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地基CO_(2)浓度反演的数据质量控制及快速反演算法
1
作者 李树 杨乐怡 +5 位作者 储小雪 叶松 施海亮 甘永莹 王新强 王方原 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第11期3226-3234,共9页
准确监测大气CO_(2)浓度对气候变化应对至关重要。地基遥感技术可提供高时空分辨率数据,但监测精度受多种因素影响。通过SCIATRAN辐射传输模型模拟不同观测条件下的辐射传输过程,分析先验廓线、光谱分辨率、太阳天顶角(SZA)、相对方位角... 准确监测大气CO_(2)浓度对气候变化应对至关重要。地基遥感技术可提供高时空分辨率数据,但监测精度受多种因素影响。通过SCIATRAN辐射传输模型模拟不同观测条件下的辐射传输过程,分析先验廓线、光谱分辨率、太阳天顶角(SZA)、相对方位角(RAA)、温度、气溶胶光学厚度、边界层湿度对CO_(2)浓度反演的影响,给出地基CO_(2)反演数据质量控制的标准:(1)在观测过程中,根据当日预测的CO_(2)浓度水平采用不同的角度偏移控制标准为高浓度日允许SZA≤1.5°、RAA≤28°;低浓度日将角度偏移限制在SZA≤1°和RAA≤27°范围;(2)在反演过程中,利用实时的温度和压强廓线数据,例如使用欧洲中期天气预测中心发布的ERA5再分析数据集,包括动态更新的温度与压强;(3)采用城市型气溶胶,剔除光学厚度大于0.3、湿度大于80%的数据。结合遗传算法(GA)与Levenb erg-Marquardt(L-M)算法优势提出了一种基于全局-局部协同优化的反演算法(GLSO),并使用GLSO反演方法对EM27/SUN观测数据进行反演,结果表明:相比于L-M方法,GLSO迭代次数减少40%,CO_(2)柱总量偏差从0.85%降至0.80%,XCO_(2)反演结果与TCCON数据的偏差为0.13%,优于L-M算法0.27%的偏差;与GOSAT官方的CO_(2)浓度产品偏差小于1%。 展开更多
关键词 地基遥感 SCIATRAN 敏感性分析 CO_(2)反演
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基于随机森林算法的干旱半干旱区植被物候驱动机制与时滞累积效应研究
2
作者 李瑞平 王莹 +2 位作者 郑和祥 秦子元 侯洪飞 《农业机械学报》 北大核心 2025年第8期86-94,共9页
植被物候作为表征植被对气候变化响应的关键生态指标,其动态变化对干旱区生态系统稳定性具有重要影响。为深入揭示干旱半干旱区植被生长起始期(SOS)对多气候因子的响应机制及时滞累积效应,基于2001—2020年NDVI数据、多源气候数据和SOS... 植被物候作为表征植被对气候变化响应的关键生态指标,其动态变化对干旱区生态系统稳定性具有重要影响。为深入揭示干旱半干旱区植被生长起始期(SOS)对多气候因子的响应机制及时滞累积效应,基于2001—2020年NDVI数据、多源气候数据和SOS数据,构建了融合随机森林(RF)模型、SHAP解释算法、时滞累积分析的综合评价体系。结果表明:气温日较差(DTR)、日平均温度(T_(mean))、云量(CLD)和月总降水量(Pre)的季前长度分别集中在3~4个月(55.6%区域)、1~3个月(60.3%区域)、4~6个月(58.1%区域)和4~6个月(62.9%区域)。Pre是SOS最关键的驱动因子,CLD、DTR和T_(mean)则在特定情境下提供补充调节,并且不同类型气候因子的响应特征存在明显差异,其中T_(mean)与DTR等热量因子以滞后1~3个月、无累积效应为主;Pre、地表土壤含水率(SM)与标准化降水蒸散发指数(SPEI)等水分因子则表现出以当前月和短期累积为主的响应机制;CLD则主要体现为滞后2个月、累积1个月的调控效应。本研究揭示了干旱半干旱区植被物候对多气候因子驱动的响应规律及时滞累积效应,为构建区域尺度的气候-植被交互模型、农业生产布局优化及气候变化下植被动态预测提供了理论依据和方法支撑。 展开更多
关键词 毛乌素沙地 植被物候 气候变化 随机森林 SHAP分析 时滞累积效应
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星载大气气体成分探测激光雷达技术发展与展望
3
作者 张战盈 徐赤东 +2 位作者 徐青山 朱军 丛强 《先进小卫星技术(中英文)》 2025年第5期1-14,共14页
星载激光雷达具有高时空分辨率和高精度的优势,可实时获取全球尺度大气气体成分的三维分布数据。根据使用星载激光雷达探测二氧化碳、甲烷和水汽的分类,系统梳理了国内外主要星载激光雷达任务,详细阐述了星载大气气体成分探测激光雷达... 星载激光雷达具有高时空分辨率和高精度的优势,可实时获取全球尺度大气气体成分的三维分布数据。根据使用星载激光雷达探测二氧化碳、甲烷和水汽的分类,系统梳理了国内外主要星载激光雷达任务,详细阐述了星载大气气体成分探测激光雷达的应用领域、技术参数、系统组成和所处研究阶段,并分析了工作波长、激光能量和激光重复频率等参数的选择情况。最后,对星载大气气体成分探测激光雷达技术进行了展望,给出了中国在探测成分、技术手段和相关器件等方面的发展建议。 展开更多
关键词 星载 大气气体成分 激光雷达 差分吸收 载荷
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基于地基GNSS的湖南大气水汽时空分布特征
4
作者 罗宇 罗林艳 +1 位作者 马琴 高文娟 《山地气象学报》 2025年第1期96-102,共7页
【目的】为进一步了解湖南上空大气水汽精细化特征。【方法】利用湖南2016—2020年72个GNSS/MET测站反演的大气可降水量,分析大气水汽的时空分布和地理分布特征。【结果】湖南GNSS反演PWV与高空气象观测得到的PWV非常接近,可用于湖南省... 【目的】为进一步了解湖南上空大气水汽精细化特征。【方法】利用湖南2016—2020年72个GNSS/MET测站反演的大气可降水量,分析大气水汽的时空分布和地理分布特征。【结果】湖南GNSS反演PWV与高空气象观测得到的PWV非常接近,可用于湖南省大气水汽特征分析。湖南大气水汽总体呈现由南向北逐渐降低的分布型,受海拔影响较明显,水汽低值区均出现在海拔较高的山地地区。湖南大气水汽整体地带性分布和垂直分布特征较明显,与测站的海拔高度和纬度呈负相关,相关系数分别为-0.5170和-0.3063,均通过0.01的显著性水平检验。湖南大气水汽月变化均为“单峰型”分布,月最大值出现在7—8月,月最小值出现在1—2月;受地形和季风的影响,季节性分布特征呈现为夏季水汽资源充沛,春秋季水汽较夏季明显减少,冬季水汽资源相对匮乏。【结论】研究成果可为湖南开展强降水监测预警、云水资源开发、人工影响天气作业等提供重要参考。 展开更多
关键词 大气水汽 GNSS 变化特征 湖南
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基于风云三号卫星组网微波湿度计观测资料的西南涡预报晴空同化初步分析 被引量：1
5
作者 姜祈帆 陈科艺 +2 位作者 希爽 张利红 范娇 《大气科学学报》 北大核心 2025年第1期106-121,共16页
从2008年5月发射FY-3A星到2023年相继发射FY-3G星和FY-3F星,风云三号极轨系列卫星观测网越发完善,使得卫星资料在时间和空间上的分辨率都得到很大提高,促进了我国数值天气预报的发展。西南涡受复杂地形影响而生成于青藏高原东侧700~850 ... 从2008年5月发射FY-3A星到2023年相继发射FY-3G星和FY-3F星,风云三号极轨系列卫星观测网越发完善,使得卫星资料在时间和空间上的分辨率都得到很大提高,促进了我国数值天气预报的发展。西南涡受复杂地形影响而生成于青藏高原东侧700~850 hPa高度,是影响我国夏季暴雨的主要天气系统。本研究基于WRF模式及WRFDA同化系统,利用FY-3C和FY-3D卫星组网微波湿度计观测资料进行晴空同化试验,并探究不同稀疏化设置对预报的影响。结果表明:与星下点分辨率相近的30 km稀疏化设置对于同化和预报的效果最好;同化卫星组网资料优于单个卫星资料,从而改善预报降水落区,降低大量级降水的虚报率,使降水预报准确率得到提高;单独同化FY-3C星微波湿度计资料对湿度场预报的积极影响更大,而单独同化FY-3D星微波湿度计资料对风场的预报改善更好。 展开更多
关键词 西南涡 风云三号卫星 MWHS-2辐射率资料 组网同化 稀疏化设置
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2000-2022年新疆天山地区多源降水融合数据集 被引量：1
6
作者 卢新玉 伏晓慧 +3 位作者 王秀琴 刘艳 火红 王敏仲 《中国科学数据(中英文网络版)》 2025年第1期390-398,共9页
天山山区属于我国典型的高寒山区,被誉为“中亚水塔”,对于新疆乃至中亚地区均具有重要意义。随着遥感技术的进步,利用卫星反演来估算山区降水量已成为一种重要方法,然而,由于山区地形复杂且分布不均,导致了基于卫星反演的降水数据在精... 天山山区属于我国典型的高寒山区,被誉为“中亚水塔”,对于新疆乃至中亚地区均具有重要意义。随着遥感技术的进步,利用卫星反演来估算山区降水量已成为一种重要方法,然而,由于山区地形复杂且分布不均,导致了基于卫星反演的降水数据在精度方面存在不足。针对此问题,本研究开展天山山区多源降水融合数据集研制,以GSMaP卫星降水数据为初始场,结合同期区域内1065个台站的实况日降水数据,发展一种基于最优插值的星地降水产品融合方法,最终生成2000–2022年天山山区逐日融合降水产品集。本数据集在研制过程中对实况数据进行了严格质控,对逐日融合降水数据进行了质量评估,相关系数由0.44提高至0.53(通过0.01水平显著性检验),绝对平均误差由6.3mm d^(-1)下降至5.7mm d^(-1)。本产品集有望为复杂地形区域的水资源管理与高效利用提供坚实的数据支持与科学支撑。 展开更多
关键词 天山山区 多源降水 最优插值 数据集
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紫外通道太阳光度计的大气臭氧柱浓度反演方法研究 被引量：1
7
作者 钱聪聪 寻丽娜 +3 位作者 卢慧 吕丁勇 张晶晶 李新 《大气与环境光学学报》 2025年第1期60-68,共9页
在分析Dobson、Brewer和UV-PFR仪器的臭氧反演波段的基础上,采用Pandora全球大气监测网络在相应波段中的数据,利用单差对法和双差对法反演了大气臭氧柱浓度。将这两种方法的反演结果与Pandora自身直接反演获得的大气臭氧柱浓度进行对比... 在分析Dobson、Brewer和UV-PFR仪器的臭氧反演波段的基础上,采用Pandora全球大气监测网络在相应波段中的数据,利用单差对法和双差对法反演了大气臭氧柱浓度。将这两种方法的反演结果与Pandora自身直接反演获得的大气臭氧柱浓度进行对比分析,以寻找臭氧反演的最佳波段。结果表明,单差波长对(318 nm/332 nm)和双差波长对(311 nm/332 nm,318 nm/332 nm)反演获得的结果具有很好的一致性,而与Pandora全球大气监测网络的直接反演值的相对平均差和相对标准差均在1%以内。本研究结果为紫外通道太阳光度计的通道优化和高精度臭氧反演提供了依据。 展开更多
关键词 臭氧柱浓度 单差对法 双差对法 PANDORA
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2025年1月2日宁夏银川4.8级、4.6级地震热红外异常特征分析
8
作者 李青梅 李新艳 +3 位作者 杨欢庆 朱鹏涛 马翀之 杨学锋 《地震工程学报》 北大核心 2025年第6期1425-1434,共10页
2025年1月2日宁夏银川城区发生两次地震,带来较大社会影响。为提升区域地震监测能力,基于FY-2E/FY-2G卫星亮温(TBB)和射出长波辐射(OLR)数据,结合小波变换与功率谱相对变化法,分析宁夏银川M_(S)4.8与M_(S)4.6地震及2009年以来鄂尔多斯西... 2025年1月2日宁夏银川城区发生两次地震,带来较大社会影响。为提升区域地震监测能力,基于FY-2E/FY-2G卫星亮温(TBB)和射出长波辐射(OLR)数据,结合小波变换与功率谱相对变化法,分析宁夏银川M_(S)4.8与M_(S)4.6地震及2009年以来鄂尔多斯西缘6次M_(S)≥4.0地震前的热红外异常特征。结果表明:异常演化呈现“显现→扩展→衰减→消散”共性模式;银川地震TBB异常始于2024年8月27日,OLR异常出现于2024年11月22日,二者均于发震前达到峰值;震前约2个月,TBB功率谱显著偏离背景,最大偏离幅度超背景值8倍;鄂尔多斯西缘6次地震亦符合此演化模式,震中多位于异常区边缘断层带,异常峰值后22~94天内发震,且功率谱幅值≥4倍持续时长20~61天。研究成果为区域M_(S)4.0~5.0地震热红外监测提供依据,验证了卫星热红外技术捕捉地震前兆的有效性。 展开更多
关键词 银川地震 静止卫星 热红外遥感 相对功率谱异常
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一种光谱特征增强驱动的机器学习地基红外高光谱云检测方法
9
作者 王越 叶函函 +5 位作者 熊伟 王先华 施海亮 李超 程晨 吴时超 《物理学报》 北大核心 2025年第20期183-195,共13页
云是地基红外高光谱仪器探测大气的重要干扰源,有效云检测不可或缺.水汽干扰和高云识别精度低是云检测面临的两个关键挑战.本文利用大气红外光谱探测仪(ASSIST)在云南丽江、西藏自治区墨脱和西藏自治区日土的观测数据,分析了晴空和有云... 云是地基红外高光谱仪器探测大气的重要干扰源,有效云检测不可或缺.水汽干扰和高云识别精度低是云检测面临的两个关键挑战.本文利用大气红外光谱探测仪(ASSIST)在云南丽江、西藏自治区墨脱和西藏自治区日土的观测数据,分析了晴空和有云条件下的光谱特征差异,并据此提出了一种光谱特征增强的机器学习云检测方法.结合同步观测的激光雷达、气象站及全天空成像仪数据,系统评估了该方法在不同相对湿度(RH)和不同云底高度(CBH)条件下的检测性能.实验结果表明:该方法与激光雷达检测结果的一致性高达97.61%.在不同RH条件下,该方法精度均优于使用原始光谱特征的方法,尤其在RH>70%时,对晴空光谱的识别精度提升明显,从86.01%提高至91.89%.同样,在不同CBH条件下,新方法也展现出优于使用原始光谱特征方法的性能,特别在识别3 km<CBH≤5 km的中云和CBH>5 km的高云时,精度提升尤为明显.当3 km<CBH≤5 km时,精度从95.45%提升至98.64%;当CBH>5 km时,精度从87.5%提升至91.67%. 展开更多
关键词 地基红外高光谱 遥感 机器学习 云检测
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静止轨道微波卫星大气探测能力分析和观测仿真
10
作者 毕研盟 杨军 +7 位作者 窦芳丽 韩阳 王嘉琛 李小青 徐榕焓 胡菊旸 廖蜜 张德军 《大气科学》 北大核心 2025年第4期1020-1029,共10页
静止轨道微波探测卫星搭载微波探测仪,利用平台相对地球静止特点,以及微波对云雨的穿透能力,可以对大气实现高频次、全天时和全天候观测,为数值天气预报、灾害性天气研究提供高价值数据。本文对正在研制中的中国风云四号静止轨道微波卫... 静止轨道微波探测卫星搭载微波探测仪,利用平台相对地球静止特点,以及微波对云雨的穿透能力,可以对大气实现高频次、全天时和全天候观测,为数值天气预报、灾害性天气研究提供高价值数据。本文对正在研制中的中国风云四号静止轨道微波卫星探测能力进行了较全面的介绍和分析,其搭载的毫米波亚毫米波探测仪新增加了现有低轨卫星上所没有的55 GHz微波高光谱频段和380~425 GHz太赫兹通道,极大拓展了探测仪对大气状态、云参数的观测能力。通过仿真技术给出了卫星特有的观测几何特点,结合ARMS(Advanced Radiative Transfer Modeling System)快速模式和背景场,以1小时分辨率模拟了典型台风云雨场景下探测仪所有通道的亮温观测值,展示了微波星的观测特点,为未来应用提供参考。 展开更多
关键词 静止轨道微波卫星 大气探测 微波高光谱 太赫兹 观测仿真
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用于监测临近空间紫外辐射的臭氧反演方法研究
11
作者 安源 王先华 +4 位作者 叶函函 施海亮 吴时超 李超 孙二昌 《光子学报》 北大核心 2025年第1期59-84,共26页
现有利用遥感方式进行臭氧反演中的先验廓线来自于气候数据库,其反演结果难以反映临近空间中臭氧的高时空变化特性。利用戈达德地球观测系统—化学模型(GEOS-Chem)模拟高时空臭氧廓线的能力,构建高时空分辨率的臭氧先验廓线用于反演方法... 现有利用遥感方式进行臭氧反演中的先验廓线来自于气候数据库,其反演结果难以反映临近空间中臭氧的高时空变化特性。利用戈达德地球观测系统—化学模型(GEOS-Chem)模拟高时空臭氧廓线的能力,构建高时空分辨率的臭氧先验廓线用于反演方法,将GEOS-Chem反演结果和对流层监测仪(TROPOMI)2级产品进行比对,并用高精度的地基和临边观测产品验证。反演和比对验证结果显示,基于GEOS-Chem先验的反演结果与地基高精度观测数据较为一致,且两者相对偏差的极值差较TROPOMI 2级产品的小19.31%,导致紫外辐射变化幅度为1.22×10^(-6)~5.50×10^(-6)W·nm^(-1)·m^(-2)。为比较不同海拔高度区域反演结果的精度,将反演结果分别和TROPOMI以及臭氧绘图与廓线组件载荷(OMPS)的臭氧产品比较,不同区域,前者相对偏差的极值差较后者分别小28.64%、20.91%,使得紫外辐射发生最大约50.27%、-41.79%的变化。结果表明基于GEOS-Chem臭氧先验廓线的高时空分辨率反演方法,可以较好地反映临近空间紫外辐射量的变化。 展开更多
关键词 临近空间 臭氧廓线 戈达德地球观测系统—化学模型 最优估计法 紫外辐射
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2003~2022年中国东北对流层大气甲烷浓度时空分布与地质排放影响研究
12
作者 徐智超 陈匀杉 +3 位作者 单炜 邓超 刘湛军 计静 《气候与环境研究》 北大核心 2025年第1期77-93,共17页
中国东北存在中国最大的高纬度多年冻土分布带,随着全球气候变暖的加剧,多年冻土内储存的碳将逐渐解冻并以甲烷气体的形式释放,进而提高近地面对流层甲烷浓度,然而目前针对此区域近地面对流层甲烷浓度变化规律及排放源研究尚不清晰。本... 中国东北存在中国最大的高纬度多年冻土分布带,随着全球气候变暖的加剧,多年冻土内储存的碳将逐渐解冻并以甲烷气体的形式释放,进而提高近地面对流层甲烷浓度,然而目前针对此区域近地面对流层甲烷浓度变化规律及排放源研究尚不清晰。本文利用Aqua卫星搭载的AIRS(Atmospheric InfraredSounder)遥感资料对中国东北及全国区域2003~2022年对流层整体甲烷浓度时空分布情况及变化趋势进行分析,并结合国家气象及现场监测数据,研究了中国东北多年冻土区地表甲烷排放源及排放机理。结果表明:中国东北地区多年冻土带在四季中均具有较高的甲烷排放能力,甲烷浓度呈显著的双峰季节变化特征,第一个峰值出现在夏季(6~8月),最大值出现在8月,第二个峰值出现在冬季(12~2月),最大值出现在12月;中国东北地区对流层甲烷浓度平均增长率最大值出现在春季(平均值为6.05 ppb/a,1 ppb=10-9),这是因为多年冻土退化后冻结层下封存的古老碳逐渐暴露并以甲烷的形式释放;除产甲烷菌作用,储存在多年冻土冻结层的地质甲烷(亚稳态甲烷水合物,稳态甲烷水合物及地下深处或煤层产生的产热甲烷)也逐渐被释放。最后,结合现场监测结果给出了多年冻土区地质甲烷热—气—固耦合作用模型,为中国东北多年冻土区碳循环研究提供数据和技术支持。 展开更多
关键词 中国东北及全国区域 多年冻土 甲烷浓度 时空分布 地质释放源
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基于随机森林模型的中国气溶胶光学厚度反演及变化分析
13
作者 赵乐鋆 李夫星 +6 位作者 王丽梅 蒋镕致 孔韵宁 王金 吴佳仪 赵子渝 王诗瑶 《地球与环境》 北大核心 2025年第1期74-88,共15页
以地面气象站点监测数据与MAIAC AOD数据构建随机森林模型,对2018—2019年中国气溶胶光学厚度(AOD)反演,并分析时空变化。结论如下:(1)将数据集划为春、夏、秋、冬4组,分组训练模型优化参数,最终确定决策树个数分别为250、250、200、200... 以地面气象站点监测数据与MAIAC AOD数据构建随机森林模型,对2018—2019年中国气溶胶光学厚度(AOD)反演,并分析时空变化。结论如下:(1)将数据集划为春、夏、秋、冬4组,分组训练模型优化参数,最终确定决策树个数分别为250、250、200、200,决策树最大深度分别为40、90、40、40。经检验在该参数下模型的学习精度较高,参数具有较强的可靠性,决定系数(R^(2))分别为0.925、0.922、0.935、0.930,均方根误差(RMSE)分别为0.091、0.082、0.055、0.065;(2)基于确定的参数完成AOD反演后,利用AERONET AOD数据检验模型的估值精度,R^(2)为0.891,RMSE为0.129,整体精度较高。同时,各地面气象站点反演后的AOD年均值与原始AOD年均值相比变化趋势相近,且略高于原始年均值;(3)相较于2018年,2019年中国AOD值整体略低,空气质量有所改善;不同季节的AOD大小关系为:春季>夏季>冬季>秋季;(4)中国AOD值空间分布呈现出“东南高西北低”的特征,与胡焕庸线揭示的我国人口分布格局相一致。华北平原、华中地区、四川盆地等AOD偏高;南疆地区由于气候干旱,植被稀疏,沙尘天气频繁,AOD值也较高;东北地区、青藏高原、云贵高原与内蒙古高原,受地形地势、地理位置等影响,经济实力偏弱,人口分布稀疏,AOD偏低。 展开更多
关键词 随机森林模型 MAIAC AOD AERONET AOD 时空分布特征 变化趋势
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基于置信学习互导框架的小样本条件下森林扰动类型遥感分类
14
作者 严燕 吴伶 +2 位作者 李军集 赵于鑫 叶昕 《空间科学学报》 北大核心 2025年第2期397-412,共16页
遥感技术作为地球系统和空间信息科学研究的核心手段,提高了人类对地球系统变化的理解,而开展地表重要组成部分——森林生态系统的扰动监测与分类研究可更精准高效.但受限于样本标注繁重和变化稀疏限制标注数量.本研究提出基于置信学习... 遥感技术作为地球系统和空间信息科学研究的核心手段,提高了人类对地球系统变化的理解,而开展地表重要组成部分——森林生态系统的扰动监测与分类研究可更精准高效.但受限于样本标注繁重和变化稀疏限制标注数量.本研究提出基于置信学习互导框架的小样本条件下森林扰动类型分类方法.利用2000-2021年Landsat数据与连续变化检测与分类(Continuous Change Detection and Classification,CCDC)算法检测森林扰动获得大量未标注数据,结合少量样本及基于随机森林(Random Forest,RF)和梯度提升(Categorical Boosting,CatBoost)分类器构建的互导框架,以迭代方式通过置信学习从未标注数据中筛选高置信度数据,扩充对方标注样本集,互相指导分类,进而提升分类精度.结果表明,该方法总体分类精度达91.4%,较单一分类器提升5%,在小样本条件下表现出优异性能,为森林扰动类型分类研究提供了高效、可靠的解决方案. 展开更多
关键词 小样本 置信学习 互导框架 森林扰动分类
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中国区域毫米波测云仪云高数据质量评估
15
作者 高亮书 王蕙莹 +1 位作者 张志强 樊丹丹 《应用气象学报》 北大核心 2025年第6期681-693,共13页
毫米波测云仪作为高分辨率、全天候的地基遥感垂直设备,能有效弥补其他测云方式在时空覆盖上的不足,但其探测精度易受多种因素干扰。L波段探空系统可准确描述大气温湿度结构,获取云垂直结构信息,为毫米波测云仪探测的准确性提供参考。以... 毫米波测云仪作为高分辨率、全天候的地基遥感垂直设备,能有效弥补其他测云方式在时空覆盖上的不足,但其探测精度易受多种因素干扰。L波段探空系统可准确描述大气温湿度结构,获取云垂直结构信息,为毫米波测云仪探测的准确性提供参考。以2024年1—12月中国地区59个同址的L波段探空云高为基准,系统评估毫米波测云仪探测的云高(包括云底高度和云顶高度)及云层数量。结果表明:毫米波测云仪与探空的有无云判定一致率为78.95%;云底高度平均误差为-0.21 km,相关系数达0.89(达到0.001显著性水平),云顶高度平均误差为-0.92 km,相关系数为0.84(达到0.001显著性水平);毫米波测云仪对中云的探测精度高于低云和高云;时间序列分析显示,7—9月误差最大;空间分布上,云底高度在北方地区多为负误差,南方地区多为正误差;云顶高度在内陆地区的误差小于北方及沿海地区。总体上毫米波测云仪对云层垂直结构探测的性能较好,与L波段探空系统具有较高一致性。 展开更多
关键词 毫米波测云仪 L波段探空 云高 质量评估
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空间-光谱联合解卷的全色锐化网络
16
作者 郑建炜 夏弘毅 徐宏辉 《光子学报》 北大核心 2025年第1期176-188,共13页
以深度解卷网络为核心的全色锐化方法虽兼具可解释理论框架和自学习能力,然而往往采用简单网络各自逼近空间、光谱退化矩阵,缺乏协作的先验学习策略。为此,提出空间-光谱联合解卷网络,在迭代优化的理论指导下分别通过多尺度级联策略和... 以深度解卷网络为核心的全色锐化方法虽兼具可解释理论框架和自学习能力,然而往往采用简单网络各自逼近空间、光谱退化矩阵,缺乏协作的先验学习策略。为此,提出空间-光谱联合解卷网络,在迭代优化的理论指导下分别通过多尺度级联策略和点卷积操作实现自适应空间、光谱响应矩阵估计,并构建以注意力为基础的空间-光谱先验算子。在先验算子求解中,提出由多头光谱注意力和多头空间注意力组成的联合注意机制,分别在局部窗口中沿光谱和空间维度计算自注意力值,以捕获长程频谱依赖性,并建模全局空间交互作用。进一步构建了联合网络架构用于空间和光谱注意力间的精确信息融合。此外,设计了一种尺度感知协作模块,以捕获图像的多尺度局部特征。三个遥感数据集的实验结果证明了所提方案在数值和可视化结果层面均优于其他对比方法,其中在GF-2数据集上实现了0.798 dB的峰值信噪比增益。 展开更多
关键词 遥感图像 全色锐化 深度学习 网络解卷 TRANSFORMER 多尺度卷积 特征交互
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考虑遥相关因子的月降水数据偏差校正方法
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作者 闫宝伟 常建波 +3 位作者 孙明博 古东霖 周学叡 杨东旭 《水科学进展》 北大核心 2025年第1期50-61,共12页
多源降水数据校正对于缺资料地区水文规律的分析及模拟至关重要,当前校正方法对气候要素考虑不足。为此,基于ERA5、ERA5-Land、MSWEP-V2和PERSIANN-CDR多源降水数据集与遥相关因子集,结合XGBoost-SHAP模型进行特征筛选与成因分析,构建基... 多源降水数据校正对于缺资料地区水文规律的分析及模拟至关重要,当前校正方法对气候要素考虑不足。为此,基于ERA5、ERA5-Land、MSWEP-V2和PERSIANN-CDR多源降水数据集与遥相关因子集,结合XGBoost-SHAP模型进行特征筛选与成因分析,构建基于BiLSTM的降水数据偏差校正模型,采用贝叶斯优化(BO)策略寻求模型的最优超参数组合,以进一步提高校正精度。选取汉江上游为研究对象,对多源降水数据进行偏差校正。结果表明:①大气环流类因子是汉江上游降水形成的主要影响因素,北半球副高脊线位置指数的影响最大;②与传统的统计类方法相比,BO-BiLSTM略逊色于表现最优的参数转换法,但可以更加灵活地考虑多个因子的影响;③考虑遥相关因子后,多源降水数据校正的测试期纳什效率系数平均提升了5.4%,均方误差平均降低了24.6%,Kling-Gupta效率系数平均提升了10.5%。研究成果可为数据匮乏地区月降水的高精度估算与延长提供切实可行的技术方案。 展开更多
关键词 月降水 偏差校正 遥相关因子 多源降水数据集 BiLSTM模型
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基于交叉量化和样本校正的自监督遥感图像检索
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作者 潘丽丽 瞿栋梁 +1 位作者 尹晶晶 马雪强 《郑州大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第2期60-66,共7页
自监督遥感图像检索模型由于标签缺失导致使用错误的样本对进行学习,从而产生抽样偏差,影响图像表征的准确性,为此提出一种基于交叉量化和样本校正的自监督遥感图像检索模型(CQSC)。首先,为了降低数据存储和处理负载,将传统对比学习中... 自监督遥感图像检索模型由于标签缺失导致使用错误的样本对进行学习,从而产生抽样偏差,影响图像表征的准确性,为此提出一种基于交叉量化和样本校正的自监督遥感图像检索模型(CQSC)。首先,为了降低数据存储和处理负载,将传统对比学习中的映射层与乘积量化相结合,压缩高维图像数据,提高了检索效率;其次,使用交叉学习策略,最大化检索模型中特征映射前后的交叉相似性,增强模型的特征生成能力和检索精度;最后,针对自监督遥感图像检索中因标签缺失导致的抽样偏差,设计自适应纠错标签,标注训练样本,校正训练过程中存在的错误负样本。在UCMerced和EuroSAT数据集上进行了大量实验,结果表明:与PLSH方法相比,在UCMerced数据集上,所提方法mAP@20平均提升了2.52百分点;在EuroSAT数据集上取64 bits时,所提方法mAP@100提升了3.83百分点。 展开更多
关键词 遥感图像检索 对比学习 乘积量化 交叉学习
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遥感船只快速目标检测技术及应用
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作者 王海涛 贺治钧 +1 位作者 周天启 马岳 《中国空间科学技术(中英文)》 北大核心 2025年第1期153-161,共9页
目前现有的大部分方法对细粒度遥感船只检测识别精度较低,并且星载计算机算力有限,常用的浮点精度数据类型所带来的大量计算和存储需求使其难以满足模型在轨部署的需求。面向这些挑战,提出了一种基于模型量化的细粒度遥感船只快速目标... 目前现有的大部分方法对细粒度遥感船只检测识别精度较低,并且星载计算机算力有限,常用的浮点精度数据类型所带来的大量计算和存储需求使其难以满足模型在轨部署的需求。面向这些挑战,提出了一种基于模型量化的细粒度遥感船只快速目标检测方法。首先设计了一种基于融合智能的检测网络,解决了“类内差异大、类间差异小”的难题,可有效提高细粒度船只检测识别的准确度。在此基础上,进一步提出了一种高精度的模型量化方法对裁剪边界实现了优化,可有效提升在轨遥感图像检测识别速度。在多个数据集上的测试表明,所提出检测方法相比于现有研究实现了超过5.9%的最大精度提升,同时量化方法可实现1.2%的最大性能提升,可在降低模型计算量的同时保持较高的精度,可适用于星载计算机的应用。 展开更多
关键词 卫星遥感船只检测 快速目标检测 CNN模型量化 卫星应用 深度神经网络
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基于优化温度植被干旱指数的亚热带干旱遥感分析——以鄂渝地区为例
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作者 张治梅 雷馨雨 吴立新 《地理与地理信息科学》 北大核心 2025年第3期27-34,共8页
针对中国亚热带地区炎热多雨、地形复杂的自然特征以及植被绿度饱和对干旱遥感监测的限制,采用改进的多光谱植被指数与地表温度(Land Surface Temperature,LST)特征空间,构建优化的温度植被干旱指数(Optimized Temperature Vegetation D... 针对中国亚热带地区炎热多雨、地形复杂的自然特征以及植被绿度饱和对干旱遥感监测的限制,采用改进的多光谱植被指数与地表温度(Land Surface Temperature,LST)特征空间,构建优化的温度植被干旱指数(Optimized Temperature Vegetation Drought Index,OTVDI),并以长江中游鄂渝地区为例,利用MODIS地表反射率和LST产品计算OTVDI,分析鄂渝地区2000—2023年干旱演化特征,同时结合海拔与地表覆盖数据探讨该区干旱的时空差异及其成因。结果表明:①OTVDI在鄂渝地区的干旱识别精度为79.6%,显著优于经典TVDI(63.4%);②鄂渝地区春、秋季干旱分别呈现显著减弱和先增强后显著减弱的变化趋势,而夏、冬季干旱变化较平稳;③中部山地因植被优化和地形效应长期较湿润,而东西部低丘与城市聚集区因植被脆弱和人类活动剧烈更易出现干旱现象,沿江平原的水稻种植和灌溉措施一定程度上削弱了植被干旱现象。 展开更多
关键词 亚热带 植被干旱 遥感分析 温度植被干旱指数 优化改进
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