张永光
- 作品数：15 被引量：130H指数：6
- 供职机构：南京大学国际地球系统科学研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金江苏省杰出青年基金全球变化研究国家重大科学研究计划更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术天文地球生物学农业科学更多>>
- 建设中国陆表遥感产品真实性检验基准台站网络的思考
- 2021年
- 全球卫星遥感生产了系列陆表参数产品,在地球系统科学研究和服务国家决策支持等方面发挥了巨大效用。为了更好地发挥这些产品的功能,人们亟需了解相关产品的质量和精度信息,这就需要利用地面参考数据对这些产品进行真实性检验。陆表基准参考测量提供独立、标准、常态化的监测数据,是陆表遥感产品验证必不可少的基础条件,对深刻理解陆表地球系统的历史、现状和未来变化具有深远意义。首先总结了国内外在基准参考网络建设方面的经验,分析了我国现有遥感真实性检验网络的建设工作。在此基础上,提出了建设我国陆表遥感产品真实性检验基准参考站网的思路,探讨了建设我国基准观测网络的设计方案、站点遴选、仪器选择、组织和管理方式。同时,综合陆表基准站网与大气、海洋、测高、地球重力测量等基准站网,提出了构建中国陆表遥感验证超级站和国家级遥感产品真实性检验网络系统的框架。国家级验证网络体系的建设将有助于实现全国定量遥感产品的真实性检验,助力地球系统科学综合研究,提升遥感产品服务国家决策支持的水平。
- 方红亮车涛晋锐李爱农李爱农李增元刘绍民李增元肖青张永光
- 关键词：基准站
- 滦河流域碳、水循环和能量平衡遥感综合试验总体设计被引量：14
- 2021年
- 始于20世纪80年代的系列大型遥感试验开始系统研究地表物质和能量交换过程,对遥感与地球系统科学研究的结合起到重要作用,但是尚无综合利用多源遥感数据解决碳、水、能量循环问题的有效方案。遥感科学国家重点实验室于滦河上游地区组织开展基础性、多学科、多尺度的“碳、水循环和能量平衡遥感综合试验”。本次试验面向地球系统科学对遥感观测的最新要求,以遥感如何服务地—气过程研究为关键科学问题,开展星—机—地多尺度遥感综合观测和地面测量,论证中国自主设计的碳、水、能量相关卫星的技术指标,基于大场景真实结构模拟和多尺度综合观测构建虚拟遥感试验场,验证全波段遥感机理模型和复杂地表辐射传输机理。核心试验区位于地势较为平坦的闪电河流域和地形复杂的小滦河流域。闪电河流域主要地类为农田和草地,开展的试验以水循环和能量平衡遥感综合观测为主。小滦河流域主要地类为森林和草地,以碳循环遥感综合观测为主。两个试验区都开展了系统性的多架次飞行试验,并同步开展地面全波段、主被动协同观测。特别设计了一次长达165 km的大跨度飞行试验,横跨两个试验区,包含了地表类型和海拔高度的逐渐过渡。从2017年的预实验开始,整个试验为期5年。基于科学目标驱动、开放、协作、共享的原则,本次试验吸引了10个大型国家科研项目,4个卫星计划团队,19家单位200人次参加,是中国主导的又一次具有明确科学目标的大型多学科交叉遥感综合试验。
- 阎广建赵天杰穆西晗闻建光庞勇贾立张永光陈德清姚崇斌曹志宇雷永荟姬大彬陈良富柳钦火吕利清陈镜明施建成
- 关键词：碳循环水循环能量平衡滦河流域全波段
- 定量遥感若干前沿方向探讨被引量：5
- 2020年
- 自主创新能力的提高,关键在人才,核心在教育。为了培养“定量遥感”领域高素质的创新人才,2020年北京大学第十七届“定量遥感”暑期课程班结合听课学员关注的定量遥感前沿问题,举办了研究生线上学术讨论。学术讨论针对“定量遥感”理论、方法技术和应用中广泛关注的学术问题,举办了4场学术讨论,分别讨论了辐射传输机理、高光谱遥感混合像元分解、植被荧光遥感和无人机定量遥感应用与服务等4个方向的前沿进展。其中,“辐射传输机理”学术讨论主要从麦克斯韦方程组出发,讨论了用微观物理学阐释辐射传输理论的进展状况以及目前存在的局限性;“高光谱遥感混合像元分解”学术讨论主要聚焦在端元变异性研究的2个方面,即针对同一端元类别内的光谱变异性和不同端元类别之间的光谱相似性的讨论,深入探讨了高光谱遥感混合像元如何消除解混误差的理论与方法;“植被荧光遥感”学术讨论主要讨论了日光诱导叶绿素荧光(solar-induced chlorophyll fluorescence,SIF)遥感的应用进展,SIF从叶片内激发到传感器接收的过程及其作用机理,重点针对其中5个主要问题进行了深入讨论;“无人机定量遥感应用与服务”学术讨论围绕无人机定量遥感和应用服务等问题开展了深入讨论,普遍认为无人机定量遥感应用与服务在未来具有广阔前景。每场学术讨论由一名研究生作主题发言,参加人员围绕该主题申请发言,展开讨论与质疑,并就相关进展阐述个人观点或补充相关研究进展信息,主持人作总结发言。学术讨论通过bilibili网站在线直播,吸引了众多感兴趣的研究生和其他人员参与,拓展了定量遥感知识的传播,深化了对讨论问题的认识。
- 秦其明陈晋陈晋张永光吴自华吴自华吴霖升刘见礼
- 关键词：混合像元分解
- 小滦河流域复杂地表碳循环遥感综合试验被引量：6
- 2021年
- 遥感综合试验对于遥感科学技术的发展起到重要作用,无论是基础研究还是遥感应用都需要试验提供支撑。从2018年开始,遥感科学国家重点实验室针对遥感自身发展和遥感面向地表圈层深化应用面临的科学问题,在滦河上游流域组织了小滦河流域复杂地表碳循环遥感综合观测试验,本文旨在介绍该试验的目标、区域、观测参数、观测方法以及对未来研究的展望,以期望为今后开展其他遥感试验及相关研究提供有益的参考和帮助。该试验采用星机地协同综合观测的方式,选择主要的在轨运行卫星数据及覆盖此流域的遥感产品作为主要数据;针对典型区域开展航空及无人机遥感试验,搭载光学传感器设备,获取典型区域水热循环、碳循环等关键参数;并同步开展地面观测试验,在典型实验区开展大气、植被和土壤关键参数的精细观测。目前已系统的开展了地面测量试验、无人机遥感试验及航空遥感试验,并同步收集了卫星遥感数据,形成了一套丰富的星—机—地配套遥感实测数据集。在试验的推动下,遥感科学国家重点实验室于2020年在试验区架设了多座综合观测塔,并配置了多种观测设备,开启了长时间序列观测任务,虚拟试验场的构建和机理生态模型的运行也在同步开展。小滦河流域复杂地表碳循环遥感综合试验利用星—机—地一体化的监测方法有效获取了地表水、能量和碳循环的关键参数,为遥感机理模型发展、反演方法检验和尺度转换研究提供了关键的基础数据。目前已用来建立遥感机理模型的综合检验平台,分析和改进传统模型和遥感产品在复杂地表的适用性,阐明流域尺度碳水耦合的物理过程。
- 穆西晗阎广建周红敏庞勇邱凤张乾张乾谢东辉张永光赵天杰仲波宋金玲孙睿蒋玲梅尹思阳李凡焦子锑屈永华张吴明程顺崔同祥
- 关键词：遥感流域尺度碳循环
- 日光诱导叶绿素荧光估算中国典型生态系统总初级生产力的能力被引量：4
- 2017年
- 陆地生态系统总初级生产力(GPP,Gross Primary Productivity)是陆地生态系统碳循环的重要分量,提高其估算精度具有重要的科学意义。由于受多种因子的影响,GPP的时空变异明显,其估算结果存在较大的不确定性。日光诱导叶绿素荧光(SIF,Sun-Induced Chlorophyll Fluorescence)与GPP密切相关,近年来被应用于估算区域和全球GPP,但其在中国生态系统的适用性尚不清楚。以中国8个典型植被生态系统为研究对象,驱动两叶光能利用率模型(TL-LUE,TwoLeaf Light Use Efficiency Model)模拟以站点为中心0.5°×0.5°区域内的月GPP,验证SIF估算GPP的能力。结果表明,SIF具有监测中国典型植被生态系统GPP的能力,月SIF与TL-LUE模拟的月GPP之间显著相关,其中5个生态系统中两者的R2高于0.8,最高达到0.91,GPP与SIF变化的斜率随生态系统类型变化。模拟的GPP与SIF遥感数据的季节变化特征相同,两者之间的一致性在生长季节好于非生长季节;SIF能更好地监测农田GPP的季节变化。
- 刘青瑞居为民张永光张雷明王绍强周艳莲赵风华闫俊华韩士杰郝彦宾陈世苹李英年项文化
- 针叶林冠层热点及多角度无人机遥感观测及特征分析被引量：4
- 2021年
- 多角度遥感观测是研究植被冠层BRDF(Bidirectional Reflectance Distribution Function)特性的重要手段,但目前对森林冠层进行连续间隔采样的多角度遥感观测及数据较少,热点方向的观测尤为缺乏。本研究基于无人机多角度高光谱成像系统,在主平面上对针叶林冠层以等角度连续间隔采样进行多角度观测,获取了主平面上多角度(包括热点和暗点)高光谱影像,并将观测结果与四尺度几何光学模型模拟结果进行对比分析。多角度观测获取的植被冠层反射率呈现出典型的植被方向反射特征,后向大部分角度观测的冠层反射率高于前向,在热点处出现峰值,在暗点附近方向出现最低值,观测天顶角VZA(View Zenith Angle)较大时表现出明显的“碗边效应”。结果表明:(1)观测的针叶林冠层反射率及BRDF特性与四尺度模型模拟基本一致,但红光波段模拟的热点反射率稍低于观测,前向观测VZA较大时模拟与观测结果差异稍大;(2)冠层结构及叶片光学特性的差异会导致观测到的BRDF特征不同;(3)观测的针叶林冠层BRDF呈现明显的光谱效应,不同波段呈现的各向异性特性不同,红光波段各向异性最强,近红外波段最弱;(4)BRDF的光谱效应差异导致观测到的植被指数也表现出各向异性,NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)、PRI(Photochemical Reflectance Index)和MTCI(MERIS Terrestrial Chlorophyll Index)在热点方向最低,EVI(Enhanced Vegetation Index)在热点方向最高。本研究中无人机多角度成像观测提供的角度和高光谱信息,尤其是热点和暗点信息,在地物识别及分类、植被冠层结构反演及碳循环关键参数获取等研究方面具有较好的应用前景,在其它地物反射或热辐射等方向性特性研究中也具有较大的潜力。
- 邱凤霍婧雯张乾陈兴海张永光
- 关键词：BRDF多角度遥感无人机针叶林
- 基于多源遥感数据的森林虫害监测及驱动力分析被引量：1
- 2022年
- 遥感监测可以及时、准确地监测森林虫害扰动的时空格局,并预测其暴发状况,为区域尺度的森林管理和政策提供指导。文章以加拿大不列颠哥伦比亚省为研究区,基于多源遥感数据,将LandTrendr算法(基于Landsat的干扰和恢复趋势检测算法)和随机森林(RF)分类器相融合识别了1999~2015年森林虫害的暴发区域与严重程度,分析其时空格局,解析了驱动虫害暴发蔓延的关键因子,以及森林生态系统对虫害暴发的响应机制。研究结果表明:1)通过样本点独立验证,提出的森林虫害扰动遥感方法识别准确率达87.1%,与航空调查数据识别准确率接近,森林虫害暴发具有明显时空分异特征;2)原生的虫害暴发地区,其前期的扰动历史或地形因素比其他因素更易造成虫害扰动;3)森林生态系统对虫害暴发的生理性响应早于结构性响应,未来可以利用森林的叶绿素荧光等生理指数来提早监测和预警森林虫害扰动发生。
- 罗先轶张永光
- 关键词：陆地卫星遥感监测
- 2019年中国陆表定量遥感发展综述被引量：49
- 2020年
- 为了更好地了解中国定量遥感的发展态势和加强同行之间的信息交流,根据中国学者2019年发表的SCI检索论文和部分中文论文,对陆表定量遥感的核心进展进行了总结,涉及数据预处理(云及其阴影识别,大气与地形校正)、陆表辐射传输建模、不同变量的反演方法、产品生产评价与精度验证,以及相关应用等内容。陆表变量产品较多,本文概要介绍了反射率、下行太阳辐射、反照率、地表温度、长波辐射、总净辐射、荧光遥感、植被生化参数、叶面积指数、光合有效辐射比、植被覆盖度、森林高度、森林生物量、植被生产力、土壤水分、雪水当量、雪盖、蒸散发、地表与地下水量等最新进展,也一并介绍了2019年与定量遥感相关的科研项目、学术交流会与暑假培训班等内容。
- 梁顺林白瑞陈晓娜程洁范闻捷何涛贾坤江波蒋玲梅焦子锑刘元波倪文俭邱凤宋柳霖孙林唐伯惠闻建光吴桂平谢东辉姚云军袁文平张永光张玉珍张云腾张晓通赵天杰赵祥
- 关键词：定量遥感
- 基于多源卫星遥感的高分辨率全球碳同化系统研究被引量：6
- 2016年
- 2016年4月签署的"巴黎协定"的目标是到21世纪下半叶全球人为碳排放与生态系统碳汇持平,为了实现这一目标需要精确计量全球不同地区的碳通量,而全球碳同化系统是有效的技术手段。为此,国家科学技术部在"十三五"期间部署的国家重点研发计划"全球变化及应对"专项资助了"基于多源卫星遥感的高分辨率全球碳同化系统研究"项目。将发展生物圈和大气圈关键参数多源遥感协同反演技术体系、多源卫星与地面观测数据联合碳同化算法,进而建立耦合生态系统模型的高分辨率全球碳同化系统,联合同化多源观测数据,优化生态系统模型关键参数、光合和呼吸碳通量、重点区域人为源碳通量,定量揭示全球陆地生态系统和重点区域人为源碳通量时空格局、生态系统碳源汇驱动机制,为全球变化与应对专项目标的实现和国家决策提供技术与数据支持。
- 居为民方红亮田向军江飞占文凤刘洋王正兴何剑锋王绍强彭书时张永光周艳莲贾炳浩杨东旭符瑜李荣柳竟先王海鲲李贵才陈卓奇
- 基于多源卫星遥感的高分辨率全球碳同化系统研究进展被引量：4
- 2019年
- 大气中CO2浓度上升是全球气候变暖的重要原因,陆地生态系统碳汇显著减缓了大气中CO2浓度上升和全球变暖的速度,但具有明显的时空变异性。全球碳同化系统是精确监测全球不同地区陆地生态系统碳汇的有效技术手段。本文将介绍全球碳同化系统的发展动态,国家重点研发计划项目“基于多源卫星遥感的高分辨率全球碳同化系统研究”的目标和主要研究内容,以及已经取得的主要进展,并展望了未来应用前景。
- 居为民田向军江飞刘洋方红亮张永光周艳莲
- 关键词：遥感反演多源数据
