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关键词： 谷歌地球引擎   农业管理   卫星遥感   农田管理工具   研究现状   展望  

摘要： 农业作为中国国民经济的战略性产业，在粮食生产和可持续发展目标方面起着举足轻重的作用。为了满足农业管理中大空间尺度、长时间序列遥感数据的存储、组织和处理，节省用户计算资源，提高农业生产管理专题的时效性和普适性，地理空间数据处理云平台备受关注。谷歌地球引擎（Google Earth Engine,GEE）作为一款集数据获取、数据运算、模型建立、精度验证以及可视化分析于一体的地理空间分析开源智能云平台，极大地扩展了农业领域研究的广度和深度，为精准农业领域的发展带来了新的机遇。本文从GEE平台、农业应用数据、作物种植支撑管理和农田管理工具等角度出发，分析了基于GEE平台的农业管理研究最新研究进展，以“平台-数据-农业管理-工具”为大框架，强调了多源协同的有效数据信息支撑农业监测管理决策的制定，高效易扩展的农田种植管理和作物生长监测工具可以辅助提高农业生产效率，农情数据信息和农业管理工具在全球背景下共同促进农业可持续发展。文章对GEE在农业应用数据支撑、农业监测管理和农田管理工具等方面的研究现状进行分析总结，突出了GEE云平台相比于传统的桌面端地理空间数据处理平台分别在数据、工具和应用3个方面给农业管理带来的创新性变革，凸显了GEE在破碎化农田区域和病虫害监测领域等方面的发展潜力，讨论了GEE在全球背景下辅助农业可持续发展方面的研究趋势。随着GEE在数据质量、数据处理功能和农情参数信息利用等方面的有效改进，展望了其在精准农业管理、农情监测和预测、移动端智能农业决策支持系统开发以及生态系统管理等农业管理领域的应用前景。以期为平台使用者提供参考并为我国农业领域的云计算平台的建设和应用提供借鉴。

关键词： 双线阵推扫   双条带影像   动目标检测   在轨智能处理   时空域变化信息   单体目标分割   深度学习目标检测   显著性区域建议  

摘要： 动目标检测是从时序图像中获取时间维度动态变化信息的有效手段，通过快速获取、分析和利用卫星遥感数据中的现势信息，将遥感数据中时空域运动和变化信息表征为对象和知识，可以有效提升卫星数据的利用效率，实现“现势数据、即时传输”的应用要求。现有的卫星视频和多光谱遥感图像用于动目标检测领域，无法满足大范围动目标发现、运动速度适应性以及硬件加速兼容性等应用需求。本文以利用光学遥感卫星实现大范围动目标快速感知为目标，通过双线阵推扫光学遥感相机采集包含时域动目标信息的双条带图像，以船舶目标为例，经过在轨处理形成动目标关键信息。相机原理样机已经搭载“泰景四号01星”于2022年2月27日成功发射，验证了大范围动目标检测的技术路线。本文在提出双线阵推扫成像方法以及动目标时空特性数学模型基础上，构建基于显著性区域建议的动目标检测方法，利用时空域变化信息表征和提取动目标显著性区域，基于深度学习目标检测技术实现动目标判别，获取动目标检测结果。利用在轨拍摄的双条带图像，验证了算法精度，对比传统算法，本文方法在单体目标分割方面提升明显，动目标分割结果较为完整、清晰，有效提升了动目标两个时刻间的匹配精度。结果表明，算法能够有效实现双条带图像中的动目标检测，具有以下2个方面的优势：(1)提出双条带推扫成像模式和方法，扩展图像时域信息，解决卫星无机动条件下大范围动目标观测问题；(2)提出基于显著性区域建议的动目标检测模型，解决了大范围双条带图像中复杂背景下动目标检测问题。通过获取动目标关键信息，大幅度减少遥感信息的对地传输带宽需求，可以为大规模对地观测系统数据在轨处理与地学应用提供新型的数据获取与处理思路。

关键词： 盐湖   卫星遥感   随机森林   质心   矿化度   小柴旦湖  

摘要： 柴达木盆地盐湖对维系区域生态平衡、保障农业安全和国民经济发展具有重要的作用。受青藏高原气候暖湿化影响，盆地湖泊格局发生了一系列变化。为分析盆地盐湖变化特征，本文以小柴旦湖为例，基于长时间序列卫星数据，利用随机森林法提取盐湖水域范围并解构、评估“点—线—面”形态变化，同时构建矿化度指数表征盐湖资源禀赋。结果表明：(1)1990—2022年小柴旦湖面积呈“缓减—缓增—快增”的阶段性变化特征，岸线长度呈阶段性变化(2016年后增长明显)，湖泊质心总体向西北方向迁移，截止2022年湖泊质心累计迁移距离为2363.49 m。(2)1990—2022年矿化度指数波动下降，呈“淡化”态势。(3)气象数据显示研究区年平均气温升高、年降水量增多、年潜在蒸散量下降，处于暖湿化轻度转型期，降水增多、蒸发下降、增温引起的冰雪融水增加综合叠加效应引起区域水资源增加，进而导致湖泊扩张和“淡化”。(4)小柴旦湖扩张和“淡化”对社会经济和生态平衡影响明显，一方面，影响湖区周边基础设施，近70 km2区域受淹没直接影响，包括德小高速公路、柳格高速公路部分路段；另一方面，作为资源型湖泊，小柴旦湖盐湖矿产资源开发利用潜力下降，“淡化”或将引起湖泊生态系统失衡。(5)未来应适当调整小柴旦湖开发利用方向，挖掘“雪山—荒漠—盐湖—湿地—公路”视觉多元化立体景观资源，平衡盐湖“资源”与“生态”属性。本研究从湖泊动态变化研究的视角，结合多种方法开展了有益的尝试，分析结果可为柴达木盆地盐湖资源和生态环境保护及基础设施建设提供决策支撑。

关键词： GNSS坐标时间序列   大尺度区域   PCA时空滤波   自适应时空滤波   陆态网  

摘要： 提出一种自适应时空滤波方法，在规定阈值下将滤波区域自适应分为若干个子区域，进行共模误差的提取和去除。对陆态网184个GNSS站点垂向坐标序列进行时空滤波，3组随机实验中自适应PCA时空滤波后的站点序列平均RMS值减小约39.7%、38.4%和39.7%，优于整体PCA滤波。进一步分析滤波前后站点噪声特性变化，结果显示，相比整体PCA滤波，自适应滤波方法中站点残差序列幂律噪声削弱约17.8个百分点。实验结果表明，所提方法在大尺度区域GNSS坐标序列时空滤波中具有更好的灵活性和适用性。

关键词： 水声定位   GNSS   时标跳变   冗余观测   参数搜索  

摘要： 利用水声定位技术可将全球卫星导航系统(GNSS)维持的位置基准传递至海洋内部。国内GNSS-声学海底定位实验通常采用多种硬件设备相互配合完成，但不同设备输出的观测数据可能会存在时标跳变的问题。时标跳变问题可通过冗余观测进行解决，但针对无冗余观测的情况，尚无有效的解决办法。本文提出基于参数搜索的时标跳变改正方法，构建时标偏差的搜索空间，以水声定位结果的单位权方差为判定指标，通过数值方式搜索观测数据的时标跳变。利用实测海试数据对提出的方法进行验证，结果表明，参数搜索方法成功探测到声学设备数据约1 s的时标跳变，并通过改正时标将水声定位精度从dm级提升至mm级。

关键词： 冬小麦   GF-6/WFV卫星遥感   神经网络   叶片氮素含量   估测模型  

摘要： 为对大田冬小麦叶片氮素含量(LNC)进行快速、准确及无损监测,通过在江苏省泰州泰兴市、盐城大丰区和南通如皋市布设冬小麦遥感监测大田试验,在获取试验样点冬小麦冠层红光波段反射率(REDref)、近红外波段反射率(NIR,ref)和计算的十个光谱指数(RVI、NDVI、DVI、SAVI、OSAVI、MSR、RDVI、EVI2、NLI和SVI)基础上,将12个遥感光谱指标与冬小麦LNC进行相关分析,优选出与LNC相关性较好的5个遥感光谱指标(NDVI、RVI、MSR、OSAVI和NLI)作为模型输入变量,构建基于BP神经网络的冬小麦LNC估测模型,并利用GF-6/WFV卫星遥感影像对县域冬小麦LNC的空间分布开展监测。结果表明,12个遥感光谱指标与冬小麦LNC之间存在不同程度的相关性,其中NDVI、RVI、MSR、OSAVI和NLI与冬小麦LNC的相关性较好(相关系数不低于0.65)。将优选的5个遥感光谱指标作为模型输入变量,构建基于BP神经网络的冬小麦LNC估测模型(LNC-BPEM),模型的估测精度r2=0.866,RMSE=0.246%,ARE=12.9%。将冬小麦LNC-BPEM估测模型和GF-6/WFV影像结合对县域冬小麦LNC的空间信息监测,获得了如皋县域冬小麦LNC的空间分布特征,该区域冬小麦LNC范围在0.9%～2.0%(长势正常)的种植面积为29 693.3hm2,占冬小麦总种植面积的74%。这说明利用GF-6/WFV卫星的多个遥感光谱指标与神经网络结合建模可有效估测县域大田冬小麦叶片氮素含量。

关键词： 边坡安全   GNSS自动化监测技术   位移监测   预警机制   稳定性   经济性  

摘要： 介绍GNSS（全球导航卫星系统）自动化监测技术的工作原理和应用组成。依托在建G0615线久治至马尔康段高速公路某段典型高边坡项目，采用GNSS自动监测技术进行位移监测，对监测数据进行分析，显示出边坡位移变化与降雨、冻融循环有较好的响应，论证自动化监测方案的可行性；在高寒、高海拔地区高边坡监控中，自动化监测技术的应用优势更加明显。

关键词： 煤火识别   卫星遥感   Landsat-8/9   辐射传导方程法   地表温度   地表覆被  

摘要： 我国矿区煤火问题严重，已成为破坏区域环境和能源安全的重大威胁。及时、准确地掌握煤火分布范围，厘清其时空演化规律，对于煤火区控制和治理具有重要意义。本文提出了一种顾及地表覆被差异的卫星遥感煤火识别方法。首先，以Landsat卫星影像为基础，利用辐射传导方程法进行大气校正，反演绝对地表温度；其次，采用支持向量机的监督分类方法，获取地表土地覆被类型，并以此为约束确定煤火热异常区域；最后，采用回归分析方法推演煤火时空分布特征，构建煤火预测模型。选取内蒙古自治区乌海市为研究区，以2018-2023年的Landsat-8/9时序卫星影像为数据源，开展了煤火异常区识别和预测实验。结果表明，本文方法对煤火识别结果与实地核实和低空监测结果一致，预测煤火区域与卫星反演结果一致，印证了本文方法对大区域煤火“扫靶式”识别的可靠性，为矿区煤火及时发现、时空演化规律分析、及修复治理提供了可靠的技术支持。

关键词： 全球导航卫星系统反射信号   合成孔径雷达   后向投影算法   相位补偿核  

摘要： 在利用全球导航卫星系统反射信号(GNSS-R)的无源合成孔径雷达体制中，目前常采用后向投影算法进行成像处理，但该算法逐点精确聚焦的处理过程使得算法的运算量大。针对上述问题，提出了一种数据分块和构造相位补偿核的改进后向投影算法。改进算法对回波矩阵进行分块，将目标区域成像网格点的最长延迟距离与最短延迟距离等间隔划分，建立相位补偿核，通过距离向搜索操作得到各网格点的相位补偿结果，在方位向相干叠加形成子图，递归合并得到最终图像。定量分析得出，改进算法可有效降低运算量，同时节省内存。仿真结果验证了所提算法的有效性。

关键词： 卫星测高重力异常   海底地形   重力地质法   回归分析技术   非规则形状海域  

摘要： 针对重力反演海陆交界区非规则形状海域海底地形算法实施困难问题，基于海底地形数据与重力数据间近似线性关系，提出使用改进的GGM(gravity-geologic method)和回归分析方法、联合水深测量数据和重力异常数据的海陆交界区非规则形状海域海底地形构建技术。选择中国南海2°×2°（6°～8°N,115°～117°E）范围为研究区域，采用改进的GGM方法和回归分析方法分别构建海陆交界区海底地形模型SCS＿iGGM和SCS＿iRA，并将结果与SCS＿Grid（研究海区声学水深数据直接格网化结果）和SCS＿topo＿23.1海深模型等进行横向比对。结果表明，在海陆交界实验区，SCS＿iGGM模型和SCS＿iRA模型与SCS-DTU18模型、SCS-ETOPO1模型、SCS＿topo＿23.1模型整体统计结果相似度较高，相关系数高于0.99。实验海域外部检核结果表明，SCS＿iGGM和SCS＿iRA精度相当，明显优于SCS-DTU18模型、SCS-ETOPO1模型和SCS＿topo＿23.1模型；相较于SCS-DTU18模型、SCS-ETOPO1模型和SCS＿topo＿23.1模型，本文构建的海底地形模型精度分别提高约76%、70%和53%。同时，联合实验海域重力异常和船载水深数据建立海底地形模型无论是海底地形数据恢复能力，还是模型构建效果质量均好于仅依靠船载水深数据恢复的海底地形，即针对船测水深数据稀疏海域，联合重力数据的海底地形模型构建能提高建模质量。