項目名稱：農(nóng)業(yè)氣象遙感關鍵參數(shù)反演技術及應用

　　完成單位：寧夏大學，中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所，中國科學院國家空間科學中心，中國科學院空天信息創(chuàng)新研究院，國家氣象中心，北京師范大學，國家衛(wèi)星氣象中心，寧夏回族自治區(qū)氣象科學研究所

　　完成人：毛克彪，施建成，杜靈通，毛留喜，李興財，蔣玲梅，邱玉寶，武勝利，張學藝，徐同仁，郭中華，覃志豪，姬大彬，高春雨，王新云

　　項目簡介（不超800字）：

　　面向國家對氣象預報和農(nóng)業(yè)災害信息高效獲取的迫切需求，立足于高中低分辨率遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)日益豐富的現(xiàn)狀，創(chuàng)建了基于高-中-低分辨率遙感數(shù)據(jù)的關鍵農(nóng)業(yè)氣象參數(shù)反演技術，每個參數(shù)反演算法都具有原創(chuàng)性，具有全球監(jiān)測業(yè)務應用能力。為國家農(nóng)情監(jiān)測服務，保障國家糧食安全。

　　通過利用同極化不同頻率微波指數(shù)克服粗糙度的影響，建立了標準極化微波指數(shù)模型，提高了土壤水分反演精度。該方法克服了以往需要同步獲得大尺度地表溫度的困難，反演誤差降低了10％。發(fā)明了一套利用GPS地面反射信號反演土壤水分的裝置和方法，填補了國內(nèi)在地面一定高度獲得大面積土壤水分參數(shù)儀器的空白，解決了星上土壤水分驗證時地面點觀測難以匹配且缺乏代表性的難題。

　　提出利用地表溫度和發(fā)射率作為先驗知識，建立迭代優(yōu)化的人工智能方法，從而使得直接從遙感數(shù)據(jù)反演近地表空氣溫度的反演方法變得通用，理論誤差大約1 K；進一步利用大氣水汽含量作為先驗知識提高近地表空氣溫度反演精度；提出利用卡曼濾波迭代優(yōu)化方法估算發(fā)射率及大氣水汽含量，提高了反演精度。

　　通過利用近紅外波段克服以往算法從氣象站點獲取水汽的困難，提出了地表溫度反演的新劈窗算法，簡化了反演過程，提高了反演精度。針對多熱紅外波段數(shù)據(jù)，通過建立鄰近波段發(fā)射率之間的關系克服方程不足的困難，提出了同時反演地表溫度和發(fā)射率的多波段反演算法，并利用深度學習進行優(yōu)化計算，提高了反演精度和算法適用性。

　　提出了針對風云衛(wèi)星數(shù)據(jù)的積雪監(jiān)測算法和凍融的降尺度算法，大大提升了現(xiàn)有凍融產(chǎn)品的空間分辨率和反演精度，并在此基礎上提出了基于數(shù)據(jù)同化理論的地表蒸散發(fā)時間序列重建方法，填補了國內(nèi)地表蒸散發(fā)時間連續(xù)估算的空白，為糧食估產(chǎn)和干旱監(jiān)測提供了準確參數(shù)。

　　研究成果在國家重大自然災害監(jiān)測中發(fā)揮了重要作用，為防災減災提供了有力支撐，凸顯了遙感在大尺度災害監(jiān)測中的作用。發(fā)表相關研究論文260余篇，獲得授權發(fā)明專利14項，軟件著作權18項，研究成果獲得了顯著的科學、社會與經(jīng)濟效益。

　　以上為（寧夏大學）提名的2021年度自治區(qū)科學技術獎有關信息，特公示。公示期： 2021 年 10 月 15 日至  2021    年 10 月 24 日，公示期內(nèi)如對公示內(nèi)容有異議，請您向科技處反映。

　　聯(lián)系人及聯(lián)系電話：張薇 010-61611107 zhangwei1228@m.yuezd.top 

　　中國科學院國家空間科學中心

　　2021年10月14日