学者观点｜好奇和实用的平衡：合成孔径雷达与森林地上生物量反演

原创王勇遥感学报 2021-09-20

遥感人的成长家园

官网

对这个世界存有好奇心，是人生一大幸事。

——叔本华

人们因为好奇而投身于艰涩枯燥的科学研究，也因为好奇而激发灵感，忍耐挫败，坚持思考，专注探究，人类对世界的认知和知识才得以不断发展进步。好奇心是初心，是动力，保持好奇心，对一个学者而言，至关重要。

与此同时，科研是为了满足实用的。科学和实用的有机结合应该是开展以实用服务为目的的科学研究，建立起科研发现问题、研究成果转化、实际应用的良性循环机制，进而达到知行合一。

在第四届全国定量遥感学术论坛开幕式上，王勇做了题为“合成孔径雷达与森林地上生物量反演：好奇和实用的平衡”的大会报告，介绍他对于全球树木地上生物量的反演与全极化、极化干涉、层析合成孔径雷达SAR技术及数据集相关研究与思考，《遥感学报》2019年第5期“学者观点”栏目刊登此文。

主题词

雷达后向散射，合成孔径雷达，干涉合成孔径雷达，

树木地上生物量，林分，全球植被地上生物量

研究背景

好奇是科学与技术发展、不断创新的源泉，实用则是科技发展、创新的结果服务人类、回馈社会。在全球气候急剧变化的今天，好奇和实用的平衡更加至关重要,两者共同且不断地驱动着合成孔径雷达技术和森林地上生物量反演的研究和发展。

以往工作

地球陆地表面森林面积大小和树木生物量是估算各国或者全球碳储量、排放及其变化的重要参数。

利用SAR遥感技术对树木生物量的反演可以分为两类，其一为直接利用雷达后向散射系数的强弱估计生物量；其二为先用后向散射系数反演树的参数，如胸径、林分密度、树高等，然后结合异速方程估算生物量。因此树木生物量的反演与全极化、极化干涉、层析合成孔径雷达技术及数据集紧密相关。可现实上我们仅能获得全球极少数地区的上述数据，更谈不上全球数据覆盖。导致相关数据极少，甚至没有的原因涉及到现有SAR技术、大气对机载SAR工作平台稳定性、平台本身定位精度等问题，因而无法实现常规业务化的对地观测获取以上数据。

结果与思考

兼顾好奇和实用，对地上树木生物量的反演，未来可考虑以下4种方案：

方案1

星载双波段SAR或长、短波段SAR各1星。前者具体为，单星，单天线长波段SAR和双天线的短波段SAR，SAR采用同极化工作模式；后者为，双星、长波段SAR在1颗星上，双天线短波段SAR在另外1颗星上。

方案2

基于星载激光雷达测取的树高和异速方程估算生物量。2018年美国ICESat-2成功发射，该卫星载有激光雷达，获取沿飞行方向高精度的地物(如树)高度，其全球数据免费发布。虽然获取的是离散数据点，但卫星重访轨道和重访时激光对地的照射点不可能完全重复，因此可以用采样的方法填补缺失的树高数据，实现地面树高无缝的全覆盖。

方案3

方案1和方案2的结合，即ICESat-2和SAR卫星估算的树高相互补充和验证，无缝估算地面林分的树高、生物量。

方案4

以节约费用为目的，同时考虑丰富的已有SAR数据集，该方案为探索和好奇性方案，具体为1星双极化SAR和差分干涉技术。

文章信息

王勇. 2019. 合成孔径雷达与森林地上生物量反演：好奇和实用的平衡.遥感学报, 23(5): 809-812

http://html.rhhz.net/ygxb/ygxb-23-5-wangyong.htm

在文章的编校过程中，编辑部同仁们感谢王勇老师认真核对文中的每个数据、文献及校样等细节，同时也感谢他对《遥感学报》的厚爱。期待每位学者都能在好奇与实用的引领下，不断拓展遥感科学的深度与广度。

作者简介

王勇，电子科技大学。研究方向为微波遥感地物反向散射建模、森林物理参数反演、森林碳储量以及变化、湿地甲烷排放及变化、合成孔径雷达原始数据成像、合成孔径雷达技术和合成孔径干涉雷达技术、微波和光学遥感图像处理与分析等。

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