基于SPOT高分辨率遥感数据的绿洲荒漠化土地分类方法——以吐鲁番绿洲为例

针对绿洲土地覆盖/利用特点,建立了反映绿洲荒漠化类型及特点的分类系统。对原始SPOT数据进行变换,提取NDVI、K-L、NDMI等14个特征波段,并利用波段的类间可分性进行了参与分类的最优波段选取。根据地物的波谱特性和空间特性建立了决策树模型,对研究区荒漠化信息进行了提取。分类结果表明,风蚀荒漠化及盐碱化是吐鲁番主要的荒漠化类型。其中,中度风蚀荒漠化土地分布在绿洲边缘及外围,2004年占研究区总面积的64.05%;盐碱化土地及轻度、重度风蚀荒漠化土地分布在绿洲内部,三者分别占研究区总面积的6.60%、7.58%和2.23%,吐鲁番盐碱化程度高于托克逊县,风湿荒漠化程度相反。本文提出的基于决策树分类的绿洲荒漠化信息提取方法可以充分利用地物的光谱信息与地理位置信息,较好的区分了混淆地物,达到了较好的分类效果。     

基于机器学习的日尺度短波净辐射气候资源遥感反演研究

日尺度地表短波净辐射（DNSSR）是大部分陆面过程模型、全球环流模型、陆-气交换过程模型和各种水文模型的重要输入参数,在自然资源调查、生态环境监测、能量平衡研究等领域具有重要的研究意义和实用价值。本文通过匹配MODIS双星遥感观测和FLUXNET日尺度地面观测数据,筛选出包含18个自变量总计15531对的有效样本,利用机器学习的随机森林方法构建了日尺度DNSSR遥感反演模型,并利用地面实测数据对模型结果进行了真实性检验。结果表明,构建的日尺度DNSSR遥感模型的偏差Bias为-0.1 W/m²,均方根误差RMSE为27.8 W/m²,决定系数R²为0.90,表现出良好的精度。基于此过程,得到MODIS双星反演的DNSSR全球分布结果,并与不同季节下再分析ERA5数据扩展得到的DNSSR数据进行了对比,发现两者全球分布特征基本一致,且均与太阳能量随季节变化分布特点密切相关。为进一步证实验证的结果,将ERA5和地面站点实测数据作了进一步的对比,结果从侧面证实了本文构建的MODIS的DNSSR产品精度远高于ERA5的DNSSR,而且其产品空间分辨率也有了极大提升。研究结果证明,本文提出的基于MODIS双星观测与机器学习的日尺度DNSSR反演模型具有反演精度高、空间分辨率高、具备时间连续性等优点,能够有效移植至其他气候资源的遥感反演。     

分布式融雪径流模型的设计及应用

融雪径流模型的研究对洪、旱灾害的监测与预报,对水文水资源的管理都具有重要的实用价值。本丈设计和构建了一个基于“3S”技术和DEM技术的分布式融雪径流模型,整个分布式融雪模型的计算基于能量平衡和水量平衡,由分布式栅格融雪过程到分布式橱格产流,最后是基于GIS的橱格汇流过程。融雪以及产汇流过程全部基于橱格尺度,全面实现了模型的分布式特性并具有严格的物理机制。文中提出了“单元时段”的重要概念,从而得到了“度分融雪模型”,为水文时间尺度转换难题的解决提供了新的思路;针对融雪过程中颇为复杂的冻融反复性难题提出了旨在解释积雪冻融反复性物理机制的“冻融系数”的重要概念,对于准确把握融雪过程的物理机制具有重要意义。另外,开发了B／S与C／S相结合的分布式融雪径流模拟系统,利用获取的大量实测、遥感以及气象等资料,基于橱格尺度全面实现了模型的算法,完成了对融雪径流的可视化、可控性模拟。最后。对典型研究区新疆军塘湖流域2006年春季融雪期（2006年3月6日11：00—2006年3月10日11：00的洪水过程进行了模拟．模拟结果精度较高。平均相对误差在0．18以下,达到了融雪洪水预警预报的业务需求。     

无人机应用发展关键基础设施与低空公共航路网规划

当代无人机特点是数量众多、应用范围广、活跃频次高和用户众多。对于安全运行，高标准的无人机软硬件系统可靠性和鲁棒性至关重要。无人机运行高度依赖于新技术和外部高技术基础设施。其中，低空公共航路网（又称低空“天路”）是一种保障低空无人机安全和高效运行的关键新型基础设施。深入研究与推进低空“天路”为核心的无人机应用基础设施建设对于发展城市空中交通网、助力智慧交通发展非常有意义。文章在梳理无人机应用关键基础设施的基础上，进行了基于低空“天路”的新型基础设施建设的未来展望。