Remote Sensing：浙江大学大气及海洋激光雷达研究成果合集 | MDPI 编辑荐读
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本期编辑荐读精选了 6 篇刘东教授团队近期发表在 Remote Sensing 上的文章，内容涵盖了大气及海洋激光雷达正反演模型、硬件仪器系统、主被动融合应用等方面，欢迎阅读。
浙江大学刘东教授团队在大气及海洋激光雷达遥感方面主要研究高光谱分辨率激光雷达技术与系统。作者们建立了环境探测激光雷达模拟器，以解决大气及海洋星载激光雷达正反演技术；研发高性能大气及海洋 HSRL 仪器系统，可用于星载环境探测激光雷达真实性检验；发展主被动遥感融合技术，以拓展激光雷达遥感数据在环境、气象及气候等领域的应用。
刘东 教授
浙江大学
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浙江大学教授、博士生导师，教育部“长江学者奖励计划”青年学者。浙江大学光电科学与工程学院副院长、现代光学仪器国家重点实验室副主任、中国光学工程学会理事、海洋光学专委会委员、中国光学学会光学测试专委会委员、环境光学专委会委员、全国光电测量标准化技术委员会委员。《大气与环境光学学报》执行副主编，《光学学报》、《光学精密工程》、Remote Sensing 等期刊编委。从事光电检测与遥感方面的教学及科研工作，主要研究方向包括环境激光雷达、机器视觉与深度学习、光电干涉检测等。
01
A Semianalytic Monte Carlo Simulator for Spaceborne Oceanic Lidar: Framework and Preliminary Results
星载海洋激光雷达半解析蒙特卡罗模拟器：框架与初步结果
Qun Liu et al.
https://www.mdpi.com/2072-4292/12/17/2820
文章亮点：
(1) 提出了基于半解析蒙特卡罗方法的星载海洋激光雷达模拟器，用以模拟激光在大气-海洋环境中的辐射传输过程。
(2) 该模拟器可以同时模拟大气-海洋激光雷达回波信号，适用于船载、机载和星载多个平台，并且展示了其在研究多次散射效应、分层大气和水体仿真等方面的初步结果。
(3) 该模拟器的构建对理解海洋激光雷达遥感机理、发展准确的数据反演算法、论证卫星指标参数等具有重要作用。
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02
Validation of the Analytical Model of Oceanic Lidar Returns: Comparisons with Monte Carlo Simulations and Experimental Results
海洋激光雷达回波信号解析模型的验证：与蒙特卡罗仿真和实验结果的比较
Yudi Zhou et al.
https://www.mdpi.com/2072-4292/11/16/1870
文章亮点：
(1) 针对海洋激光雷达回波信号高效高精度的仿真需求，发展了一套考虑倾斜入射的海洋激光雷达解析模型。
(2) 该技术利用准单次散射小角度近似，简化了激光多次散射的辐射传输过程，实现了极高的计算效率。
(3) 利用自主研发的蒙特卡罗仿真方法和激光雷达实验验证了解析模型的高精度。
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03
Development of ZJU High-Spectral-Resolution Lidar for Aerosol and Cloud: Extinction Retrieval
浙江大学高光谱分辨率激光雷达气溶胶和云探测研究进展：消光反演
Da Xiao et al.
https://www.mdpi.com/2072-4292/12/18/3047
文章亮点：
(1) 针对高光谱分辨率激光雷达 (High-Spectral-Resolution Lidar, HSRL) 消光系数反演严重依赖于信噪比的问题，提出了一种迭代图像重构 (IterativeImage Reconstruction, IIR) 方法以优化消光系数的反演。
(2) 该方法基于信号噪声模型，通过预设特征层次的雷达比重构激光雷达回波信号，反复迭代减小重构激光雷达回波信号与原始信号之间的差异，实现雷达比和消光系数的准确反演。
(3) 将 IIR 方法应用于仿真信号及 ZJU-HSRL 实测信号中，结果表明该方法可以在低信噪比情况下获得更精细的气溶胶层结构和更合理的消光系数和激光雷达比反演结果。
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04
Lidar Ratio Regional Transfer Method for Extinction Coefficient Accuracy Improvement in Lidar Networks
提升激光雷达网消光系数精度的激光雷达比区域传递法
Yicheng Tong et al.
https://www.mdpi.com/2072-4292/14/3/626
文章亮点：
(1) 提出了一种以高光谱分辨率激光雷达为核心，协同多台米散射激光雷达探测的组网模式。
(2) 开发了激光雷达比区域传递法，通过建立雷达比与气溶胶含量非线性回归 (Lidar Ratio and Aerosol Faction Non-linear Regression, LR-AFNR) 的模型，实现了对网络内米散射激光雷达探测精度的提升。
(3) 该方法在保证激光雷达网整体探测精度的同时，兼顾了网络内系统成本，为推动中国建设自主研发的激光雷达网提供了重要支撑。
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05
Performance Evaluation of Spaceborne Integrated Path Differential Absorption Lidar for Carbon Dioxide Detection at 1572 nm
星载 1572 nm 二氧化碳积分路径差分吸收激光雷达性能评估
Shuaibo Wang et al.
https://www.mdpi.com/2072-4292/12/16/2570
文章亮点：
(1) 基于星载 CO2 积分路径差分吸收 (Integral Path Differential Absorption, IPDA) 激光雷达硬件系统参数及卫星平台参数，构建了仪器模型和探测器模型，分析激光雷达系统误差与随机误差分布。
(2) 结合逐线积分辐射传输模式及大气状态、地表状态数据开展星载 IPDA 激光雷达观测系统模拟实验，得到卫星观测 XCO2 伪数据的全球分布，综合分析星载 CO2 激光雷达的工作性能。
(3) 结果表明，星载 IPDA 激光雷达在全球大多数区域可实现 1 ppm 探测精度要求，其高精度、高分辨率大气 CO2 柱浓度观测资料可为碳源汇以及碳通量的反演提供丰富而可靠的数据支撑。
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06
Construction of Nighttime Cloud Layer Height and Classification of Cloud Types
主被动结合夜间云层三维结构拓展及种类分析
Sijie Chen et al.
https://www.mdpi.com/2072-4292/12/4/668
文章亮点：
(1) 利用星载激光雷达 CALIPSO 及微波雷达 CloudSat 的夜间云层识别结果，研发了融合主被动遥感数据的大气结构三维拓展技术。
(2) 该技术将激光雷达的垂直廓线信息扩展到轨道周边 400 km 范围，获得区域内的云层三维分布及分类信息，解决了激光雷达水平方向覆盖面不足的问题。
(3) 研发的 NSRM 算法利用有限的红外通道夜间辐射通量和云顶光学特性，在多种条件下与其它三维结构验算方法对比，表现均为最佳。
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Remote Sensing 期刊介绍
主编：Prasad S. Thenkabail, USGS Western Geographic Science Center (WGSC), USA
期刊范围涵盖遥感科学所有领域，从传感器的设计、验证和校准到遥感在地球科学、环境生态、城市建筑等各方面的广泛应用。期刊于今年被三个新的Category*收录。
2020 Impact Factor | 4.848 |
2020 CiteScore | 6.6 |
Time to First Decision | 18 Days |
Time to Publication | 43 Days |
*Category: Geosciences, Multidisciplinary (Q1); Environmental Sciences (Q2); Imaging Science & Photographic Technology (Q2)
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