清华大学新一代地球观测数据与制图成果发布

         近日，清华大学地球系统科学系发布首套中国2000~2018年间逐季节土地覆盖和逐年土地利用图。该成果基于清华大学理学院院长、地球系统科学系主任宫鹏团队所开发的首套中国30米逐日无缝遥感观测数据集（SDC）形成的信息产品。据介绍，去年10月，清华大学与亚马逊云服务（AWS）合作，完成了这套数据集建设，填补了高时空分辨率遥感观测、无缝遥感的空白。 通过对制图数据进行分析，宫鹏团队得出的主要结论有，中国耕地在减少，但并没有像大家想象的那么令人忧心，并没有低于18亿亩的耕地红线，而且离得还挺远；中国森林面积在不断增加；保护区土地保护效应较好，但其周围也存在较强的土地破坏溢出效益等。逐年土地利用图还反映出，人类活动对生物多样性热点地区较高干扰水平和对气候变化的显著影响。 宫鹏称，此次制图是中国卫星遥感数据处理和信息提取领域的一场革命，它带领我们进入了一个遥感全球观测的新时代。那么，这套数据集与此前的卫星观测数据相比有何不同呢？ 对此，他解释说，以往对地卫星观测数据使用门槛很高，需要经过卫星发射者的允许才能够下载或有偿购买数据。这些数据还会受到卫星运行、大气、云等影响，产生几何畸变与误差。数据制作者要进行数据处理缩小这种误差，但无论如何还是要一景一景地采集卫星图像，然后拼接在一起，且这些图像可能是在不同时间采集的。 “就像打马赛克一样，谷歌地球虽然整个全球图像拼得挺好，但如果仔细看细节，就会发现它是在一景一景图像的接边处做了平滑的羽化。虽然看着是连续过渡了，但数据与真实情况不符。在这个基础上作出的进一步信息产品也提取不准。”宫鹏说。 新数据集则是基于虚拟星座的数据融合算法，可抹平传感器差异，实现卫星大串联和协同使用，达到高空间分辨率（30米）、高时间频率（逐日）、近实时监测。此外，还使用了时空重建技术，无任何异常值和缺失值（如云、条带值等，实现无缝遥感），重现高时空分辨率、完整无缝的时空序列轨迹。“仿佛一台巨大的照相机连续无缝逐日对地球拍照、整体扫描，可使地表一切变化尽收眼底。”宫鹏比喻说，它极大地提高了观测数据提取信息的潜力。 宫鹏表示，此次的无缝遥感观测数据集和制图产品，代表着中国卫星遥感数据处理和信息提取的新范式。可以为农林生产、城市建设等土地利用及抵御洪涝、山火防范等风险防控提供重要基础数据，促进政策设计和优化、行政执法、全球气候变化模拟和预测。他透露，团队目前正在定量测算新冠疫情影响下的全球粮食安全问题。

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2020/04/23