张显峰,男,1967年生,博士。现任北京大学遥感与地理信息系统研究所副教授、副所长,石河子大学“绿洲学者”计划入选者。2005年于加拿大西安大略大学地理系获遥感信息科学博士学位。现为国际摄影测量与遥感协会Gi4DM 学术委员会委员、国际制图学会CMSI会员;兵团空间信息工程技术研究中心主任、国家遥感中心新疆兵团分部副主任。
教育及工作经历:
2000至2005年在加拿大西安大略大学(The University of Western Ontario)攻读并获得博士学位。
1993年于北京大学获得理学硕士学位。
1990年于北京师范大学本科毕业并获学士学位。
1993年至2000年曾在中国科学院遥感应用研究所工作。
学术兼职:
1、国际摄影测量与遥感协会Gi4DM 学术委员会委员。
2、国际制图学会CMSI会员。
3、兵团空间信息工程技术研究中心主任(兼)。
4、国家遥感中心新疆兵团分部副主任(兼)。
5、加拿大滑铁卢大学地理与环境管理学院客座教授。
6、现任International Geoinformatics Research and Development Journal (IGRDJ) 、International Journal of Agriculture Biology(IJAB)国际刊物编委。
7、ISDE、IJAB、ISPRS、TGRS、JSATR、北京大学学报、武汉大学学报、地球信息科学学报等国内外刊物常年审稿人。
研究方向:
主要从事生态与环境遥感、灾害应急遥感监测、高光谱/多光谱遥感数据获取与处理、数据同化模拟、地理信息可视化等方面的研究。
承担科研项目情况:
“十一五”期间主持并完成国家科技支撑计划项目和国家863计划项目各1项,国家自然科学基金项目1项,省部级项目5项。“十二五”参与国家科技支撑计划项目《新疆及周边区域遥感动态监测与应急管理系统》、主持新疆兵团援疆项目《基于小型无人机的额河流域自然灾害防控关键技术研发》等。“十一五”以前主持、参与并完成国家、省部级科研项目共计8项。
1、国家科技支撑计划项目《新疆及周边区域遥感动态监测与应急管理系统》,参与。
2、新疆兵团援疆项目《基于小型无人机的额河流域自然灾害防控关键技术研发》,主持。
3、主持了863计划课题“基于MODIS与AMSR-E传感器数据的土壤水分协同反演与同化模拟技术研究”。
4、国家支撑计划课题“生态环境空间信息服务系统研发”,主持。
5、国家自然科学基金课题“建筑物尺度的高分辨率太阳能资源评价方法研究”,主持。
6、国家科技支撑计划重点项目课题“新疆重大突发事件应急响应技术与应用”,参与。
7、“低空遥感数据获取与处理系统研发”,参与。
8、教育系统博士点基金课题,主持。
科研成果:
已发表论文80余篇(SCI/EI检索35余篇),专著2部。曾获中科院科技进步二等奖,2014年获新疆兵团科技进步奖、新疆兵团科技合作奖。申请发明专利3项已获得授权1项。软件著作登记7项。
近几年来,在多平台多遥感传感器数据协同反演生态与环境参数、重大自然灾害应急遥感监测、精细太阳能资源潜力评价、低空遥感数据获取与应用以及多元地理信息可视化等领域进行了创新性的研究工作,建立了基于多源遥感数据的干旱区生态与环境变量的遥感协同反演方法,研发了基于多源卫星遥感数据的建筑物尺度太阳辐射潜能评价模型与系统,干旱区敏感生态环境参数遥感反演模型与系统,新疆重大自然灾害应急遥感监测与灾情评估算法与系统,基于icon的多元地理变量可视化分析方法与系统等。
论文发表在IEEE Transaction Geoscience and Remote Sensing, ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing, International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation、中国科学:信息科学(英文版)、太阳能学报、北京大学学报等国内外知名学术刊物。目前累计已发表学术论文80余篇。
出版专著:
1、主编英文论文集1部(SPIE论文集,Second International Conference on Earth Observation for Global Changes,卷号:7471)。
2、《区域可持续发展决策支持系统研究》。
3、《生态环境参数遥感协同反演与同化模拟》。
发表英文论文:
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发表中文论文:
1 基于遥感的新疆蝗虫灾害渐进式修正预测方法 张显峰; 饶俊峰; 潘一凡 农业工程学报 2015-06-08
2 城市建筑物太阳能资源潜力评价系统设计与实现 吕扬; 张显峰; 刘羽 计算机应用与软件 2014-12-15
3 利用多源遥感数据改进地面太阳直射辐射估算 张显峰; 刘羽; Jonathan Li; 吕扬 太阳能学报 2014-08-28
4 基于风云卫星数据的新疆太阳能资源潜力评价方法研究 刘羽; 张显峰; 吕扬 太阳能学报 2014-07-28
5 基于多传感器数据的新疆太阳辐射估算及其时空分布特征分析 刘羽; 张显峰; Jonathan Li; 吕扬 干旱区资源与环境 2015-03-15
6 光学与微波遥感的新疆积雪覆盖变化分析 优先出版 于泓峰; 张显峰 地球信息科学学报 2015-02-14
7 顾及树木的城市三维建模及其在太阳能潜力评价中的应用 张显峰; 吕扬; 刘羽 应用基础与工程科学学报 2014-06-15
8 基于微波遥感数据的雪情参数反演方法 张显峰; 包慧漪; 刘羽; 郑旭荣 山地学报 2014-05-15
9 基于MODIS与AMSR-E数据的新疆雪情参数协同反演研究 包慧漪; 张显峰; 廖春华; 王长雄 自然灾害学报 2013-08-15
10 建筑物尺度的太阳能资源潜力估算模型研究 优先出版 吕扬; 张显峰; 刘羽 北京大学学报(自然科学版) 2013-07-01 13:28
11 一种改进的土壤水分微波遥感反演模型 张显峰; 赵杰鹏; 刘羽 地理科学进展 2013-01-15
12 基于VIC模型与集合卡尔曼滤波的土壤水分同化研究 米素娟; 唐家奎; 张显峰; 于新菊; 郭强 地理与地理信息科学 2013-01-15
13 基于多端元光谱分解的干旱区植被覆盖度遥感反演 廖春华; 张显峰; 刘羽 应用生态学报 2012-12-15
14 干旱区土壤水分遥感反演与同化模拟系统研究 张显峰; 赵杰鹏 武汉大学学报(信息科学版) 2012-07-05
15 基于可见光红外与被动微波遥感的土壤水分协同反演 赵杰鹏; 张显峰; 包慧漪; 童庆禧; 王旭阳; 廖春华 红外与毫米波学报 2012-04-15
16 基于AMSR-E与MODIS数据的新疆土壤水分协同反演与验证 张显峰; 赵杰鹏; 包慧漪; Li Jonathan 土壤学报 2012-03-15
17 区域生态环境空间信息服务系统的设计与实现 孙权; 张显峰 计算机应用与软件 2012-01-15
18 基于TVDI的大范围干旱区土壤水分遥感反演模型研究 赵杰鹏; 张显峰; 廖春华; 包慧漪 遥感技术与应用 2011-12-15
19 基于HJ-1高光谱数据的植被覆盖度估测方法研究 廖春华; 张显峰; 孙权; 赵杰鹏; 王旭阳; 包慧漪 遥感信息 2011-10-15
20 干旱区生态环境敏感参量遥感反演与评价系统研究 优先出版 孙权; 张显峰; 江淼 北京大学学报(自然科学版) 2011-08-22 13:24
21 基于MODIS和TRMM数据的准格尔南缘植被净初级生产力估算与分析 王旭阳; 张显峰; 赵杰鹏; 廖春华 地理与地理信息科学 2011-03-15
22 不同分辨率影像反演植被覆盖度的参数确定与尺度效应分析 江淼; 张显峰; 孙权; 童庆禧 武汉大学学报(信息科学版) 2011-03-05
23 基于ASTER的雅鲁藏布江缝合带泽当-罗布莎蛇绿岩套分析和组分识别 黄照强; 张显峰 岩石学报 2010-12-15
24 基于规则的MODIS数据日间云检测与比较分析 李颖; 张显峰 北京大学学报(自然科学版) 2009-11-20
25 基于IconMap的可视化技术及其在土壤肥力分析中的应用 张显峰; 宋莎; 李廷轩 武汉大学学报(信息科学版) 2009-09-05
26 基于规则的MODIS数据日间云检测与比较分析 李颖; 张显峰 北京大学学报(自然科学版)网络版(预印本) 2009-06-30
27 高光谱遥感卫星技术及其地质应用 李志忠; 杨日红; 党福星; 张显峰; 谭炳香; 赵慧洁 地质通报 2009-03-15
28 EO-1 Hyperion数据的预处理、特征提取和岩性填图研究(英文) 张显峰; PAZNER Micha 中国图象图形学报 2007-06-15
29 “北京一号”小卫星数据的长城实验研究 代晶晶; 聂跃平; 张显峰 遥感信息 2007-04-30
30 时态地理信息系统研究 崔伟宏; 张显峰 上海计量测试 2006-08-25
31 国家可持续发展综合实验区的可持续发展公共信息网研究 崔伟宏; 牛振国; 张辉; 刘东辉; 张显峰; 刘洋 地球信息科学 2003-06-30
32 国家可持续发展综合实验区的可持续发展公共信息网研究 崔伟宏; 牛振国; 张辉; 刘东辉; 张显峰; 刘洋 地图学与GIS学术讨论会论文集 2002-10-01
33 土地资源的动态监测和动态模拟研究 崔伟宏; 张显峰 地球信息科学 2002-03-30
34 黄淮海平原市县农业经济可持续发展水平综合评价及地区差异分类 刘东辉; 崔伟宏; 李红旮; 陆锋; 张显峰 新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(上册) 2001-09-13
35 集成GIS和细胞自动机模型进行地理时空过程模拟与预测的新方法 张显峰; 崔伟宏 测绘学报 2001-05-25
36 基于GIS与空间统计分析的可持续发展度量方法研究——以缅甸Myingyan District为例 张显峰; 崔伟宏 遥感学报 2001-02-10
37 基于GIS和CA模型的时空建模方法研究 张显峰; 崔伟宏 中国图象图形学报 2000-12-25
38 运用差分GPS动态获取高精度土地资源变化数据的新技术 张显峰; 崔伟宏 地球科学进展 2000-10-15
39 差分GPS技术在地籍测量中的应用 张显峰; 崔伟宏 测绘通报 2000-06-25
40 基于CA的城市扩展动态模拟与预测 张显峰 中国科学院研究生院学报 2000-05-30
41 包头郊区土地利用监测空间数据处理方法 王晓栋; 崔伟宏; 张显峰; 李小娟 中国农业资源与区划 1999-10-22
42 运用RS、GPS和GIS技术进行大比例尺土地利用动态监测的实验研究 张显峰; 崔伟宏 地理科学进展 1999-06-30
43 建立面向区域农业可持续发展的空间决策支持系统的方法探讨 张显峰; 崔伟宏 遥感学报 1997-08-15
荣誉奖励:
1、获中国科学院科技进步二等奖。
2、获加拿大西安大略大学“大学特别奖学金”与校长奖学金。
3、2008年获北京大学正大奖教金。
4、2014年获新疆兵团科技进步奖。
5、新疆兵团科技合作奖。
区域空间信息综合应用关键技术研发与示范
2015年08月21日
“区域空间信息综合应用关键技术研发与示范”是“十一五”国家科技支撑计划重点项目,针对新疆兵团农业现代化与安全管理的重大需求,研发了基于多源多时相遥感的土地覆盖与农作物精细分类识别及棉花长势遥感监测技术,病虫害、干旱与雹灾等灾害遥感诊断技术以及生态环境敏感参数遥感协同反演技术,为农情、生态信息的快速获取与应用提供了新途径;首次集成北斗与GPS终端建立了兵团边境师(团场)突发安全事件应急管理系统,研发了移动通信盲区的应急资源监控与组网管理技术,解决了应急终端友邻互视、“心跳”卫星搜索等技术难题,为兵团应急指挥提供了技术与装备。项目成果填补了兵团在3S综合应用关键技术研发、空间信息共享服务等领域的空白,对兵团“三化”建设和维稳处突起到了重大科技支撑作用。
项目直接促进了国家遥感中心新疆兵团分部、兵团空间信息工程技术研究中心、兵团空间信息工程实验室等科研平台的建设与产业化运行,相关硕/博士点的设立与创新团队的形成。成果得到了八、十师示范区用户的一致肯定,并在二、四、六师得到了推广应用,累计推广面积超100万亩,直接经济效益近亿元,且社会效益、环境效益十分显著。“区域空间信息综合应用关键技术研发与示范”项目由石河子大学、北京大学、新疆生产建设兵团第八师、新疆生产建设兵团第十师、新疆农业大学承担完成,研发期限为2007年10月1日至2010年12月31日,2012年5月22日在北京市通过了项目验收,主要完成人有张显峰、郑旭荣、吴才聪、赵庆展、王克如、曹卫彬、梁斌、戚亮、雷晓云、张亚琳、荣江、孙权、李伟、张清、戴建国。
一、总体技术方案
项目旨在利用现有地球观测系统的数据获取手段,针对新疆兵团集约化、规模化的农业生产特点及新疆区域自然条件,在现有网络设施的基础上,立足于国内外空间信息获取与处理、信息提取、数据库、信息共享与服务等技术前沿,在党政军企合一的新疆兵团,研发以遥感为主体的空间信息技术在农情监测速报、生态环境监测评价、土地资源动态监测以及边境团场突发公共安全事件应急管理等方面的综合应用关键技术、算法模型与软件系统;设计与制定各政府行业部门及公众用户的空间信息共享服务规范,构建兵团空间信息共享与服务平台系统;以兵团第八师和第十师为典型示范区,对所研发的关键技术与应用系统展开示范应用,检验测试所研发的关键技术与软件系统的有效性与正确性,为兵团、各职能部门(农业、土地、生态、公安等)提供能运行服务于兵团各行业部门、各师、农牧团场的空间信息服务系统,为兵团“屯垦戍边”提供技术支持,为探索兵团(省级)或国家级空间信息共享机制、应用与服务系统的构建提供经验与示范。
总体技术方案如图1所示,主要包括两个方面的技术体系。一是兵团空间信息综合应用关键技术、算法模型与原型软件系统的研发,二是兵团空间信息管理、共享与服务平台系统与共享服务机制及规范的研究制定。前者主要针对新疆的具体区域特点和农情土地资源监测、生态环境监测评价以及公共安全事件应急管理等行业需求,立足于定量遥感、3S集成应用、模型技术、数据同化、人工智能等技术前沿,研发既具有科学性又具有很好的区域实用性的算法与模型,生产具有实用价值的空间信息服务产品,实现空间信息技术在上述三个方面的业务化综合应用;区域空间信息共享主要通过平台建设、机制与规范研究,建立党政军企合一、规模化集约化农业生产的新疆兵团空间信息共享与服务平台系统,探索空间信息共享服务的模式与制定相应的操作规范,为兵团信息化建设服务。
二、关键技术与措施
1.利用多平台多分辨率卫星遥感数据实现对农作物长势的定期监测,结合传统农学地面观测、光谱测量等手段,建立基于不同生育期特点的作物长势及农情参数的遥感监测模型;利用高分辨率遥感数据(如QuickBird)实现对团场土地资源与作物类型的精细遥感监测、识别与分类。
2.利用半理论半经验建模与数据同化模拟方法以及光学遥感与微波遥感数据的协同反演策略,提高准格尔南缘生态与环境参数的遥感估算精度,从而建立植被净初级生产力、生态资产以及植被动态的定量估算与监测模型,实现对过去十年来准格尔南缘的植被动态变化及荒漠化状况的定量化评价,并参考《生态环境状况评价规范(2006)》对生态环境状况进行评价。
3.基于GNSS(北斗+GPS)技术建立边境师(团场)敏感目标的监控与移动目标跟踪,通过移动终端的友邻互视、应急资源动态组网等技术,建立边境师团公共安全事件的应急管理系统。
4.基于SOA架构建立分布式应用管理方式下的空间信息资源管理与共享模式,通过B/S结构实现空间信息的共享服务,集成农情信息获取与服务、生态环境空间信息服务、土地资源动态监测以及边境团场突发安全事件应急管理等应用系统,基于C/S结构通过专网实现行业内的空间数据产品共享。
5.各应用系统中的遥感数据的处理与影像代数运算、地理信息系统功能模块的研发则采用组件式开发模式来实现,主要依靠ArcEngine+IDL的模式来实现空间数据的操作与专题信息提取;服务器端的空间数据管理技术主要依靠ArcGISDE+Oracle或MapX+SQLSever来开发实现。
三、主要创新点
项目在空间信息共享服务机制与平台建设、农情信息快速获取、土地资源动态监测、生态环境监测评价以及突发公共安全事件应急管理等领域取得了一系列的关键技术突破与集成应用创新,研发了一系列具有实用性和适宜性的遥感信息模型与基于位置的服务模式,开发了可运行的计算机软件系统,极大地促进了空间信息技术在新疆兵团的综合应用深度与广度以及空间信息的共享服务水平。
1.建立了面向服务的兵团空间信息共享服务架构,研发了首个以规模化绿洲农业经济为主体的、可运行的空间信息共享服务平台,制定了新疆兵团(省级)空间信息共享服务机制与规范。在此基础上研发集成了农情监测、土地资源动态监测、生态环境监测与评价以及突发公共安全事件应急管理等综合应用软件系统,填补了兵团空间信息共享服务与综合应用的空白,对兵团的“三化”建设起到了巨大的推动作用。
2.针对兵团农业现代化的重大需求,研发了基于多源多时相遥感数据的土地覆盖与农作物精细分类与遥感识别技术以及农作物长势遥感监测,病虫害、干旱与雹灾等自然灾害的遥感诊断技术,对农情信息的获取与应用提供了新途径。
3.创新性地建立了干旱区关键生态环境参数的光学与微波遥感协同反演算法与模型,从植被动态变化、荒漠化与土地退化、生态资产及绿洲景观格局变化等方面建立了综合遥感监测方法,研发了可运行的生态环境空间信息服务系统,生产了12类共58个生态环境监测产品,为新疆生态环境监测与修复提供了关键技术支撑。
4.应用北斗终端建立了兵团边境师(团场)突发安全事件应急管理系统,研发了移动通信盲区的应急资源监控和管理等一系列关键技术,解决了智能PDA的友邻互视、智能终端GPS的“心跳”卫星搜索以及在信号弱或无的环境下自动“待机”以节约电源等问题,为兵团突发公共安全事件应急反应与指挥提供了关键技术与装备。
5. 项目获发明专利1项(面向数据特点的合成核支持向量机的实现方法ZL200910014316.5),形成了软件著作登记27项,发表学术论文94篇(其中SCI/EI 37篇),建成应用系统5个(功能模块35个)。
四、应用情况
该项目成果在技术上立足国内外相关技术前沿并有独到的创新与技术突破,在应用方面建立了具有区域特色的综合应用体系;对推进空间信息与传统管理手段的结合起到了很好的示范作用;在人才培养与学科建设上,促进了新疆地区(石河子大学)“农业信息化技术应用”硕士点的设立,并成功促进了“兵团空间信息工程技术研究中心”、“国家遥感中心新疆兵团分部”的成立,为新疆乃至整个西部空间信息应用人才的培养提供了基础,带动了空间信息学科在新疆的发展。
项目首次在新疆开展空间信息共享服务规范与模式及系统的研究,首次在党政军企合一的兵团开展农情监测、生态环境评价、土地资源动态监测及边境地区突发安全事件应急响应等领域的综合应用关键技术研发,成果总体上达到了国际先进,部分成果具有国际领先水平。
项目验收结题后该成果在新疆兵团第八师和第十师示范区运行情况良好,农情监测与信息服务、土地资源遥感动态监测、生态环境空间信息服务、公共安全与应急管理等4个业务系统在相应行业的业务中发挥着重要作用,取得了预期的示范应用效果,得到了用户的一致好评。
该项目成果进一步的推广应用,一方面,有赖于兵团和国家层面能够进一步地在项目成果的完善(尤其是软件系统的完善)、获取新的遥感数据、拓展空间信息在新疆区域的应用领域等方面给予经费和政策上的支持,才能充分发挥项目成果在新疆区域(可辐射中亚)的推广应用潜力,推动空间信息在干旱区生态环境、突发事件应急响应、农业水土资源的精细遥感监测等方面的应用深度。另一方面,还需要兵团和国家层面对新疆(兵团)空间信息技术产业的发展提供政策方面的支持,积极与国家高分、北斗、623等重大专项接轨,将一些新的传感器技术与空间信息基础设施建设引入新疆(兵团)。只有空间信息产业在新疆落地生根,空间信息的综合应用才能真正上一个层次。
项目负责人简介
张显峰,男,1967年生,博士。北京大学遥感与地理信息系统研究所副教授、副所长,石河子大学“绿洲学者”计划入选者。2005年于加拿大西安大略大学地理系获遥感信息科学博士学位。现为国际摄影测量与遥感协会Gi4DM 学术委员会委员、国际制图学会CMSI会员;兵团空间信息工程技术研究中心主任、国家遥感中心新疆兵团分部副主任。
主要从事生态遥感、高光谱/多光谱遥感数据处理、灾害遥感应急监测、空间信息可视化等研究,已发表论文80余篇(SCI/EI检索35余篇),专著2部。曾获中科院科技进步二等奖,2014年获新疆兵团科技进步奖、新疆兵团科技合作奖。近年主持了863计划课题“基于MODIS与AMSR-E传感器数据的土壤水分协同反演与同化模拟技术研究”、国家支撑计划课题“生态环境空间信息服务系统研发”、国家自然科学基金课题“建筑物尺度的高分辨率太阳能资源评价方法研究”以及教育系统博士点基金等课题,主要参与了国家科技支撑计划重点项目课题“新疆重大突发事件应急响应技术与应用”“低空遥感数据获取与处理系统研发”等的研究。