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国家基金委重大国际合作研究项目:全球环境变化遥感对比研究(ABCC计划)
时间:2016-09-18

  一、项目概况 

  全球环境变化遥感对比研究(ABCC计划)由中国科学院遥感与数字地球研究所发起,联合澳大利亚、巴西、加拿大等相关研究机构共同开展,旨在利用空间对地观测技术进行全球变化对比研究的科学计划。项目在四个国家选择全球环境变化敏感区,开展遥感技术提取全球环境变化敏感因子的反演方法和敏感因子变化的对比研究,形成一系列遥感参数(冰雪参数、草原植被参数、森林生物量参数和气溶胶)反演方法和产品,揭示不同区域全球环境变化敏感因子对气候变化的响应规律的异同。项目执行时间为20121月至201612月。 

  二、项目进展情况

 

  项目选择中国、加拿大、巴西、澳大利亚四个国家全球环境变化敏感区,利用多时相、多尺度、多模式遥感数据开展冰雪、植被、气溶胶和森林碳等全球环境变化敏感因子的遥感信息提取方法和分析方法研究,进行典型全球变化现象的南北半球、东西半球的遥感对比研究,揭示不同区域敏感因子的全球变化响应规律,发展全球环境变化遥感方法论,为我国和国际应对全球变化提供科学数据和决策支持,为全球变化科学研究做出贡献。

 

  项目在典型区冰雪变化监测方法与对比研究方面:1、发展了基于SAR(合成孔径雷达)数据的非规则格网和多尺度山地冰川表面运动速度监测方法;基于弹性模型的山地冰川运动速度差分干涉测量方法;基于改进的冰川半自动化提取算法,利用Landsat TM数据提取了典型区山地冰川面积变化。2、发展了基于ALOS/PRISM光学立体像对数据的DEM生成和校正方法;提出了基于DEMICESATCryosat-2的多源数据冰川高程与储量变化遥感监测方法,以喜马拉雅山脉纳木那尼峰、珠峰地区以及慕士塔格峰区域为典型区,进行了冰川高程与储量变化的遥感监测与分析。3、在积雪变化监测与对比分析方面,根据现有地面测量和空间观测数据,进行了算法对比和算法改进研究;开展了青藏高原地区积雪地面和卫星结果的青藏高原地区的长时间序列特征分析,获得了我国青藏高原地区的积雪参数变化的特征和分析结果。

  项目在典型区植被覆盖变化遥感监测与对比分析方面:1、全球草地生态系统碳水通量估算和碳水通量变化的全球气候响应对比研究。构建了全球草地碳水通量遥感模型,对1982-201130年的全球草地碳水通量时空变化进行了模拟。对比分析全球典型草地区对气候变化区域响应特征的异同,总结了全球典型草地区碳水通量时空变异特征规律。2、植被动态变化规律和气候变化响应研究。在全球,尤其是干旱-半干旱区开展了植被时空变化特征研究,研究对比气候变化以及干旱事件对植被生产力的影响特征,以期揭示不同半干旱区域植被对气候变化响应规律的异同针对气候变化与自然植被的复杂关系,深入研究了年际年内降水和气温变化对半干旱草地生态系统的影响。针对典型区青藏高原高寒植被和中澳干旱-半干旱区植被区,基于长时序多源遥感数据,开展了植被绿度和物候时空变化特征分析及对比研究。3、多源遥感干旱集成监测研究和火灾敏感度变化遥感对比。通过对全球半干旱区植被及气候变化敏感因子的多源卫星遥感监测,提出了基于多源微波遥感、可全天候工作的干旱指数-微波集成干旱指数及其指标体系,建立了气候变化背景下与植被生长关系密切的区域干燥指数、气候弹性系数等的变化分析方法。 

  全球草地碳水通量空间分布图(1982-2011):(a)年均值和(b)标准偏差SD(NEP正值代表碳汇,负值代表碳源)    

  项目在典型区森林结构参数反演方法与碳储量估算研究方面:围绕利用星载激光雷达(GLAS)、SAR 和光学遥感数据以及地面实测数据建立森林高度、生物量和碳储量的遥感估算方法,生成时间序列(2003-2008年)的碳储量分布图及揭示碳储量时空变化规律的研究目标,目前开展的研究工作如下:1、提出了基于ICESAT/GLASMODISSAR和机载LIDAR数据的森林结构参数反演系列模型与新方法。2、制作了高精度的全球植被高度和中国森林生物量分布图。 

2008年2月全球森林植被高度图 

  项目在典型区气溶胶分布变化遥感监测与对比分析研究方面:围绕气溶胶光学厚度的反演算法开发了联合利用双星MODIS数据的气溶胶反演算法,以及基于AVHRR 单通道数据的气溶胶反演算法;对比分析了四国气溶胶光学参数的特性和规律;研究了四国特殊的大气事件,如大火,生物质燃烧引起的极端大气现象,以及沙尘、霾等自然天气现象;生产了长时间序列的气溶胶光学参数数据集。 

  项目组至今已主持召开了八届国际研讨会,签署了双边和多边合作协议。ABCC计划已正式纳入地球观测组织(GEO2012-2015年工作计划,2012年在巴西召开的GEOSS大会上被GEOSS评为亮点项目。2013ABCC项目进一步增强GEOSS的建设,成为GEOSS计划“全球生态环境业务监测和服务”优先项目。目前,项目已由4国扩充到德国、意大利、马来西亚参加的7国。 

典型区气溶胶分布变化遥感监测与对比分析

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