近日，清華大學地球系統科學系發布首套中國2000~2018年間逐季節土地覆蓋和逐年土地利用圖。該成果基于清華大學理學院院長、地球系統科學系主任宮鵬團隊所開發的首套中國30米逐日無縫遙感觀測數據集（SDC）形成的信息產品。據介紹，去年10月，清華大學與亞馬遜云服務（AWS）合作，完成了這套數據集建設，填補了高時空分辨率遙感觀測、無縫遙感的空白。
通過對制圖數據進行分析，宮鵬團隊得出的主要結論有，中國耕地在減少，但并沒有像大家想象的那么令人憂心，并沒有低于18億畝的耕地紅線，而且離得還挺遠；中國森林面積在不斷增加；保護區土地保護效應較好，但其周圍也存在較強的土地破壞溢出效益等。逐年土地利用圖還反映出，人類活動對生物多樣性熱點地區較高干擾水平和對氣候變化的顯著影響。
宮鵬稱，此次制圖是中國衛星遙感數據處理和信息提取領域的一場革命，它帶領我們進入了一個遙感全球觀測的新時代。那么，這套數據集與此前的衛星觀測數據相比有何不同呢？
對此，他解釋說，以往對地衛星觀測數據使用門檻很高，需要經過衛星發射者的允許才能夠下載或有償購買數據。這些數據還會受到衛星運行、大氣、云等影響，產生幾何畸變與誤差。數據制作者要進行數據處理縮小這種誤差，但無論如何還是要一景一景地采集衛星圖像，然后拼接在一起，且這些圖像可能是在不同時間采集的。
“就像打馬賽克一樣，谷歌地球雖然整個全球圖像拼得挺好，但如果仔細看細節，就會發現它是在一景一景圖像的接邊處做了平滑的羽化。雖然看著是連續過渡了，但數據與真實情況不符。在這個基礎上作出的進一步信息產品也提取不準。”宮鵬說。
新數據集則是基于虛擬星座的數據融合算法，可抹平傳感器差異，實現衛星大串聯和協同使用，達到高空間分辨率（30米）、高時間頻率（逐日）、近實時監測。此外，還使用了時空重建技術，無任何異常值和缺失值（如云、條帶值等，實現無縫遙感），重現高時空分辨率、完整無縫的時空序列軌跡。“仿佛一臺巨大的照相機連續無縫逐日對地球拍照、整體掃描，可使地表一切變化盡收眼底。”宮鵬比喻說，它極大地提高了觀測數據提取信息的潛力。
宮鵬表示，此次的無縫遙感觀測數據集和制圖產品，代表著中國衛星遙感數據處理和信息提取的新范式。可以為農林生產、城市建設等土地利用及抵御洪澇、山火防范等風險防控提供重要基礎數據，促進政策設計和優化、行政執法、全球氣候變化模擬和預測。他透露，團隊目前正在定量測算新冠疫情影響下的全球糧食安全問題。
中國-博士人才網發布
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