近日，清華大學(xué)地球系統(tǒng)科學(xué)系發(fā)布首套中國(guó)2000~2018年間逐季節(jié)土地覆蓋和逐年土地利用圖。該成果基于清華大學(xué)理學(xué)院院長(zhǎng)、地球系統(tǒng)科學(xué)系主任宮鵬團(tuán)隊(duì)所開(kāi)發(fā)的首套中國(guó)30米逐日無(wú)縫遙感觀測(cè)數(shù)據(jù)集（SDC）形成的信息產(chǎn)品。據(jù)介紹，去年10月，清華大學(xué)與亞馬遜云服務(wù)（AWS）合作，完成了這套數(shù)據(jù)集建設(shè)，填補(bǔ)了高時(shí)空分辨率遙感觀測(cè)、無(wú)縫遙感的空白。
通過(guò)對(duì)制圖數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，宮鵬團(tuán)隊(duì)得出的主要結(jié)論有，中國(guó)耕地在減少，但并沒(méi)有像大家想象的那么令人憂心，并沒(méi)有低于18億畝的耕地紅線，而且離得還挺遠(yuǎn)；中國(guó)森林面積在不斷增加；保護(hù)區(qū)土地保護(hù)效應(yīng)較好，但其周?chē)泊嬖谳^強(qiáng)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(dòng)對(duì)生物多樣性熱點(diǎn)地區(qū)較高干擾水平和對(duì)氣候變化的顯著影響。
宮鵬稱，此次制圖是中國(guó)衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)處理和信息提取領(lǐng)域的一場(chǎng)革命，它帶領(lǐng)我們進(jìn)入了一個(gè)遙感全球觀測(cè)的新時(shí)代。那么，這套數(shù)據(jù)集與此前的衛(wèi)星觀測(cè)數(shù)據(jù)相比有何不同呢？
對(duì)此，他解釋說(shuō)，以往對(duì)地衛(wèi)星觀測(cè)數(shù)據(jù)使用門(mén)檻很高，需要經(jīng)過(guò)衛(wèi)星發(fā)射者的允許才能夠下載或有償購(gòu)買(mǎi)數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)還會(huì)受到衛(wèi)星運(yùn)行、大氣、云等影響，產(chǎn)生幾何畸變與誤差。數(shù)據(jù)制作者要進(jìn)行數(shù)據(jù)處理縮小這種誤差，但無(wú)論如何還是要一景一景地采集衛(wèi)星圖像，然后拼接在一起，且這些圖像可能是在不同時(shí)間采集的。
“就像打馬賽克一樣，谷歌地球雖然整個(gè)全球圖像拼得挺好，但如果仔細(xì)看細(xì)節(jié)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)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(xù)過(guò)渡了，但數(shù)據(jù)與真實(shí)情況不符。在這個(gè)基礎(chǔ)上作出的進(jìn)一步信息產(chǎn)品也提取不準(zhǔn)。”宮鵬說(shuō)。
新數(shù)據(jù)集則是基于虛擬星座的數(shù)據(jù)融合算法，可抹平傳感器差異，實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星大串聯(lián)和協(xié)同使用，達(dá)到高空間分辨率（30米）、高時(shí)間頻率（逐日）、近實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。此外，還使用了時(shí)空重建技術(shù)，無(wú)任何異常值和缺失值（如云、條帶值等，實(shí)現(xiàn)無(wú)縫遙感），重現(xiàn)高時(shí)空分辨率、完整無(wú)縫的時(shí)空序列軌跡。“仿佛一臺(tái)巨大的照相機(jī)連續(xù)無(wú)縫逐日對(duì)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(shuō)，它極大地提高了觀測(cè)數(shù)據(jù)提取信息的潛力。
宮鵬表示，此次的無(wú)縫遙感觀測(cè)數(shù)據(jù)集和制圖產(chǎn)品，代表著中國(guó)衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)處理和信息提取的新范式。可以為農(nóng)林生產(chǎn)、城市建設(shè)等土地利用及抵御洪澇、山火防范等風(fēng)險(xiǎn)防控提供重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，促進(jìn)政策設(shè)計(jì)和優(yōu)化、行政執(zhí)法、全球氣候變化模擬和預(yù)測(cè)。他透露，團(tuán)隊(duì)目前正在定量測(cè)算新冠疫情影響下的全球糧食安全問(wèn)題。
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