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World File Search System后向散射
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关键词：全波形，激光雷达，联合配准，表面匹配 摘要：机载全波形激光雷达能够记录后向散射激光脉冲的完整波形。由于这种能力，与传统的激光雷达系统相比，它可以在每条激光行进路径上检测到更多的额外物体，因此已逐渐被引入森林或植被区域的应用中。为了从扫描点云中提取感兴趣的信息，数据处理包括预处理（如脉冲检测）、联合配准、分割、分类等。按顺序执行。从处理链中可以看出，数据联合配准的质量是影响后续处理和分析可靠性的关键因素之一。因此，本文重点关注此阶段可能出现的问题，并提出了一种提高数据联合配准性能的方法。本文采用Riegl Q680i机载全波形激光雷达从相邻飞行带采集两组点云。本系统将扫描数据分为单个回波、第一个回波、最后一个回波和其他回波。为检验飞行带平差性能，分别从两个飞行带中提取了单个回波和最后一个回波点云，这两个回波点云更能代表地形。在专有软件RiPROCESS中进行预处理和配准后，发现使用单个回波或最后一个回波数据集时，两个飞行带之间存在错位。为了解决这个问题，应用了3D表面匹配技术。此外，为了实现理想的配准，评估了使用不同类型回波数据进行表面匹配的性能。本文分析了该方法所取得的改进和可行性。1 引言
遥感 - ELIB-DLR
受潮汐影响的沿海地区的水资源管理需要定期使用高分辨率和精确的数字高程模型 (DEM)。由于需要勘测大面积区域，因此通常使用远程传感器。由于其非常动态的行为，只有对应于低潮前后 +/ − 1 小时的极短时间窗口可用于对潮滩区域进行远程数据采集。因此，机载传感器比星载传感器更具吸引力，因为它们在采集时间方面具有灵活性。此外，高分辨率机载 SAR 系统（如 DLR 的 F-SAR）比传统的机载激光扫描仪 (ALS) 覆盖范围更广，对天气条件的依赖性更小，而传统的机载激光扫描仪 (ALS) 通常限制在 <500 m 的扫描带宽度。在过去的几十年中，使用 SAR，特别是跨轨干涉 SAR (InSAR) 数据监测潮滩一直是许多研究的主题。例如，在 [ 1 ] 中，作者成功地利用 AeS-1 X 波段单程机载干涉仪的数据为德国瓦登海的潮间带生成了 DEM。生成的 DEM 是使用 2.4 m 的跨轨基线获得的，分辨率为 5 m，与地面控制点的比较显示标准差小于 10 cm。在 [ 2 ] 中，从 ERS-1/2 复杂 SAR 图像中提取的海岸线用于生成分辨率约为 12.5 m 的 DEM。作者报告说，获得的地形图与前面提到的 AeS-1 InSAR DEM 之间存在良好的一致性。考虑的时间基线在 [ 3 ] 中，作者使用后向散射模型和相干性分析讨论了使用重复干涉测量法在潮滩上生成 DEM 的有利条件。在该研究之后，在 [ 4 ] 中报告了使用 ERS-1/2 对的结果，其中强调了使用星载重复传感器获取高相干性数据的挑战。[ 5 ] 中的作者讨论了通过星载重复干涉 InSAR 监测潮滩的可行性，建议使用具有较大横向基线和短时间基线的采集来应对高场景动态。
观点：未来 20 年的气溶胶遥感
摘要。20 多年前，随着 Terra 和 Aqua 卫星的发射，气溶胶遥感经历了一场革命。随着携带新型被动和主动传感器的其他发射，遥感技术继续取得进步。卫星视图能够检索表征气溶胶负荷、基本粒子特性以及某些情况下的气溶胶层高度的参数，从而聚焦地球气溶胶系统。建模界也取得了类似的进展。现在，这些努力已经持续了很长时间，我们可以看到遥感和建模界的发展趋势，这让我们可以推测未来以及 20 年后该界将如何处理气溶胶遥感。我们预计，高光谱和/或偏振测量技术将取代当今的标准多波长辐射计，所有这些都可以从多个角度进行观察。这些技术将由先进的主动传感器支持，这些传感器除了后向散射外，还能够测量气溶胶消光曲线。结果将更深入地了解气溶胶粒子特性。算法将从主要基于物理转变为包含越来越多程度的机器学习方法，但基于物理的技术不会灭绝。不过，将算法应用于单个传感器的做法将会减少。检索算法将包含统一框架中的多个传感器和所有可用的地面测量数据，这些反转产品将直接输入同化系统，成为“半机械人”：一半是观测，一半是模型。20 年后，我们将看到太空真正的民主化，大大小小的国家、私人组织和各种规模的商业实体都将发射太空传感器。随着可用数据和气溶胶产品数量的增加，将会出现大量的坏数据。用户社区将组织起来制定标准，大型国家航天局将通过部署和维护验证地面网络和重点现场实验来带头努力保持质量。在整个过程中，人们对全球气溶胶系统的兴趣仍将很高，该系统如何影响气候、云、降水和动态、空气质量、环境和公共健康、病原体的运输和生态系统的施肥，以及这些过程如何适应不断变化的气候。
和多波束声纳后向散射图像
(https://maps.ccom.unh.edu/portal/apps/webappviewer/index.html?id=28df035fe82c423cb3517295d9 bbc24c#. 2021 年 12 月 10 日) ........................................................................................................................... 20 图 19：R/V Gulf Surveyor (http://ccom.unh.edu/facilities/research-vessels/rv-gulf-surveyor)。 .......... 21 图 20：RVGS 图，其中包含关键位置和拖曳点相对于船舶参考点的偏移（未按比例绘制）。 ............................................................................................................................. 21 图 21：安装了拖缆的 R/V Gulf Surveyor 甲板上的 Klein 4K-SVY 侧扫。 ............................................................................................. 23 图 22：具有声学阴影、距离尺度、第一次回波和水柱的典型 SSS 数据示例。 ........................................................................................................................................................... 24 图 23：带有集成表面声速探头的 Kongsberg EM2040P MBES。 (https://www.kongsberg.com/maritime/products/ocean-science/mapping-systems/multibeam-echo- sounders/em-2040p-mkii-multibeam-echosounder-max.-550-m/) ........................................................................... 25 图 24：安装在 R/V Gulf Surveyor 中心支柱上的 EM2040P（照片：NOAA 的 Patrick Debroisse 中尉）。 ........................................................................................................................................... 26 图 25：在 50m 范围内布置用于位置置信度检查的 SSS 线。 ........................................................................... 27 图 26：相对于 MBES 目标位置（红色）的 SSS 接触位置（蓝色）。 ......................... 28 图 27：地理参考框架和船舶参考框架中的接触位置误差。接触位置主要位于 MBES 位置的东面。 ......................................................................... 28 图 28：应用地图校正后的 SSS 接触位置。 ......................................................................... 29 图 29：应用地图校正后，在地理和船舶参考框架中看到的 SSS 接触位置 ............................................................................................................................. 29 图 30：测量区域，其中 60m 和 80m 线路平面图以红色显示。 ........................................................................... 30 图 31：掩盖马赛克（左）隐藏接触，透过马赛克（右）显示接触。 ...... 32 图 32：使用自动所有数据，显示应用增益和定位校正之前的所有线路的 SSS 马赛克。覆盖在 RNC 13283 上。...................................................................................................... 33 图 33：使用 Auto-All 数据可视化应用地图校正和 EGN 后的 SSS。....... 34 图 34：DTM（顶部）显示折射伪影，与 ping 数据（底部）中看到的伪影相同。...................................................................................................................................................................... 35 图 35：EM2040P MBES 数据的全覆盖 DTM............................................................................................................. 36 图 36：EM2040P 数据从天底滤波到 45º 后的 DTM。............................................................................. 37 图 37：EM2040P 以 300 kHz 和 50cm 分辨率收集的 MBAB。西北采集点在左侧，东南采集点在右侧。后向散射强度以分贝表示，默认比例为 10 到 -70dB。 ........................................................................................................................... 38 图 38：调整后的 NW MBES 数据可视范围为 -4 至 -28db.................................... 39 图 39：SSS 接触位置（左）和 MBES 假定的“真实”位置（右）。........................................ 40 图 40：应用地图校正后的 SSS 接触位置。原始 SSS 位置以绿色标记标注。............................................................................................................. 41 图 41：地图校正前（左）和地图校正后（右）的另一个示例，最初显示两条独立的龙虾笼线。............................................................................................. 41 图 42：应用地图校正后，两条 SSS 线之间的差异约为 7.5 米。红色框突出显示了沙波应重叠的区域。............................................................................. 42 图 43：NW 采集站点：叠加之前的 MBES（顶部）、SSS（中）和 MBES 后向散射（底部）。 ........................................................................................................................................................... 44 图 44：SE 采集点：叠加前的 MBES（顶部）、SSS（中间）和 MBES 背向散射（底部）。 ........................................................................................................................................... 45左侧为西北方向采集点，右侧为东南方向采集点。后向散射强度以分贝表示，默认范围为 10 至 -70dB。 ........................................................................................................................... 38 图 38：调整后的西北方向 MBES 数据可视范围为 -4 至 -28db........................................ 39 图 39：SSS 接触位置（左）和 MBES 假定的“真实”位置（右）。............................................................. 40 图 40：应用地图校正后的 SSS 接触位置。原始 SSS 位置以绿色标记标注。 .................................................................................................................... 41 图 41：地图校正前（左）和地图校正后（右）的另一个示例，最初显示两条独立的龙虾笼线。 .................................................................................................................... 41 图 42：应用地图校正后，两条 SSS 线之间的差异约为 7.5 米。红框突出显示了沙波应该重叠的区域。 ........................................................................... 42 图 43：NW 采集点：MBES（顶部）、SSS（中间）和 MBES 背向散射（底部）在叠加之前。 ............................................................................................................................................................. 44 图 44：SE 采集点：MBES（顶部）、SSS（中间）和 MBES 背向散射（底部）在叠加之前。 ............................................................................................................................................................. 45左侧为西北方向采集点，右侧为东南方向采集点。后向散射强度以分贝表示，默认范围为 10 至 -70dB。 ........................................................................................................................... 38 图 38：调整后的西北方向 MBES 数据可视范围为 -4 至 -28db........................................ 39 图 39：SSS 接触位置（左）和 MBES 假定的“真实”位置（右）。............................................................. 40 图 40：应用地图校正后的 SSS 接触位置。原始 SSS 位置以绿色标记标注。 .................................................................................................................... 41 图 41：地图校正前（左）和地图校正后（右）的另一个示例，最初显示两条独立的龙虾笼线。 .................................................................................................................... 41 图 42：应用地图校正后，两条 SSS 线之间的差异约为 7.5 米。红框突出显示了沙波应该重叠的区域。 ........................................................................... 42 图 43：NW 采集点：MBES（顶部）、SSS（中间）和 MBES 背向散射（底部）在叠加之前。 ............................................................................................................................................................. 44 图 44：SE 采集点：MBES（顶部）、SSS（中间）和 MBES 背向散射（底部）在叠加之前。 ............................................................................................................................................................. 45........... 42 图 43：NW 采集点：MBES（顶部）、SSS（中间）和 MBES 背向散射（底部）在叠加之前。 ............................................................................................................................................................. 44 图 44：SE 采集点：MBES（顶部）、SSS（中间）和 MBES 背向散射（底部）在叠加之前。 ............................................................................................................................................................. 45........... 42 图 43：NW 采集点：MBES（顶部）、SSS（中间）和 MBES 背向散射（底部）在叠加之前。 ............................................................................................................................................................. 44 图 44：SE 采集点：MBES（顶部）、SSS（中间）和 MBES 背向散射（底部）在叠加之前。 ............................................................................................................................................................. 45