广东省科学院广州地理研究所研究发现Landsat 8/9和Sentinel 2A/B虚拟星座的实际监测能力
学术
2024-05-23 18:39
广东
近日，广东省科学院广州地理研究所在关于Landsat 8/9和Sentinel 2A/B虚拟星座实际监测能力的研究取得重要进展。研究计算了虚拟星座的重访周期（Revisit Period, Pr），并引入“有效周期”（Effective Period, Pe）这一概念，以排除污染像元对监测能力的影响。考虑到云层、冰雪和阴影等污染因素在不同时间尺度（季节、月、日等）上的分布差异，研究提出了一种针对连续时间序列监测的最小时间尺度评估方法，从而更准确地理解地球观测的实际能力。 Landsat 8/9卫星与Sentinel 2A/B卫星协同观测构成虚拟星座（Virtual Constellation, VC），标志着面向高时空分辨率的长时间序列遥感监测技术的重大进步，极大地增强了对地球表面高频变化监测的能力，如潮汐影响的潮间带和季节性降水影响的湿地。然而，包括云、雪/冰和阴影等污染的存在，明显影响了图像采集的质量。该星座的实际监测能力，特别是在时间尺度上的监测能力，还没有得到确切的调查。 通过对全球卫星图像数据的分析，研究团队发现该虚拟星座的平均重访周期为2.7天（图1），比单独使用Sentinel 2A/B缩短1.2天，比Landsat 8/9缩短4.8天。然而，去除污染观测后，有效监测周期延长至5.5天（图2）。考虑到这些污染的时间分布差异，比如雨季的有效监测总比旱季的有效监测少一些，大约80%的全球陆地区域（不包括极地区域）仅可实现每周一次的不间断监测（图3），只有很少一部分地区（16.7%）能够支持每3天一次的高频监测。![]()
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图2 虚拟星座的有效周期. (a) 图像受云/阴影等污染的程度. (b) 有效周期（Pe）![]()
研究强调了先前知识中对虚拟星座实际能力的潜在高估，为决策者确定卫星应用的适当频率和时间提供了有价值的见解，以便更精确地规划和执行地球监测任务，应对环境变化和人类活动带来的挑战。 研究成果发表于International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation，省科学院地理所贾凯博士为第一作者。研究得到国家自然科学基金、广东省科学院发展专项资金项目、广东省自然科学基金、韶关市“南岭团队计划”项目、广东省海洋经济发展专项项目、伊犁师范大学科研项目等联合支持。论文链接：https://doi.org/10.1016/j.jag.2024.103899 来源：遥感地信部
稿/图：贾凯
编辑：陈嘉桓
