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已有 4253 次阅读 2016-8-17 11:44 |系统分类:科研笔记

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杨贵军,男,博士,研究员,国家农业信息化工程技术研究中心遥感技术部主任,中国宇航学会光电技术专业委员会第三届委员会常务委员,北京农业信息化学会会员,三峡大学、辽宁工程技术大学、河南理工大学、湖北大学硕士研究生导师,主要从事农业定量遥感机理及精准农业应用研究。近年来,主持及完成国家基金、863计划、公益性行业科研专项和北京市重点基金等科研项目15项,取得创新研究成果包括:率先系统性的将作物生长动态知识与遥感成像过程结合,建立了涵盖作物叶片-冠层-土壤-大气-传感器的全链路多尺度农田辐射传输机理模型,为农业定量遥感及应用奠定了理论基础;研发了首款无人机载微型成像高光谱软硬件系统,并围绕大规模作物育种表型信息高通量获取进行了创新应用,实现了遥感技术的增质、增效,成果在江苏农科院里下河农科所(国家小麦改良中心扬州分中心)程顺和院士小麦育种团队、南京农业大学盖钧镒院士大豆育种团队、农业部玉米专家指导组组长赵久然教授玉米育种团队得到应用和认可。出版专著《农田辐射传输机理与遥感成像模拟》1部。以第一及通讯作者发表学术论文125篇,其中被SCI收录59篇,包括国际遥感领域TOP期刊《Remote Sensing of Environment》、《IEEE Transactionson Geoscience and Remote Sensing》及农业信息领域TOP期刊《Hydrology and Earth System Sciences》、《PrecisionAgriculture》、《Computers and Electronics in Agriculture》;共获得17项发明专利;获得软件著作权登记4项。获得‘北京市科学技术奖’2项、‘中国地理信息产业协会’及‘北京市农业技术推广奖’各1项。2013年入选北京市优秀人才、科技部重点领域创新团队-精准农业技术与装备创新团队和2013年国家基金优秀青年基金初选候选人。

主要学术研究成果:

1)农田辐射传输机理与遥感成像模拟研究

围绕农业定量遥感机理与遥感成像模拟科学目标,从建立适合农田区域的辐射传输物理模型出发,充分利用农学知识、遥感信息模型及计算机技术,考虑作物、土壤、大气及遥感器等全链路辐射传输响应,并结合作物连续生育期冠层结构与光谱特性变化规律,建立了耦合农田时空信息的辐射传输机理模型,开发了适合国产卫星的遥感成像模拟系统,开展了农田多维遥感数据模拟。率先系统性的阐述了典型农田区域的遥感成像理论基础与技术方法,为农业定量遥感及应用奠定了理论基础。研究成果对我国发展新型载荷传感器前期论证及降低研制风险具有重要参考价值,得到了中国资源卫星应用中心、民政部卫星减灾应用中心等相关卫星应用部门的认可;为开发新的定量遥感模型提供了高质量的分析与验证数据,满足了地表参数定量遥感反演及多源数据融合、同化及尺度转换等研究需求;同时,为农业定量遥感深入研究和应用提供了有效的分析手段,能够有效的辅助进行作物-环境信息的精准感知和智能认知,对促进农业信息化和农业可持续发展具有十分重要的意义。

2)农田关键参量遥感反演与尺度转换研究

针对作物养分、LAI等关键参量反演及其时空尺度扩展问题,建立了适合近地成像高光谱的作物氮素定量反演方法,实现了田块内部作物冠层氮素的精确诊断。考虑不同生育期作物冠层垂直分布特征构建了FPAR 垂直分布的估算模型,在此基础上将光分布模型与分层LAI、色素含量、氮素含量等相关参量关联耦合,建立了作物冠层养分垂直分布生物学估测模型。针对多源多角度、多波段遥感数据协同反演问题,建立了考虑冠层垂直分层结构特点的多尺度辐射传输模型,并利用模型多角度辐射传输计算实现了LAI的高精度反演。针对农田混合像元降尺度问题,充分利用地表覆盖空间分布特征及敏感光谱指数信息,建立面向中低空间分辨率与高空间分辨率数据相结合的端元指数技术降尺度方法,实现农田地表温度降尺度,对其他农田关键参数降尺度也具有良好借鉴意义。此外,基于集合卡尔曼滤波算法与集合变分算法建立了观测LAI数据、遥感观测数据与作物生长模型和冠层辐射传输模型同化的方法。农田关键参量遥感反演与尺度转换研究成果为精准农业作物长势及田间信息获取与诊断决策提供了理论、模型和方法支持,对破解精准农业信息获取瓶颈具有重要价值,对提高资源利用效率、提升农业信息化水平、保障农业生态安全及改善作物品质具有重要意义。

3)农业无人机成像高光谱遥感研究及应用

以精细尺度作物氮素信息获取为研究目标,研发适合轻型无人机搭载的微型成像高光谱观测系统;建立无人机复杂运动条件下多传感器融合的POS数据优化算法,建立无人机成像光谱严密几何校正模型;探索建立包含氮素参量的作物叶片及冠层多尺度辐射传输机理模型,为作物氮素定量反演提供模型支持;建立基于光谱信息和空间关联信息结合的面向对象氮素解析方法,使解析结果能够直接支持面向管理单元的养分变量实施;开展作物氮素轻型无人机平台成像高光谱系统研发设计和田间观测实验,并对成像高光谱系统进行综合性能、成像质量及作物氮素反演精度等方面的验证分析,最终实现田块精细尺度作物氮素精确诊断,为推动高光谱遥感作物氮素诊断及其在精准农业中的应用奠定理论与技术基础,提高氮肥利用效率,降低农业生态环境负荷,不仅具有重要的科学价值,也具有重要的经济和社会意义。并先后江苏省里下河农科所(国家小麦改良中心扬州分中心)、国家大豆改良中心圣丰试验站、中国农业科学院作物所等单位进行应用,得到育种专家程顺和院士、盖钧镒院士及汪懋华院士等认可。




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