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    中欧龙计划合作
中欧龙计划介绍
中欧龙计划一期项目
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“龙计划”培训班情况

中欧龙计划二期项目



2008年在北京召开的"龙计划"一期总结暨二期启动会上,中欧双方正式签署了"龙计划"二期合作协议,这也标志着"龙计划"二期的正式启动。同一期相比,"龙计划"二期合作内容更广泛。二期合作设置了地震学、地形测量、三峡、农作物在碳收支中的作用、作物监测、海洋环境和安全监测、中国海洋监测、极化干涉SAR技术、森林生态、城市化、对地观测技术与体育活动、干旱监测、水资源、干旱、SMOS 数据校正与验证、  海岸带、河流三角洲、水质、中国空气质量监测与预报、化学\气候变化、雷达校正与验证、煤火、  海冰探测、林火、 湿地等25个具体合作研究项目,研究内容涵盖农业、水利、林业、海洋、大气、测绘、灾害等遥感应用的诸多领域。参加二期合作的双方单位达165家、科学家达400多人,参与的机构和科学家之多,影响之大,都是空前的。目前,经过一年的共同努力,二期合作取得了实质性进展。
    "龙计划"二期各项目介绍
    1、陆地资源与环境领域
    (1)森林生态系统观测技术研究(Forest Ecosystems)
    专题负责人:李增元 研究员,中国林业科学研究院资源信息研究所
    Prof. Christiana Cornelia Schmullius, Friedrich-Schiller-University Jena
    研究内容:①进一步推动、改善"龙计划一期"森林项目取得的成果,制作1995-2005-2010阶段森林变化图,并加强与德国航天局TerraSAR-X项目、联合国粮农组织的森林资源评价项目的合作;②为"欧洲生命行星计划"中地表和生态结构观测提供优先服务,对生态系统大小、物理结构、模式、物候、生物群落型、土地覆盖与土地利用特征,以及火灾、病虫害、干旱等自然和人为干扰的鉴别和监测提供服务;③开拓对多参数雷达数据(多频率、多极化及多角度)、新型高光谱数据、光学和雷达合成分析的应用研究。
    (2)为可持续发展服务的中国城市化卫星监测技术(Urbanisation)
    专题负责人:宫鹏 教授,中国科学院遥感应用研究所
    Prof. Yifang Ban, Royal Institute of Technology, SWEDEN
    1980年代以来,中国城市人口从不足20%发展到40%多,据预测到2020年将达到60%。城市扩张不仅造成农田、林地、草地、湿地以及空地的减少,还干扰生态系统,分隔栖息环境,增加了化学燃料消耗和温室气体排放量。该项目将研究星载合成孔径雷达及其与光学数据的融合,以监测中国城市化进程、评估城市化对环境和可持续发展的作用。
    (3)农田在中国碳收支中的作用(Croplands in CO2 Budget)
    专题负责人:黄耀 研究员,中国科学院大气物理研究所
    Dr. Thuy LE TOAN, Centre d'Etudes Spatiales de la Biosphere
    陆地生态系统碳收支估计的不确定性是"ESA生命行星计划"面临的主要挑战之一。合理的农田管理能降低土壤碳向大气的释放,也能有效减少稻田的甲烷排放从而减缓全球气候变化。项目旨在通过模型和遥感数据的结合与分析,认识中国农田在全球土壤碳循环中的作用。预期成果包括:与中国碳通量估计有关的参数数据库;全球变化背景下的植被变化趋势分析;区域尺度碳收支估计;国家尺度碳收支估计。
    (4)全球气候变化背景下中国干旱监测、预测与适应对策(Drought Monitoring):
    专题负责人:马耀明 研究员,中科院青藏高原研究所
    Prof. Z.(Bob) Su, ITC, University of Twente
    干旱灾害经常导致饥荒、社会不稳定、人口大范围迁徙以及人类历史上的文明灭绝等,水资源供需矛盾是保证粮食安全的一个最大的问题。目前,干旱灾害已成为制约中国经济发展的一个主要因素。该项目将利用欧空局、中国以及相关卫星数据作为主要数据源,结合气象和干旱统计等其他数据源,发展一个量化的、具有可操作性的全国干旱监测和干旱影响评估系统,应用于农业发展、水资源与水环境管理等领域;并建立一个基于因特网的信息系统,用于为干旱演化形势提供最新信息,为减灾决策提供技术支持。
    (5)极化干涉SAR土地覆盖和地表形变信息提取技术(POLINSAR)
    专题负责人:陈尔学 研究员,中国林业科学研究院资源信息研究所
    Prof. Eric Pottier, University of Rennes1, Campus de Beaulieu
    项目包含四个科学主题:①开发和验证通用的、原创的极化合成孔径雷达(SAR)和极化干涉SAR的分割方法,包括土地覆盖演化的多时相分析,以及对几何、生物学参数反演算法需要的极化分解方法的研究;②开发地表形变监测和DEM(数字高程模型)提取的通用方法;③开发和验证利用单基线和双基线极化干涉SAR数据提取森林参数的方法;④开发的新算法和科学方法将包含到PolSARpro软件中,成为国际地理科学和遥感界宣传"龙计划二期"取得的科学进展的重要交流工具。
    (6)中国干旱地区典型内陆河流域关键生态-水文参数的反演与陆面同化系统研究(Hydrology)
    专题负责人:李新 研究员,中国科学院寒区旱区环境与工程研究所
    Prof. Massimo Menenti , Université Louis Pasteur (ULP)
    项目选择中国西北干旱区典型内陆河流域--黑河流域为研究区,包括上游高寒山区水文试验区、森林水文试验区和中游干旱区水文试验区。主要研究内容:①雪水当量、雪盖面积、雪反照率和雪面温度等构建高寒山区融雪径流模型的重要参数研究;②陆面温度、土壤湿度和蒸散发等理解干旱区流域森林-绿洲-荒漠水循环过程的关键参数研究;③利用多/高光谱和多角度遥感资料反演生物物理参数,探索协同各类卫星遥感数据与一系列小型、低成本卫星数据反演生物物理参数的潜在性;④发展能够实时融合多源遥感观测的流域尺度陆面同化系统,集成观测与水文、陆面和生态模型,生成高分辨率和时空一致性的水文-生态参数集,提高对黑河流域水资源和环境变化的动态模拟、监测与预测能力。
    (7)利用Envisat数据改进作物监测方法(Crop Monitoring)
    专题负责人:吴炳方 研究员,中国科学院遥感应用研究所
    Prof. Eerens Herman,VITO-- Remote Sensing and Earth Observation Process
    作物种植面积遥感监测中最关键的一个环节是作物类型的遥感识别。我国农田都分成小块种植,每块农田中有多种不同的作物,增加了作物识别的难度,也导致地面调查工作难以开展。因此,急需发展一种较少依赖地面调查的遥感作物识别技术。研究目标:发展一种基于多频段雷达数据和光学数据相结合的作物识别新方法;发展一种由遥感指数驱动的基于作物模拟的作物估产模型。
    (8)遥感及其他空间技术在水资源中的应用(Water Resources)
    专题负责人:李纪人 教授,北京大学数字中国研究院数字流域中心
    Prof. Marco Mancini, Politecnico of Milan
    研究内容:①结合遥感技术和基于遥感及地面数据的水文模型,开发长江上游横江流域水循环模拟模型框架;②基于乌江流域水文-岩(土)-植被界面水分转化模拟,研究喀斯特水文循环与生态系统的相互作用机理;③开发一种水动力模型,模拟长江三角洲太湖流域平原河网地区的水动力情境;④历史暴雨、风暴潮制图和风险管理,对实时风暴潮进行风险管理;⑤集成遥感、陆面模型和数据同化技术,建立基于因特网的区域土壤湿度监测和预测系统;⑥基于多源遥感数据监测鄱阳湖水位的时空变化,分析湖滩湿地漫/露过程和持续时间,及其对湿地生态系统的影响;⑦应用卫星遥感与非线性物理学相结合,以监测暴雨和洪水过程。
    (9)对地观测在大型体育赛事中的应用-以雅典、北京及伦敦奥林匹克运动会为例(Sport Events Case Studies) 
    专题负责人:宫辉力 教授,首都师范大学
    Prof. Dimosthenis Asimakopoulos, University of Athens
    项目瞄准应用对地观测技术支持大型体育赛事的需求,更重要的是如何发现城市结构的变化情况。预期取得以下成果:对生活质量指标的定义和评价;空气质量(悬浮颗粒);城市小气候(包括热舒适度);变化检测;卫星海洋及气象遥感。既关注以往奥林匹克赛事的评价(2004/2008年),也将把对地观测技术应用于2012年奥运会赛事的潜力评价。
    2、海洋学与海岸带(Oceanography and Coastal Zones)
    (10)中国海区SAR和可见光遥感监测示范(Monitoring China Seas)
    专题负责人:黄韦艮 研究员,国家海洋局第二海洋研究所
    Prof. Werner Alpers, Institute of Oceanography, University of Hamburg
    近海海洋环境复杂多变,开发近海海洋环境遥感监测系统、进行近海海洋环境遥感监测是目前中欧关注的重点之一。近海海洋环境要素包括海浪、海流、内波和海面风场等,这些要素都能被合成孔径雷达(SAR)全天候全天时地观测到。项目将利用中欧已有和将要发射的SAR卫星资料,结合可见光卫星资料,开发和验证SAR海洋环境监测方法,并以中国近海海区为监测示范区,建立可业务化运行的SAR海洋环境监测示范系统,开展海浪、海流、海冰、海面油污、近岸风场和海洋内波等的准实时监测示范应用。
    (11)促进欧洲和中国海洋环境与安全监测系统的协调研究(DRAGONESS)
    专题负责人:贺明霞 教授, 中国海洋大学 海洋遥感教育部重点实验室
    Prof. Johnny A. Johannessen, Nansen Environmental and Remote Sensing Center, NORWAY
    欧盟资助的执行期为2007.9-2010.8的DRAGONESS项目将全面评估和确定欧洲和中国在海洋环境和安全监测方面的能力。具体目标:①针对GEOSS需求,对中国和欧洲现有服务和信息产品进行评估,包括来自遥感网络、现场观测、模型和数据同化的集成使用等;②对欧空局和中国的地球观测卫星数据进行联合和融合研究,以更好地监测海洋环境。此外,该项目得到欧盟FP6支持。
     (12)多传感器卫星数据在海岸带海浪、海面风场、海表流场的应用研究(Coastal Zones) 
    专题负责人:贺明霞 教授,中国海洋大学 海洋遥感教育部重点实验室
    Dr. Susanne Lehner, Institution German Aerospace Center, Germany
    人类活动,诸如海运、渔业、石油开采、海军活动等对海岸带具有重要影响。在过去几十年中,海洋数值模式和卫星海洋观测获得较大发展并取得较大成就,然而在海岸带小尺度海洋过程研究方面仍有改进空间。项目将利用高分辨率SAR研究海岸带的海浪、风场和流场,利用ERS-2 SAR、Envisat ASAR、HJ-1C(中国S-band SAR)和TerraSAR-X反演获得高级遥感产品,包括海面风场、二维海浪方向谱、海浪参数(有效波高、平均波周期、峰值波长等)和海表流场,并与海洋数值模式和现场测量结果进行比较。
     (13)黄河、长江和珠江三角洲海岸带遥感监测(River Deltas) 
    专题负责人:马毅 研究员,国家海洋局第一海洋研究所
    Dr. Tim Malthus,School of Geo-Sciences,University of Edinburgh
    黄河、长江和珠江三角洲区域是中国经济较为发达的地区,海岸带生态环境变化剧烈,应用Envisat MERIS全分辨率数据、HY-1B水色水温扫描仪(COCTS)和海岸带成像仪(CZI)数据以及Proba CHRIS数据,发展基于遥感的海岸带土地利用/覆盖、海岸线、湿地和近岸水质等生态环境要素的监测和应用技术。项目受908专项(海岛海岸带卫星遥感调查项目和水体调查项目)、HY-1B CZI数据海岸带应用示范项目、国家自然科学基金等的支持。
    (14)对地观测数据在河口、大型内陆水体及海岸带水体水质监测中的应用(Monitoring Water Quality)
    专题负责人:潘德炉 院士, 中国国家海洋局第二海洋研究所
    Dr. Roland Doerffer, GKSS Research Center, Institute for Coastal Research
    针对沿海水质的遥感监测技术和应用问题,在中国黄东海、长江口、太湖,以及欧洲北海南部等区域,开展浑浊水体水质参数的遥感算法开发和应用研究。以Envisat MERIS和HY-1B的COCTS、CZI等卫星遥感资料为主,重点研究:①高浑浊水体悬浮物浓度及水体光谱漫射衰减系数的遥感反演;②藻类爆发的遥感监测,以蓝藻和赤潮为主。项目将利用辐射传输模型模拟,分析探讨悬浮物对水下光场分布及浮游植物初级生产力的影响,并结合水动力模型研究海岸带水体悬浮物的运移。
    3、灾害(Hazards)
    (15)中国北方煤火监测、分析及风险评估(Coal Fires)
    专题负责人:李京 教授,北京师范大学资源学院
    Dr. Christian Fischer, German Aerospace Center
    煤火已经成为国际范围内的环境与经济问题,中国北方大约50个大大小小的煤田正面临着地下煤火的威胁。各国科学家研发出多种方案进行地下煤火的探测,但煤火在地表产生的热异常不够明显,工厂、居民地、生物质的燃烧以及太阳辐射都能够导致一些"假火点"的出现。本研究相关的中德煤火合作项目将提供实地数据用来检测热异常监测方法以及定量分析算法的精度;土地利用分类和自动变化监测定量描述将用于煤层开采与煤火导致的环境变化研究;野外数据采集工作将在一些典型区域进行。以上数据处理和采集过程可以移植到任何今后开发的方法中,处理得到的数据将为整个数据自动处理链服务。
    (16)基于已有数据和地球观测影像的低地势水体和湿地监测的质量、生物多样性变化趋势和风险管理研究(Wetlands)
    专题负责人:李纪人 教授, 北京大学数字中国研究院数字流域中心
    Dr. Herve YESOU,Service Regional de Traiteùment d'Image et de Télédéteection
    研究区域包括中国东北部的嫩江湿地、扬子江中下游以及鄱阳湖这些非常有研究价值的生态系统,尤其在生物差异性和传染病危害方面。项目包含以下几个相互关联的研究主题:WP1:水体范围监测;WP2:水位监测;WP3:土壤侵蚀和水质监测;WP4:用遥感数据预测重大洪水灾害及污染(水华现象)发生的范围及其影响;WP5:主要研究湿地划分和生物多样性价值评估;WP6:通过EO数据更清楚地理解自然环境因子间的空间关系以及引起这些流行病发生的可能性;WP7:土壤侵蚀监测和遥感定量评估。
    (17)森林火灾早期预警及损失评估(Forest Fires)
    专题负责人:覃先林 博士,中国林业科学研究院资源信息研究所
    Prof. Jose Luis Casanova, UNIVERSITY OF VALLADOLID
    研究内容:①开发一种适用于MODIS和MERIS数据的林火早期预警技术。集成植被生长、植被湿度和气候状态等指数,根据实验区的历史火灾和其他因子(如可燃物类型和地形等)等来建立相适应的火险指数参数;②建立基于多时间多空间分辨率卫星影像的火蔓延监测技术;③建立利用GOMOS、GOME和SCIAMACHY影像进行林火碳释放的监测技术;④建立综合利用遥感技术和地理信息系统技术的森林大火灾情评估技术。
    (18)Envisat ASAR在渤海海冰探测及分类中的应用(Sea Ice Detection (ASAR))
    专题负责人:纪永刚 博士,国家海洋局第一海洋研究所
    Dr. Wolfgang Dierking, Alfred Wegener Institute for Polar and Marine Research
    渤海海冰每年持续大约四个月的时间,属于季节性一年冰,除了一些沿岸固定冰外,大部分区域的海冰是浮冰。SAR是大面积海冰探测的有效手段,项目将使用Envisat ASAR数据开展渤海海冰的探测和分类研究。主要目标是掌握渤海不同海冰类型的SAR影像特征,发展自动化的SAR海冰探测与分类方法。发展的技术将为开展业务化渤海海冰遥感探测提供技术支持。
    4、地形测绘(Topographic Mapping)
    (19)地形测量(Topographic Measurement)
    专题负责人:李德仁 教授, 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室
    Dr. Danile Perissin, Dipartimento di Elettronica ed Informazione Politecnico di Milan
    研究内容集中在InSAR技术在地形测绘和地表形变监测的应用上,充分利用星载SAR系统数据在中国云雾覆盖的广大区域进行研究和实验。项目将开展以下研究:①评估不同波段SAR数据在地形测绘和地表形变监测上的能力;②研究结合不同波段SAR数据生成DEM的算法;③开发相应的数据处理算法和流程;④在中欧技术交流过程中进行成本效益分析,加速双方的技术融合和探索ESA数据在地形测绘中的应用。
    (20)利用INSAR观测中国境内大型断裂的地震周期内变形及湖泊加载作用引起的岩石圈变形(Crustal Deformation)
观测和模拟地震周期内地表变形、湖泊加载引起的岩石圈变形是固体地球物理学上具有挑战性的工作。卫星大地测量技术的出现使得震后变形、慢地震、深部韧性流体过程的监测成为可能,这些过程影响着未来地震的发生。项目计划使用Envisat图像模式和扫描模式InSAR方法,观测青藏高原主要断层的形变及其走向的变化状况;研究岩石圈对青海湖和青藏高原中部湖泊加载和卸载的粘弹性响应。最终期望能够提供准确的局部断层滑动速率图和区域尺度的变形速度图。
    (21)利用INSAR监测三峡、拉萨和江苏等地区的地表位移(Monitoring Three Gorges)
    专题负责人:曾琪明 教授, 北京大学遥感所
    Prof.Jan-Peter Muller, Mullard Space Science Lab, Dep. of Space and Climate Physics, Uni. Colleg London
    研究内容:①三峡大坝是世界上最大的水利工程,自2003年以来大规模的区域开发建设加剧了地质灾害的发生,仅新闻媒体就已报道了100多次滑坡事件,迫切需要提供一种能够以合理的代价对大面积范围进行高精度重复测量的手段。二期项目将继续改进和综合永久散射体干涉和角反射器干涉技术,试图开发更有效的水汽效应校正方法,并同北京大学与英国伦敦大学学院(UCL)正合作进行的TerraSAR-X研究结合。②当雄断层位于青藏高原,是一个距拉萨100公里左右的活动断层,测量该地区的地表位移不仅可以帮助更好地认识构造活动,而且对保护拉萨城和关键交通线的安全非常重要。③江苏省境内滑坡、塌陷等灾害频发,将综合应用InSAR、GPS和水准测量得到地表形变分布图,采用有限元、离散元和模拟退火等方法研究其形变机理。
    5、大气(Atmosphere)
    (22)中国空气质量监测与预报(Air Quality Monitoring)
    专题负责人:张鹏 博士/研究员,国家卫星气象中心
    Dr. Ronald van der A,Royal Netherlands Meteorological Institute
    研究内容:①发展一个综合的监测中国对流层大气污染物的信息系统,利用卫星遥感、地面监测和模式模拟,建立一套中国区域空气质量信息,数据时间段涵盖近年至今,并包括未来几天的空气质量预报;②提高中国新一代极轨气象卫星风云三号在大气成分遥感上的资料处理和应用能力,进行中欧之间大气成分遥感反演算法的比较、观测仪器和遥感产品的交叉验证等。该项目执行期限2007.9-2009.9,部分研究内容将得到欧盟FP6项目支持。
    (23)利用GOMOS、OSIRIS、OMI 和 MIPAS传感器观测资料研究中层大气变化(Chemistry Climate Change)
    专题负责人:刘毅 研究员,中国科学院大气物理研究所
    Prof.Erkki Kyrölä, Finnish Meteorological Institute
    平流层臭氧损耗,特别是南极地区臭氧的急剧减少是过去二十年来中层大气研究的核心课题,预测显示全球气候变化可能会以更加复杂的方式影响中层大气。为监测平流层臭氧的恢复过程以及增强的温室效应可能对中层大气造成的扰动,必须对自然变化进行更好的定量研究。研究目标是利用GOMOS(Envisat)、OSIRIS(Odin)和OMI(EOS-Aura)传感器的最新观测数据,结合中层大气化学-输送模式,以及化学-气候耦合模式,研究中层大气的自然变化特征,并利用FASP资料同化系统对卫星数据进行同化。该研究将由中国科学院大气物理所、中国气象局国家卫星气象中心和芬兰气象研究所(FMI)联合完成。
    6、定标/检验(Cal/Val)
    (24)地基多普勒测风激光雷达对ADM-AEOLUS卫星风场数据的印证(LIDAR Cal/Val)
    专题负责人:刘智深 教授,中国海洋大学海洋遥感研究所
    Prof. Ulrich Schumann,Institute of Atmosphere Physics, DLR
    中国海洋大学研制的直接探测多普勒测风激光雷达(或高光谱分辨率激光雷达HSRL)能够在ADM- Aeolus星载多普勒激光雷达过境时,同步测量对应观测路径的大气边界层与对流层的径向风速,以及其他可作为独立可靠的印证和校正数据的风廓线、三维风场、气溶胶后向散射比(Rb)、气溶胶消光系数、气溶胶消光后向散射比(Sa)、海面风场等参数。此外,还可以利用同步无线电探空仪测量的风廓线及相关气象数据与ADM-Aeolus的数据产品进行对比分析。
    (25)SMOS卫星的地面定标及其数据在中国区的真实性检验(SMOS Cal/Val)
    专题负责人:张卫国 博士, 中国科学院空间科学与应用中心
    Prof.Yann Kerr, Centre d'Etudes Spatiales de la Biosphère (CESBIO/CNES)
    研究内容:①利用塔克拉玛干沙漠对SMOS卫星进行地面定标。选择低频微波辐射特性均一、稳定且能够达到所需预测精度的地区,通过采用适当的仪器结合密集的地面实验,为相关科学团体提供一个用于评估、监测SMOS卫星上有效载荷状态的可靠定标点。②SMOS土壤湿度产品在中国区的真实性检验,改进算法以提高SMOS数据在中国区的反演土壤湿度产品的精度,特别是青藏高原(高海拔,存在冻/融现象)、中国东北部(浓密森林)和中国中部(土壤侵蚀的山区和退化生态系统),这些具有挑战性的陆地景观区域土壤湿度的反演研究。

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