布情况和变化趋势,已成为气候变化研究的核心科学问题之一,对于制定减排目标和落实减排成效具有重要的支撑作用和现实意义。对我国来说,“碳达峰、碳中和”作为时间紧迫的国家战略目标,同时也是排放与吸收的中和过程,定量化监测、精细化评估是非常重要的环节。 展开更多
关键词 国家战略目标 碳中和 卫星遥感技术 里程碑事件 碳排放总量 大气传输 生态系统 减排目标
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基于无人机高光谱融合连续投影算法估算棉花地上部生物量 被引量:9
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作者 易翔 张立福 +5 位作者 吕新 张泽 田敏 印彩霞 马怡茹 范向龙 《棉花学报》 CSCD 北大核心 2021年第3期224-234,共11页
【目的】地上部生物量是表征植物生命活动的重要参数。探索不同的光谱预处理方法和建模方法,实现对棉花地上部生物量快速、无损、准确的估算,对棉花长势监测和大田精准管理具有重要意义。【方法】以新陆早53号、新陆早45号为研究对象,... 【目的】地上部生物量是表征植物生命活动的重要参数。探索不同的光谱预处理方法和建模方法,实现对棉花地上部生物量快速、无损、准确的估算,对棉花长势监测和大田精准管理具有重要意义。【方法】以新陆早53号、新陆早45号为研究对象,设置不同施氮处理,于出苗后不同阶段获取棉花地上部生物量和无人机高光谱数据,通过连续投影算法(Successive projections algorithm,SPA)筛选不同预处理[一阶导数、二阶导数、Savitzky-Golay(SG平滑)、多元散射校正]后的特征波长,基于筛选出的不同波长组合使用偏最小二乘法回归(Partial least square regression,PLSR)和随机森林回归(Random forest regression,RFR)分别构建棉花地上部生物量估算模型,比较不同预处理后建立模型的精度,确定最优估算模型。【结果】(1)利用SPA算法对不同预处理后的光谱信息筛选出特征波长9~26个,可实现光谱信息降维。(2)基于SG平滑-SPA处理及PLSR方法建立的模型最佳,R^(2)达到了0.63,均方根误差(Root mean square error,RMSE)为0.42,验证集的R^(2)为0.67,RMSE为0.44。(3)一阶导数-SPA处理后,采用RFR构建的模型最佳,R^(2)达到0.87,RMSE为0.45,验证集R^(2)为0.81,RMSE为0.37。【结论】采用一阶导数预处理结合SPA筛选特征波长,经RFR构建的估算模型结果和验证效果均最佳,可用于棉花地上部生物量定量估算。 展开更多
关键词 棉花 地上部生物量 光谱预处理 特征波长 偏最小二乘法回归 随机森林回归
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基于RF和SPA的无人机高光谱估算棉花叶片全氮含量 被引量:7
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作者 易翔 吕新 +3 位作者 张立福 田敏 张泽 范向龙 《作物杂志》 北大核心 2023年第2期245-252,共8页
为分析棉花叶片全氮含量(LNC)与冠层光谱反射特征的关系,实现作物生长过程中氮素水平的快速、准确和无损监测,以石河子大学教学试验场2019年棉花小区试验为基础,选用多元散射校正、SG平滑算法、变量标准化校正和一阶导数4种方法分别对... 为分析棉花叶片全氮含量(LNC)与冠层光谱反射特征的关系,实现作物生长过程中氮素水平的快速、准确和无损监测,以石河子大学教学试验场2019年棉花小区试验为基础,选用多元散射校正、SG平滑算法、变量标准化校正和一阶导数4种方法分别对棉花冠层原始光谱进行预处理,使用随机蛙跳(random frog,RF)和连续投影算法(successive projections algorithm,SPA)筛选特征波长并结合偏最小二乘回归法建立棉花LNC光谱估算模型。RF和SPA算法从棉花冠层398~1000nm的光谱中优选5组LNC的敏感特征波段,波段数目下降了93.0%~96.3%,有效降低了光谱的冗余信息;基于SPA算法筛选的敏感波段构建的LNC偏最小二乘回归模型的决定系数和均方根误差分别为0.52和2.55,模型验证的决定系数和均方根误差分别为0.70和2.37,模型具有较好的精度和稳定性,可作为棉花LNC的无人机高光谱估算方法。 展开更多
关键词 棉花 无人机 高光谱 随机蛙跳 连续投影算法 偏最小二乘回归
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月球南极—艾特肯盆地的形成与早期撞击历史 被引量:5
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作者 邸凯昌 肖智勇 +1 位作者 林杨挺 岳宗玉 《中国科学基金》 CSSCI CSCD 北大核心 2022年第6期880-887,共8页
月球撞击构造完整地记录了内太阳系的小天体撞击历史,是研究撞击历史和撞击通量的最好样本。南极—艾特肯(SPA)盆地是月球上最大最古老的撞击盆地,其形成时间是重建月球演化历史的关键节点。SPA盆地的形成与早期撞击历史的研究,对于揭... 月球撞击构造完整地记录了内太阳系的小天体撞击历史,是研究撞击历史和撞击通量的最好样本。南极—艾特肯(SPA)盆地是月球上最大最古老的撞击盆地,其形成时间是重建月球演化历史的关键节点。SPA盆地的形成与早期撞击历史的研究,对于揭示月球外动力演化历史、建立月球演化的精确时间标尺、理解太阳系天体轨道动力学演化以及地球宜居环境演化等具有重大科学意义,是月球科学的突破口之一。本文梳理了SPA盆地等早期重大撞击事件的形成时间、SPA盆地的形成过程及全球响应、早期小天体的撞击通量等关键科学问题。提出了在月球科研站任务背景下的研究建议,并倡议采样返回与样品定年、遥感数据撞击坑统计分析、撞击成坑数值模拟相结合的研究方法。 展开更多
关键词 SPA盆地 早期撞击通量 撞击坑统计定年 撞击成坑数值模拟 月球科研站 采样返回
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A Comparison of Local-and Foreign-funded Hydropower Station Construction in Nepal based on Remote Sensing 被引量:1
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作者 TIMSINA Ritu Raj WU Mingquan NIU Zheng 《Journal of Resources and Ecology》 CSCD 2022年第6期1009-1021,共13页
International investors in large infrastructure projects face numerous risks. To explore this issue, this paper compares the development of two hydropower stations in Rasuwa District, Nepal: Upper Trishuli 3A, which i... International investors in large infrastructure projects face numerous risks. To explore this issue, this paper compares the development of two hydropower stations in Rasuwa District, Nepal: Upper Trishuli 3A, which is fully funded by a Chinese government bank, and Rasuwagadhi, which is fully funded by local government banks.The construction of these two plants was compared between 2012 and 2020 using a visual interpretation method to extract data on roads, buildings, dams, and vehicles from 1-m-resolution remote sensing imagery. Two methods were used to compare the environmental impacts of each plant. Landsat 7/8 30-m imagery was used to monitor changes in the normalized difference vegetation index around the Upper Trishuli 3A hydropower station from 2012to 2020 and around the Rasuwagadhi hydropower station from 2014 to 2020. Then, 1-m-resolution imagery was used to observe land-cover differences in these areas and time periods. The results indicate that:(1) despite various challenges, such as geological disasters, the COVID-19 pandemic, and a blockade by the Indian government,there was no difference in construction progress between the two hydropower stations.(2) The Upper Trishuli 3A Hydropower Station was associated with better environmental protection work, as there were continuous declines in vegetation growth near Rasuwagadhi and increased overall vegetation growth near Upper Trishuli 3A.(3) Energy projects funded by the Belt and Road Initiative have benefited developing countries enormously. Finally, local conditions should be thoroughly investigated during the construction of foreign-funded power stations. 展开更多
关键词 the Belt and Road Initiative remote sensing hydropower station Nepal
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