01柳钦火-多源协同定量遥感信息提取关键技术研究进展与展望.pdf

1、P1柳钦火中国科学院空天信息创新研究院 研究员遥感卫星应用国家工程研究中心 副主任多星协同定量遥感反演研究进展与展望P2多星协同定量遥感反演研究进展与展望一、引言二、植被参量产品定量遥感产品生成技术三、辐射收支定量遥感产品生成技术四、定量遥感产品云服务平台与展望P3u风云3号2008年发射为标志，指标与国际MODIS相当，但是风云卫星SCI论文数量不到MODIS的2%；我国发布了时间序列最长的GLASS产品：以美国的AVHRR和MODIS为数据源；u环境1号2008年发射，加上高分卫星，具备全国30米2天重访观测能力，我国的 多套全球30米土地覆盖产品、仍以Landsat/TM、Sentine

2、l为主要数据源。卫星遥感是世界科技强国战略必争的技术高地卫星遥感是世界科技强国战略必争的技术高地在哪里？在哪里？是什么？是什么？位置与高程地表覆盖与变化状态与质量？状态与质量？地表物理属性全球气候观测系统GCOS定义了142142种种大气、海洋和地表关键参数，其中8181种种都可以通过遥感数据获得；全球可持续发展目标提出4848项定量遥感监测需求(SDG2030议程)；国家民用空间基础设施中长期发展规划中21家部委提出了144144项项定量遥感业务需求P4不同传感器辐射差异大不同传感器辐射差异大,有明显拼接线有明显拼接线月度月度HJ-1/CCD全国拼图全国拼图1）卫星定姿精度低，几何畸变大）卫

3、星定姿精度低，几何畸变大2）缺少星上定标系统缺少星上定标系统，辐射定标频次低，辐射定标频次低3）缺少关键通道缺少关键通道，传统云大气校正算法不适用，传统云大气校正算法不适用宽幅盖大倾角宽幅盖大倾角,图像几何畸变大图像几何畸变大全国拼图接缝明显全国拼图接缝明显图像畸变方向矢量图图像畸变方向矢量图国产卫星数据质量导致国产卫星数据质量导致“不好用不好用”P5l不同方向反射率差异达到3050，造成地表上行短波辐射误差达11W/m2(Wen,Liu QH et al.,TGRS)l不同方向亮度温度差能达到35 K，造成的复杂地表上行长波辐射误差高达30W/m2(Hu,Liu QH et al.,TGRS

4、)背向太阳看（后向）暗点面向太阳看（前向）热点地表反射率观测角度后向前向复杂地形+复杂植被三维结构忽略云结构和变化导致下行辐射估算误差达15W/m2(Rutan et al,2015；Matus et al,2017)卷云高层云积云气溶胶云的结构和云相态云的结构和云相态云动态变化云动态变化单一卫星难以捕捉地表反射单一卫星难以捕捉地表反射/辐射的方向特性辐射的方向特性单一卫星观难以捕捉云结构及变化单一卫星观难以捕捉云结构及变化P6(2)多尺度、多时多尺度、多时相、多角度、多相、多角度、多谱段、多模式协谱段、多模式协同反演机制？同反演机制？科学问题科学问题（1）国产卫星遥感高）国产卫星遥感高精精度

5、处理度处理（2）多星协同定量遥感）多星协同定量遥感反演技术与真实性检验反演技术与真实性检验关键技术关键技术(1)复杂地表复杂地表-大大气气-云耦合的遥云耦合的遥感辐射传输机理感辐射传输机理?（3）定量遥感产品应用）定量遥感产品应用与云服务与云服务P7多星协同定量遥感反演研究进展与展望一、引言二、植被参量产品定量遥感产品生成技术三、辐射收支定量遥感产品生成技术四、定量遥感产品云服务平台与展望P8二、植被参量产品定量遥感产品生成技术构建遥感共性产品反演技术体系，将传统的先验知识、多源协同反演方法和人工智能技术结合，突破国产卫星高精度数据处理和定量反演等关键技术瓶颈。GF产品层级关系图P9 先验知识

6、增加多角度协同反演信息量针对多角度反演信息不足的问题，构建不同尺度地表BRDF先验知识，促进了地表反照率、植被指数、叶面积指数、植被覆盖度等算法发展。Wu,Wen et al.,RSE,2019；You,Wen,et al,IEEE TGRS,2021；Wen et al.,IEEE GRSL,2023游冬琴、闻建光等，遥感学报，2023二、植被参量产品定量遥感产品生成技术P10l 构建考虑叶片光学特性动态变化的算法；l 计算不同植被类型单次散射反照率利用卫星遥感产品作为先验知识，动态参数化关键模型变量，显著提升叶面积指数等反演精度和反演效率。Xu B,Li J*et al.,RSE,2018