多源遥感协同反演

外
线
-6
0.4×10
可
研究电磁波与地物的相互作用机理， 建立地表与大气遥感辐射传输模型。
L f , sx,y,z ,t, , P,
见
光 近 0.7×10-6
大气散射
红 10 -6
中
太阳入射光
可见光反射建模 热红外辐射建模
红
热 红 10 -5 外 10 -4 太 赫 10 -3 兹 10-2 微 波1
合成孔径雷达
热红外
大气激光高度计
地表激光高度计
被动微波
雷达高度计
深空探测
微波测距
测光仪
散射计
单一遥感器的定量遥感产品精度不高、时空不连续、产品之间 一致性差，尚缺乏独立于传感器的定量化遥感综合产品。
发展多源遥感高精度协同反演技术，综合利用星机地综合观测 数据资源，形成高精度无缝化定量遥感产品快速实时生产能力
全球LAI产品直接验证 框架和策略
地面点测量 ESU 站点尺度 高分辨率LAI参考图
( Morisette et al., 2006 & Garrigues et al., 2008 )
叶面积指数全球产品及精度分析
全球LAI产品交叉验证 框架和策略
(Garrigues et al., 2008)
存在的问题
针对特定遥感传感器的产品，定量化水平低、时空 不连续，精度不高；
• 定量遥感仍存在关键技术瓶颈亟待突破
不同传感器定量遥感产品不一致性问题 多源遥感协同反演问题 地星协同的定量遥感估算问题
( Garrigues, 2008)
高精度无缝化定量遥感反演技术 已成为遥感科学发展方向
多光谱
高光谱
（松/紧耦合）
库元
Baidu Nhomakorabea
天
数 据
空
建
遥感
数据 库
地
遥
一
航空遥感网 （区域分布）
体
验遥 感
化
综 合
遥感 模型
感 数 据
遥
试库
共
感
享
观
真
网
测
地面数据传感网 （行业/区域）
网
实 共性
性 检
攻关、系统总体设计和原型系统开发，以及模型方法的实验验证， 为二期项目开展提供技术方法支撑。
项目二期：2013—2015年
批复经费：3710万元，分为3个课题 集成一期关键技术，重点解决全球定量遥感信息服务，建立
业务化的运行系统
二、项目总体设计
1. 框架设计：中国遥感网的组成单元及其相互关系
卫星遥感网
o v
临近效应
邻近像元
目标像元
：波长
s
x
,
y
,
：
z
空
间位
置
t：时相
：观测几何
P：地表参数
：传感器参数
存在的问题：以叶面积指数产品为例
目前遥感反演LAI的方法一般大体可以分为三类：经验关系法、物理 模型法和混合反演法。
（1）经验关系法：建立LAI实测值与植被指数经验统计关系。算法简 单，易于实现且计算效率高但缺乏物理机理描述，普适性差。 （ 2 ） 物 理 模 型 法 ： 基 于 遥 感 辐 射 传 输 模 型 ， 如 GO 模 型 、 RT 模 型 、 GORT模型等。该方法物理机理明确，但模型复杂，计算量大。 （3）混合反演法：基于贝叶斯理论的混合反演方法以及综合物理模 型和统计方法一体的混合反演方法。
地表参数多源遥感协同反演
报告人：柳钦火
中国科学院遥感与数字地球研究所/北京师范大学
遥感科学国家重点实验室
State Key Laboratory of Remote Sensing Science 2013年11月1日
报告提纲
一、引言
二、全球综合观测共性定量遥感产品生成系统设计 三、地表参数多源遥感协同反演研究进展
急需开展对境外乃至全球的有效监测，为国家决策 与外交谈判提供信息支撑
遥感技术是跨境获取全球战 略资源状况信息的重要手段
星机地立体综合定量遥感系统，具有充 分利用卫星、航空和地基遥感平台的优势， 显著增强全球资源环境监测能力
地球观测系统发展迅速
美国：NASA 不断提出以地球系统为研究对象的对地观测计划，引领遥感发 展方向，EOS计划等 欧盟：SPOT、ENVISAT等卫星计划独具特色 我国：气象卫星、资源卫星、海洋卫星、环境减灾小卫星星座逐步业务化， 高分辨率对地观测专项
总体:实现遥感数据服务到遥感产品服务的跨越
一期：突破关键技术，建立原型系统，2012.1-2014.12
二期：集成一期研究、建立业务化系统，2013.1-2015.12
一、项目总体目标
项目一期：2012—2014年
批复经费：9612万元，分为11个课题 重点开展星机地综合定量遥感标准与规范研究、核心关键技术
遥感科学国家重点实验室
State Key Laboratory of Remote Sensing Science
国内战略资源的短缺 使掌握全球同类资源状况信息迫在眉睫
➢ 矿产、森林、水等战略资源短缺 ➢ 环境风险与粮食安全 ➢ 新时期重大外交事务
国际气候变化谈判 低碳经济发展 国际碳贸易战略布局 国际河流水事外交谈判
报告提纲
一、引言 二、全球综合观测共性定量遥感产品生成系统设计 三、地表参数多源遥感协同反演研究进展
遥感科学国家重点实验室
State Key Laboratory of Remote Sensing Science
863重大项目“星机地定量遥感技术系统与应用”
项目总体目标
面向矿产、跨境河流、粮食、森林与碳汇等战略资源的全球监 测需求，研究星地协同观测与卫星组网关键技术，攻克多尺度 时空遥感数据快速定量流程化处理、基于卫星组网和虚拟星座 的综合定量遥感产品生成和真实性检验等关键技术，为建立星 机地综合定量遥感应用系统、实现全球资源与环境遥感信息的 业务运行服务提供技术支撑，为国家全球资源环境战略决策与 外交谈判提供信息支撑。
5
定量遥感的核心是从观测数据中反演地表参数； 遥感辐射传输模型是遥感反演的基础。
P 是待反演的地表参数
L f , sx,y,z , t, , P,
遥感科学国家重点实验室
State Key Laboratory of Remote Sensing Science
单位: m
紫 0.01×10-6
以上这些反演方法，都是为了能在反演过程中融入更多的先验 知识，包括对参数、模型和观测数据的先验知识库，来解决遥感反演 中的“病态”问题。
叶面积指数全球产品及精度分析
目前全球部分LAI产品主要特征
MODIS (for C4 LAI）
AVHRR (for C3 LAI）
VEGATATION
叶面积指数全球产品及精度分析