根据《福建省科学技术奖励委员会办公室关于2022年度福建省科学技术奖提名工作的通知》(闽科奖办〔2022〕9 号)要求,我校教职工胡喜生参与完成的成果“
区域生态环境监测与评估的遥感机理与实现”拟申报2022年度福建省科学技术奖,现将成果的相关信息予以公示(具体附后)。
公示期为2023年1月31日至2023年2月4日。任何单位或者个人对公示项目持有异议的,请以书面形式向科技处提出,并提供必要的证明文件。为便于核实、查证,确保实事求是、公正地处理异议,提出异议的单位或者个人应当表明真实身份,并提供联系方式。个人提出异议的,应当在书面异议材料上签署真实姓名;以单位名义提出异议的,应当加盖本单位公章。凡匿名异议和超出期限的异议不予受理。
联系方式:校纪委办(83789210)、校科技处(83789230)
科技处
2023年1月31日
1.项目名称:区域生态环境监测与评估的遥感机理与实现
2.提名奖种:福建省自然科学奖
3.提名单位:福建省教育厅
4.项目简介:
人类活动导致的以建筑不透水面为主的人工地表大面积地取代了以绿地为主的自然地表,给全球的生态环境带来了严重的破坏,及时监测区域生态环境变化是保护生态环境的重要手段。但是在区域生态环境快速监测与评价以及区域不透水面信息获取方面仍缺乏有效的遥感方法,因此,我们针对这些问题进行了长期的研究,通过机理分析和方法创新,取得了以下重要的突破和发现。
科学发现1:创建遥感生态指数
区域生态环境监测与评价一直缺乏通用的方法和标准,现有方法往往带有地方色彩而无法推广。为此,我们基于著名的压力-状态-响应(PSR)模型机理,提出了集成绿度、湿度、热度和干度等4大生态要素的遥感生态指数(RSEI)。所选的4个指标都与人类的生存息息相关,是人类能够直观感受生态优劣的关键指标。我们提出了基于主成份分析原理构建RSEI指数的科学方法,根据各指标对第一主成分(PC1)的贡献度来客观确定各指标的权重,避免了人为设定权重的弊端。我们同时还发现一个重要规律:即4个指标中,对生态有益和对生态不利的指标在PC1的载荷值具有相反的符号,构成了生态含义截然不同的两组指标,证明由PC1构建的RSEI指数具有明确的生态意义。
科学发现2:发现不透水面的光谱响应共性,创建全球第一个真正的不透水面指数
常用的遥感不透水面信息获取方法复杂,需要掩膜水体,且混淆于沙土信息。为此,我们开创性地提出基于面向对象机理,引入专题指数构建不透水面指数的原理,并通过发现不透水面在热红外和多光谱波段的光谱响应机理与共性,创建了全球第一个不透水面指数(NDISI),解决了已有不透水面算法存在的问题。NDISI指数的另一科学贡献是发现了不透水面与地表温度呈指数函数关系,且对地表温度的贡献大于水体和植被之和,这一发现对改善区域热环境具有重要意义。
科学发现3:建立大气校正模型、量化热红外波段误差
遥感的各项工作离不开大气校正,但大气校正通常需要借助昂贵的专业软件。为此,我们建立了仅依靠影像自身数据来进行大气校正的IACM模型,并率先采用Landsat 7同步影像进行验证,先于美国宇航局权威团队获得了高精度的验证结果。同时还发现Landsat 8热红外11波段定标参数不稳定所造成的定量误差,无法用于构建劈窗算法。这一发现对指导Landsat 8地表温度的正确反演起了积极的作用。
项目共发表论文60篇,被他引3129次;5篇代表作被他引756次,单篇最高他引212次,2篇入选ESI高引论文,1篇3次获选中国百篇最具影响国内学术论文。申报人2次入选Elsevier (爱思唯尔)中国高被引学者,曾获谷歌学术全球经典论文遥感领域第1名。所提出的创新指数得到广泛应用,被李德仁院士、美国摄影测量与遥感学会前主席Jensen等国内外遥感专家正面评价,被著名的ENVI遥感软件公司作为培训专题。成果已在欧美多国、雄安新区、福州热环境治理等国内外重要项目中发挥积极作用。
5.主要完成单位:福州大学、福建农林大学
6.主要完成人及其贡献:
徐涵秋:担任项目组负责人,从2003年开始本项目的研究,是三个科学发现和创新思想的提出者和创新遥感指数/算法的发明人,是2篇代表性论文入选ESI高引论文的贡献者,是全部5篇代表性论文和5篇其它论文的通讯作者,是代表性论文2~5和其它论文1、3~5的第一作者或独立作者。在项目的研究中,投入了大量的时间和精力,工作量占本人科研工作总量的85%。
胡喜生:从2016年开始参加本项目的研究,参与创新点1的工作,是代表性论文1和其他论文2的第一作者。在项目的研究中,主要负责开展RSEI指数及其空间分布异质性的定量分析。在项目的研究中投入了大量的时间和精力,工作量占本人科研工作总量的50%。
7.代表性论文专著目录:
序号 | 论文专著名称 | 发表时间 | 作者 | 刊名 | 年卷页码 | 备注 |
1 | A new remote sensing index for assessing the spatial heterogeneity in urban ecological quality: A case from Fuzhou City, China | 2018. 02.06 | 1/胡喜生,2/徐涵秋 | Ecological Indicators | 2018,89:11–21 | ESI前1%高引论文 SCIE 收录 SSCI 收录 EI收录 |
2 | Detecting ecological changes with a Remote Sensing Based Ecological Index (RSEI) produced time series and change vector analysis | 2019.10.10 | 1/徐涵秋,2/王一帆,3/关华德,4/施婷婷,5/胡喜生 | Remote Sensing | 2019,11:2345 | ESI前1%高引论文 SCIE 收录 EI收录 |
3 | Predicting effect of forthcoming population growth–induced impervious surface increase on regional thermal environment: Xiong’an New Area, North China | 2018.03.26 | 1/徐涵秋,2/施婷婷,3/王美雅,4/方灿莹,5/林中立 | Building and Environment | 2018,136:98-106 | SCIE 收录 (中科院1区顶刊) EI 收录 |
4 | Analysis of impervious surface and its impact on urban heat environment using the Normalized Difference Impervious Surface Index (NDISI ) | 2010.05.01 | 1/徐涵秋 | Photogrammetric Engineering and Remote Sensing | 2010,76:557-5657 | SCIE 收录 EI收录 |
5 | 新型Landsat 8卫星影像的反射率和地表温度反演 | 2015.03.15 | 1/徐涵秋 | 地球物理学报 | 2015,58:741-747 | CSCD 收录 SCIE 收录 EI收录 卓越期刊 |
8.其他支撑的论著
刊名 | 论文/专著名称 | 卷年页码 | 发表时间 | 作者(排序/姓名) | 备注 |
Ecological Indicators | Prediction of ecological effects of potential population and impervious surface increases using a remote sensing based ecological index (RSEI) | 2018,93: 730-740 | 2018.5.29 | 1/徐涵秋 2/王美雅 3/施婷婷 4/关华德 5/方灿莹 6/林中立 | SCIE 收录 SSCI 收录 EI收录 |
Environmental Science and Pollution Research | A new remote sensing index based on the pressure-state-response framework to assess regional ecological change | 2019, 26: 5381-5393 | 2019.1.3 | 1/胡喜生 2/徐涵秋 | SCIE 收录 SSCI 收录 |
Energy and Buildings | Development of a fine-scale discomfort index map and its application in measuring living environments using remotely-sensed thermal infrared imagery | 2017, 150: 598-607 | 2017.6.7 | 1/徐涵秋 2/胡秀娟 3/关华德 4/何国金 | SCIE 收录 中科院 1区、顶刊 |
International Journal of Climatology | The impact of impervious surface development on land surface temperature in a subtropical city: Xiamen, China | 2013, 33: 1873-1883 | 2012.7.13 | 1/徐涵秋 2/林冬凤 3/唐菲 | SCIE 收录 |
武汉大学学报. 信息科学版 | 基于影像的Landsat TM/ETM+数据正规化技术 | 2007, 32: 62-66 | 2007.1.5 | 1/徐涵秋 | EI收录 CSCD 收录 卓越期刊 |
9.其他支撑材料目录:
序号 | 证明材料类型 | 证明材料名称 | 证明材料提供单位 |
1 | 检索查新报告 | 检索结果报告 | 福州大学情报检索服务中心 |
2 | 其他相关资料 | 中文论文发表的两本杂志入选卓越期刊 | CNKI数据库 |
3 | 其他相关资料 | 代表性论文1、2入选ESI前1%高被引论文 | SCI数据库 |
4 | 其他相关资料 | 代表性论文5与Markham论文发表历程的对比 | 地球物理学报、SCI数据库 |
5 | 其他相关资料 | 入选谷歌学术全球经典论文 | 谷歌学术 |