- 吕秋峰;任海培;靳利锋;曹伟;蔡媛媛;
针对环境减灾二号A/B卫星环境评估、灾害监测、灾后恢复重建的需求，文章设计了一种单台地面分辨率优于16 m、对地幅宽大于200 km、5谱段推扫成像的空间遥感相机。该相机具有超大视场和轻小型等特点。经在轨验证，16 m相机各项指标满足设计要求，图像清晰、层次分明，在各类应用领域发挥了较大效能，可为农业、水土、森林资源普查及灾害、生态监测等提供参考。
2022年03期 v.31;No.154 49-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 379K] [下载次数：77 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 孙剑;陈小来;刘学斌;胡炳樑;李思远;郝雄波;张宏建;王爽;张智南;
高光谱成像仪是环境减灾二号A/B卫星上唯一可以获取高光谱数据的载荷。文章从幅宽和空间分辨率2个方面介绍了国内外高光谱成像仪的发展现状；基于大孔径静态干涉光谱成像(LASIS)技术原理和高光谱成像仪系统组成，提出幅宽增大和空间分辨率提高会带来偏流角偏差控制和高速图像传输等问题；对摆镜“轻巧型”结构、高精度运动部件及大尺寸高精度干涉仪进行设计，以满足偏流角偏差分析提出的高光谱成像仪推扫方向与探测器光谱方向夹角优于2.7′的要求，采用大面阵CCD高速成像技术，实现电路规模仅为原有技术的1/4。环境试验和在轨成像结果表明：高光谱成像仪调制传递函数(MTF)大于0.24,星上定标精度优于2 nm,在轨获取的可见光近红外(VNIR)及短波红外(SWIR)光谱图像立方体正确，曲线准确度相对偏差优于5%,高光谱成像仪的设计具有有效性。
2022年03期 v.31;No.154 55-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 661K] [下载次数：172 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 冯向朋;陈铁桥;张耿;王爽;刘学斌;
针对环境减灾二号A/B卫星高光谱成像仪获取的原始干涉数据反演过程与数据质量提升方法进行研究。依据大孔径静态干涉光谱成像(LASIS)的基本原理与数据反演方法，使用实验室定标法和在轨数据统计法进行原始干涉数据的相对辐射校正。根据直方图统计结果，对反演之后的浮点型高光谱数据进行归一化，并对归一化后的数据进行基于直方图匹配的相对辐射校正，有效地去除了图像条带，使得反演生成的高光谱数据空间信噪比得到有效提升，并保持了92%以上的光谱准确度。
2022年03期 v.31;No.154 63-70页 [查看摘要][在线阅读][下载 577K] [下载次数：169 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 陈铁桥;胡炳樑;刘学斌;李思远;孙剑;冯向朋;王一豪;张耿;王爽;李娟;
环境减灾二号A/B卫星高光谱成像仪采用大面阵帧转移CCD作为成像和存储介质，以满足其高性能成像需求。然而，帧转移型CCD的Smear效应会造成干涉图像累积误差，导致干涉信息不准确，进而引起目标反演光谱失真。为了消除Smear效应影响，传统方法常利用行间信息迭代运算进行校正，导致计算耗时随着探测器面阵变大而增加。文章根据Smear效应产生的机理，推导出一种基于矩阵运算的Smear效应快速校正模型，并通过图形处理器(GPU)并行运算进行加速，以达到高效消除Smear效应的目的。试验结果表明：文章提出的方法能够很好地校正Smear效应引起的误差，同时利用GPU加速后计算速度是传统校正方法的632.4倍。
2022年03期 v.31;No.154 71-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 230K] [下载次数：108 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 姚舜;朱军;柴梦阳;崔璨璨;张浩;
针对环境减灾二号A/B卫星宽幅摆扫式光学遥感相机的行周期设计，文章建立了结合卫星轨道数据和相机设计指标的搭接率计算模型，并经环境减灾二号A/B卫星上的红外相机设计指标进行了仿真分析，同时结合卫星红外相机在轨获取的图像数据质量进行了统计，对模型的影响进行了分析和验证。结果表明：提出的搭接率仿真模型得到的结果与卫星在轨实测结果一致性良好，且卫星红外相机在轨获取图像的搭接率指标正常，可以满足后续处理和用户使用要求。该模型可以有效用于扫描式光学遥感相机指标设计中，分析结果也可为后续相关航天遥感相机设计提供参考。
2022年03期 v.31;No.154 77-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 281K] [下载次数：83 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 孙德新;柴孟阳;刘银年;陈塞崎;崔璨璨;孙纪文;林军;刘书锋;姚舜;冯雪飞;周魏乙诺;丛强;柯有龙;季诚胜;朱玉琼;徐君;
环境减灾二号A/B卫星发射入轨后，已经在轨运行1年，期间对2颗卫星上的红外相机展开了一系列在轨测试及其性能评估工作。以2台红外相机获取到的在轨几何特性、辐射特性和在轨遥测等数据为基础，对其幅宽、空间分辨率、谱段间配准、传递调制函数、信噪比、辐射定标精度等指标参数进行全面测试和评估，并对扫描机构稳定性、制冷机工作稳定性、漫反射板反射率及系统稳定性进行评估。在轨性能测试与稳定性评估结果表明：2台红外相机在轨各项系统性能指标良好，工作稳定。
2022年03期 v.31;No.154 83-91页 [查看摘要][在线阅读][下载 341K] [下载次数：165 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 邹鹏;宋茂新;刘振海;凌明椿;孙真;洪津;
大气校正仪搭载于环境减灾二号A/B卫星，采用同时偏振探测技术，通过穿轨扫描的方式同步获取与16 m相机相同观测区域内的光谱、偏振信息，通过数据融合反演气溶胶光学厚度、水汽柱浓度等大气参数，进而实现16 m相机图像的高精度大气校正。文章介绍了大气校正仪探测原理及系统构成、性能测试及定标结果，并展示了在轨应用结果。测试结果表明：环境减灾二号A/B卫星大气校正仪信噪比分别优于57.2 dB和57.5 dB,辐射定标不确定分别优于4.32%和4.37%,经大气校正后的16 m相机图像质量提升明显，满足仪器设计指标要求。
2022年03期 v.31;No.154 92-98页 [查看摘要][在线阅读][下载 435K] [下载次数：101 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 刘振海;丛强;黄红莲;雷雪枫;谢艳清;王宇轩;陶菲;赵鑫鑫;宋茂新;邹鹏;侯伟真;林军;李正强;洪津;
环境减灾二号A/B卫星大气校正仪作为首个成功在轨运行的扫描型同时偏振遥感器，其技术原理和数据处理方法均有别于以往的在轨遥感器。文章在简要介绍大气校正仪原理的基础上，系统阐述了其数据预处理、大气参数反演和大气校正方法，评估和展示了部分在轨应用效果。在轨初步评估结果显示：基于大气校正仪L1级数据反演的气溶胶光学厚度(AOD)和水汽柱浓度(CWV)数据与全球气溶胶自动观测网(AERONET)数据的偏差落在期望误差(EE)范围内的比例分别为68.62%和95.39%,且与对应的中等分辨率成像光谱仪(MODIS)产品空间分布具有较好的一致性；空间同步覆盖的16 m相机多光谱数据校正前后图像清晰度和纹理特征均提升明显，地表反射率校正精度满足应用需求，初步显示了大气校正仪在气溶胶监测和大气校正等方面的应用潜力。
2022年03期 v.31;No.154 99-109页 [查看摘要][在线阅读][下载 1069K] [下载次数：141 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 王宇轩;黄红莲;刘晓;孙晓兵;林军;
环境减灾二号A/B卫星配置大气校正仪，为大气校正提供高精度大气参数信息。文章基于6S辐射传输模型，利用大气校正仪获取的大气参数对16 m相机进行同步大气校正和反射率反演，获得了合肥小麦田和敦煌戈壁滩2种典型地物的大气校正结果，并与中分辨率成像光谱仪(MODIS)地表反射率产品和地面实测光谱分别进行对比验证。结果表明：大气校正后图像清晰度明显提高，且与MODIS产品具有较好的一致性，相关系数达到98%以上；反演获得的地表反射率与地面实测数据相对误差保持在18%以下，大气校正效果明显且适用性强。
2022年03期 v.31;No.154 110-115页 [查看摘要][在线阅读][下载 418K] [下载次数：129 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 李丽君;莫鑫;张屹峰;张斌;王淑一;
针对环境减灾二号A/B卫星的双轴机动及对日对月惯性目标定向需求，开展了基于四元数的双轴机动和对惯性目标定向控制研究。根据建立的挠性卫星姿态跟踪控制误差方程，给出比例、积分、微分(PID)控制律，双轴机动仍采用欧拉角形式进行控制，同时考虑多轴机动过程中偏流角的补偿算法；惯性目标定向采用四元数控制方式，可以实现对惯性目标定向，同时也可以实现绕某轴匀速扫过惯性目标。文章给出了几种姿态机动的仿真算例及在轨实现数据，结果表明：机动时间和姿态稳定度均满足卫星的多轴机动和对日对月定标要求。
2022年03期 v.31;No.154 116-121页 [查看摘要][在线阅读][下载 391K] [下载次数：65 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 东巳宙;白照广;常静;邓卫华;扈勇强;
针对卫星运输环境疲劳分析难以通过结构应力疲劳分析方法开展的问题。文章首先对疲劳分析的基本理论与方法进行了详细介绍；然后，从随机、正弦振动应力疲劳分析出发，对卫星在公路运输环境下的疲劳损伤进行了评估；其次，通过建立加速度疲劳寿命关系，对基于加速度响应的卫星运输环境进行了疲劳分析，并与前述分析结果进行了对比，进一步验证了基于加速度响应卫星运输环境疲劳分析方法的可行性；最后，以环境减灾二号A/B卫星运输环境数据为例，从正弦加速度响应出发对卫星的疲劳寿命进行了评估，为后续基于加速度响应的卫星运输环境疲劳分析的发展奠定了基础。
2022年03期 v.31;No.154 122-129页 [查看摘要][在线阅读][下载 378K] [下载次数：79 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ]
- 刘明;李素菊;刘龙飞;陈璐;
环境减灾二号A/B卫星搭载可见光-近红外多光谱、高光谱、红外、大气校正仪等载荷，具备多要素、大幅宽、高重访监测优势，可为新时代应急管理提供重要的监测数据。文章从环境减灾二号A/B卫星应用需求出发，开展卫星应用系统的架构设计，探讨了应用模式。卫星应用系统建设的关键是如何围绕复杂多变灾害场景，将环境减灾二号A/B卫星优势充分发挥，实现面向多灾种灾害全流程的卫星遥感信息产品制作。文章的相关内容可为相关应用系统建设和卫星应用提供参考。
2022年03期 v.31;No.154 130-134页 [查看摘要][在线阅读][下载 250K] [下载次数：81 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 胡凯龙;刘明博;贾松霖;
以受洪涝灾害影响的安徽省合肥市庐江县北部为研究区，综合利用2019—2021年环境减灾二号A、高分一号、高分六号等卫星多时相遥感数据源，通过建立不同类型的遥感波段指数，对洪涝灾害受灾范围和受灾范围内的农作物恢复情况开展动态评估。研究结果表明：基于归一化水体指数提取淹没范围的总体精度为92.6%,多时相归一化植被指数能够反映农作物的动态恢复情况。环境减灾二号A/B卫星能够以其幅宽大、时效性强的优势对受洪涝灾害影响的农作物恢复开展动态监测。
2022年03期 v.31;No.154 135-140页 [查看摘要][在线阅读][下载 468K] [下载次数：135 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 金晟玥;王平;刘明博;贾松霖;苏琮;
森林火灾是生态系统面临的重大自然灾害之一，利用遥感技术快速提取火烧迹地的信息对灾后管理和评估至关重要。文章以宁夏回族自治区固原市林场火灾为例，利用环境减灾二号A/B卫星影像开展森林火灾火烧迹地范围的识别和提取并进行精度验证。采用支持向量机分类方法和基于归一化植被指数的决策树分类方法，结合灾前和灾后2个时相的影像，分析了火灾后火烧迹地的面积和范围。结果表明：归一化植被指数(NDVI)在火烧迹地范围提取中优于支持向量机(SVM)分类法，识别精度达到97.5%。环境减灾二号A/B卫星具有较高的空间分辨率，可以较好地反映植被燃烧后形成的火烧迹地，有效满足了森林草原火灾灾后开展定量评估的需求，为森林火灾监测应用提供有力支撑。
2022年03期 v.31;No.154 141-146页 [查看摘要][在线阅读][下载 413K] [下载次数：332 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：0 ] - 陈璐;胡凯龙;刘明博;
为减少由冬季寒潮导致的海冰灾害损失，利用遥感手段对我国高纬度海域海冰风险进行监测，并提供决策支撑。文章利用环境减灾二号A/B卫星的16 m分辨率多光谱数据，采用基于DeepLab V3模型的语义分割方法，对渤海辽东湾地区的海冰范围进行提取和动态分析，得出海冰范围的动态变化规律，并进行提取精度评估。结果表明：利用该方法的海冰提取准确率可以达到97.4%以上，可以满足海冰的日常监测需要，验证了环境减灾二号A/B卫星在风险要素遥感监测的应用能力。
2022年03期 v.31;No.154 147-152页 [查看摘要][在线阅读][下载 522K] [下载次数：200 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 檀畅;王飞;王霓妮;滕佳华;游代安;刘思含;
选择北京百花山国家级自然保护区作为典型试验区，以我国高分一号(GF-1)卫星数据提取结果作为参考，开展环境减灾二号A/B(HJ-2A/B)卫星数据在生态保护红线区植被覆盖遥感信息提取中的应用分析。试验结果表明：基于HJ-2A/B卫星16 m多光谱遥感数据对地表植被覆盖度进行估算得到的结果精度、分级统计面积与参照数据估算的结果一致性较好，而且空间分布趋势与参照数据结果也大致吻合，能够满足生态保护红线区植被覆盖信息提取业务需求。下一步可深入挖掘环境减灾二号A/B卫星的应用潜力，通过与高分一号、高分六号卫星进行协同观测，提升防灾减灾、环境保护等业务的能力，更好地服务于国土资源、水利、农业、林业、地震等行业。
2022年03期 v.31;No.154 153-158页 [查看摘要][在线阅读][下载 604K] [下载次数：114 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 张丽娟;张建辉;赵爱梅;翁国庆;杨艺;陈辉;滕佳华;赵少华;王中挺;
针对国产卫星数据在沙尘监测领域应用较少的情况，基于环境减灾二号A/B(HJ-2A/B)卫星搭载的红外相机(IRS)探测数据构建沙尘监测算法。在分析IRS分辨不同沙尘天气场景能力基础上，与中等分辨率成像光谱仪(MODIS)监测结果对比，分析了不同时间尺度下的沙尘遥感监测能力，并讨论了IRS的不足之处。结果表明：环境减灾二号A/B卫星数据质量整体较好，影像可以清晰地呈现陆地、云和沙尘等主要场景的整体轮廓及纹理，有利于准确提取沙尘天气；与MODIS监测沙尘结果相比，IRS的准确率和召回率分别为81%和与57.6%,其时空分布规律基本一致，IRS具备一定的沙尘监测能力；同时，IRS存在数据噪声、定标精度等问题。此研究对国产卫星在大气环境遥感业务中的大力发展应用有参考意义。
2022年03期 v.31;No.154 159-165页 [查看摘要][在线阅读][下载 561K] [下载次数：159 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 孙晨曦;万华伟;宁可欣;
植被遥感监测是我国在生态监测、生物多样性保护等方面的主要研究内容之一。文章选取以北方暖温带落叶林为主的黄龙县和以南方亚热带常绿林为主的开化县为研究区，以归一化植被指数(NDVI)为监测指标，以空间分布、直方图、散点图等统计特征的差异为分析对象，对环境减灾二号A/B卫星CCD影像和高分一号卫星宽视野(WFV)影像的植被遥感监测结果进行对比，以研究环境减灾二号A/B卫星在植被监测方面的应用情况。
2022年03期 v.31;No.154 166-173页 [查看摘要][在线阅读][下载 588K] [下载次数：199 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 殷守敬;周亚明;孟斌;王楠;李建;
叶绿素a(Chl-a)是湖泊富营养化和初级生产力评价的关键指标。在传统地面观测受限于时空尺度的问题下，高光谱遥感为光学特性复杂的内陆湖泊监测提供了新的思路。文章针对环境减灾二号A/B卫星高光谱成像仪(HJ-2A/B HSI)数据的湖泊叶绿素定量监测能力问题，选择太湖为研究区域，结合地面同步观测数据和准同步的哨兵-2(Sentinel-2)卫星多光谱(MSI)数据，系统评估了HJ-2A/B HSI数据的遥感反射率数据质量，构建了太湖叶绿素HJ-2A/B HSI遥感反演模型。模型的平均绝对百分比误差(MAPE)为37.5%,均方根误差(RMSE)为0.0078 mg/L,HJ-2A/B HSI与Sentinel-2 MSI影像提取的叶绿素浓度整体空间趋势基本一致。结果表明：HJ-2 HSI可为内陆湖泊叶绿素及其它水质参数的遥感定量监测提供有效的数据支撑，并仍可在辐射数据质量、大气校正等方面进行进一步的优化，以满足水环境遥感业务化监测的应用需求。
2022年03期 v.31;No.154 174-179页 [查看摘要][在线阅读][下载 341K] [下载次数：296 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 魏英娟;梁树能;肖晨超;李战;
环境减灾二号A/B卫星在轨测试期间，根据自然资源行业典型应用领域相关行业标准和技术规范，对卫星CCD和高光谱(HSI)数据的应用能力开展评价及总结，对存在的问题进行了初步分析。测试结果表明：可见近红外数据图面清晰度好，细节地物表现能力强，信息量丰富，1∶25万遥感调查监测的可解译性高；高光谱数据光谱信息丰富，在矿物识别方面可进行定量反演；可为自然资源典型业务领域调查监测提供重要的数据支撑保障，对环境减灾二号A/B卫星数据的大规模应用与后续星的研发具有参考意义。
2022年03期 v.31;No.154 180-186页 [查看摘要][在线阅读][下载 859K] [下载次数：72 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 高金萍;于慧娜;王月婷;高显连;张晓丽;
采用环境减灾二号A/B卫星数据，在福建武夷山国家公园和东北虎豹国家公园2个试验区开展森林树种识别的应用研究。分别提取2个试验区影像的光谱特征、归一化植被指数(NDVI)和基于主成分第一分量的8个纹理特征信息，采用支持向量机(SVM)和原型网络分类对森林主要树种进行识别，并利用验证样本进行精度评价。结果表明：在福建武夷山国家公园试验区，SVM和原型网络分类的总精度分别为86.37%和91.11%,Kappa系数分别为0.83和0.90。在东北虎豹国家公园试验区，SVM和原型网络分类的总精度分别为91.77%和91.34%,Kappa系数均为0.90。总体来说，环境减灾二号A/B卫星数据在2个试验区的主要树种识别精度较好，后续能较好地满足林业行业相关业务应用需求。
2022年03期 v.31;No.154 187-194页 [查看摘要][在线阅读][下载 491K] [下载次数：241 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 王鑫;窦爱霞;袁小祥;丁玲;王晓青;
以2014年鲁甸地震重灾区为研究区，通过目视解译方法对研究区内的滑坡体进行识别，采用定性评价与定量评价、基础评价与应用评价相结合的方法，对环境减灾二号A/B卫星及高分一号、六号卫星对滑坡的识别能力进行对比分析。结果表明：环境减灾二号A/B卫星可识别出地震后全部大型滑坡、部分中型滑坡和个别小型滑坡。与相同分辨率的高分一号卫星影像相比，环境减灾二号A/B卫星具有相当的滑坡识别能力，并且具有幅宽较大的优势，对于快速识别大型滑坡等地质灾害和确定极灾区范围，具有较好的应用前景。
2022年03期 v.31;No.154 195-203页 [查看摘要][在线阅读][下载 1243K] [下载次数：117 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ]