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项目年度编号
2000050165
中图分类号
P407
成果公布年份
2019
成果简介
面向国家对气象预报和农业灾害信息高效获取的迫切需求，立足于高中低分辨率遥感卫星数据日益丰富的现状，创建了基于高-中-低分辨率遥感数据的关键农业气象参数反演技术，每个参数反演算法都具有原创性，具有全球监测业务应用能力。为国家农情监测服务，保障国家粮食安全。
通过利用同极化不同频率微波指数克服粗糙度的影响，建立了标准极化微波指数模型，提高了土壤水分反演精度。该方法克服了以往需要同步获得大尺度地表温度的困难，反演误差降低了10％。发明了一套利用GPS地面反射信号反演土壤水分的装置和方法，填补了国内在地面一定高度获得大面积土壤水分参数仪器的空白，解决了星上土壤水分验证时地面点观测难以匹配且缺乏代表性的难题。
首次提出利用地表温度和发射率作为先验知识，建立迭代优化的人工智能方法，从而使得直接从遥感数据大面积反演近地表空气温度的反演方法变得通用，误差大约1K；进一步利用大气水汽含量作为先验知识提高近地表空气温度反演精度；提出利用卡曼滤波迭代优化方法估算发射率及大气水汽含量，提高了反演精度。
通过利用近红外波段克服以往算法从气象站点获取水汽的困难，提出了地表温度反演的新劈窗算法，简化了反演过程，提高了反演精度。针对多热红外波段数据，通过建立邻近波段发射率之间的关系克服方程不足的困难，提出了同时反演地表温度和发射率的多波段反演算法，并利用深度学习进行优化计算，提高了反演精度和算法适用性。
提出了针对风云卫星数据的积雪监测算法和冻融的降尺度算法，大大提升了现有冻融产品的空间分辨率和反演精度，并在此基础上提出了基于数据同化理论的地表蒸散发时间序列重建方法，填补了国内地表蒸散发时间连续估算的空白，为粮食估产和干旱监测提供了准确参数。
研究成果在国家重大自然灾害监测中发挥了重要作用，为防灾减灾提供了有力支撑，凸显了遥感在大尺度灾害监测中的作用，平均每年减少损失15600万元以上。在新的历史时期，为防止极端气候灾害造成影响和夯实国民经济基础，重新提出的“藏粮于民”计划得到了社会各界人士的认同。发表相关研究论文260余篇(总引用次数超过7000次)，获得授权发明专利14项，软件著作权18项，部分研究成果已经分别获得包括中国农业科学院建院60周年卓越奉献奖和中国农业资源与区划学会科技进步一等奖等6个社会奖项，第一完成人因此获得全国优秀科技工作者荣誉称号。研究成果获得了显著的科学、社会与经济效益。
完成人
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