1. 海岸带城市高分辨率遥感测量与碳通量估算方法研究
面向海岸带城市海洋-陆地遥感碳通量产品反演基准不一致，精度和效率不足，无法满足陆海碳通量大范围、多频次监测难题。基于立体遥感观测手段及站点监测数据，构建一套完整的陆海高时空分辨率碳通量计算框架，研发陆地及海洋高时空分辨率碳通量反演算法，精准刻画海岸带城市陆地-海洋碳通量空间分布及演变交互特征。
- 陆地-海洋碳通量反演计算框架
- 多尺度卫星数据融合与光谱超分辨模型、
- 城市陆海高分辨率碳通量反演模型
- 海岸带城市陆海碳通量时空演变建模
2. 碳汇智能监测与核查系统技术研发
针对当前无人机碳汇监测产业所存在的上述问题，本项目以研制一款面向森林碳汇的软硬件一体化无人机软件硬件监测系统为目标。通过对载荷单元、供电单元、处理单元的顶层设计，同时研发高精度、智能化的激光雷达、高光谱碳汇机上准实时监测算法，实现无人机森林碳汇监测数据边采集、边处理、边成图的准实时监测平台，提高大面积森林碳汇监测与核查的精度和效率，服务于城市森林生态系统的高精度碳汇产品生产。 为达到该目标，本项目拟从“硬件集成”- “碳储量监测”-“碳通量监测”- “平台构建”，突破以下四个关键技术难题，研发：
- 面向森林实时碳汇监测，优化载荷、供电、操控和机上实时处理单元，研制一体式无人机遥感监测硬件系统；
- 针对华南森林剖面结构复杂，碳储量核算精度不足的问题，基于机载激光雷达载荷，研发激光雷达森林生物量和蓄积量机上反演技术，实现森林“林-灌-草”三层生物量、蓄积量等碳储量关键参数的提取；
- 面向森林碳通量核心参数反演效率低下的难题，结合特征空间优化、高斯过程、神经网络模型，突破高光谱森林碳通量智能化机上反演技术，提高反演效率，保障叶绿素、光合固碳速率和NPP等碳通量及理化参数的机上准实时反演；-
- 在上述研发基础上，构建机上、机下软硬件一体式无人机碳汇监测与核查监测平台，突破无人机组网监测、数据传输等核心技术，实现区域碳通量、碳储参量的高效、精确监测。
3. 承接“国土资源与生态环境安全监测系统集成技术及应急响应示范”之“国土资源与生态环境安全监测系统”的产业化应用研究
本项目核心目标是通过解决原国家重点研发计划模型算法在不同地域、传感器数据和监测任务中泛化及应用受限的问题，从无人机端载荷配置优化、城市复杂场景模型迁移优化、城市空间细粒度模型拓展与重构三个方面开展技术攻关，确保模型产业化落地。本研究各个研究内容之间的逻辑关系如下图所示。其中研究内容一主要从设备端消除现有无人机载荷与卫星载荷所采集数据在光谱谱段、定标和定位之间的差异，使得研究内容二和研究内容三所承接的模型可以顺利从卫星端迁移过渡到无人机端；研究内容二和研究内容三分别从国土资源与生态环境要素提取、变化监测和生态健康评价对国家重点研发计划成果进行迁移、拓展和重构，构建“星空地”一体化的处理模型及方法。最终所有软硬件研发成果集成为“卫星+无人机国土资源与生态环境一体化分析处理系统”中，形成产业化核心产品，服务于超大城市快速精准的国土资源监察和生态健康评价及碳汇计算。
4. 生态系统结构与过程关键参数反演与三维实景重建技术
负责鼎湖山针阔叶混交自然林、龟顶山生态修复林和华南典型桉树人工林立体碳汇效能变化与评估示范
5. 基2020N127 新一代SAR对地观测散射机理及其城市监测应用研究
针对多云多雨地区高速发展城市监测的巨大需求，围绕新一代SAR可提升传统城市监测中的精度、准确度要求和对新型应用的扩展和创新要求，本项目将开展新一代 SAR影像城市地物极化、干涉散射机理研究，和城市地物分类、地表沉降监测、典型变化监测等应用研究。
6. 基20220265湾区多平台InSAR图像监测方法理论研究
背景：以往的研究多关注部分城市内的局部区域，监测的时间周期也较短，缺少对粤港澳大湾区长时间序列的全区域大范围监测，这主要是受到三个方面因素的影响：
- 在空间范围方面，传统InSAR处理算法依赖于专家经验，缺乏对海量空间数据的高效率处理算法，难以直接应用到粤港澳大湾区全区域；
- 在运算效率方面，当前深度学习算法能够提高遥感数据处理效率，但要将其与InSAR技术相结合，发挥其性能，需要具备多样性和充分代表性的大量样本构成训练集，而当前研究中InSAR数据相位训练样本在数量和质量上都有所欠缺；
- 在时间范围方面，地表沉降是长时间的缓慢过程，单一平台SAR卫星在轨时间不足以追踪地表形变，尤其是填海新成陆区几十年的演变规律，而多平台的数据融合又受到观测角度、数据波段等的影响，难以保证融合效果。
7.多源数据在深圳市生态系统状况调查和评估中的应用研究
- 深圳市生态状况调查评估现状分析与形势研判 梳理国家、省、市生态状况调查评估的最新要求和相关技术规范，结合深圳市生态现状与现实需求，系统分析深圳市开展生态系统调查评估的内容、指标、方法、实施效果等，重点分析目前相关工作的不足之处及改进潜力，提出深圳市生态状况综合评估体系构建的思路。
- 国内外生态系统调查评估先进技术调研 调研国内外在生态调查评估中的先进技术研究进展，从多源数据组成、数据获取成本、数据处理效率、方法实现等方面分析其现实应用的可行性。
- 基于多源数据的深圳市生态要素立体监测研究 针对大城市生态要素类型复杂、空间异质性高的特点，参考借鉴国内外先进技术，综合利用长时间序列、多空间分辨率、多角度和多光谱分辨率影像及地面观测数据，研究深圳市生态要素立体监测方法，为生态系统的综合评估提供基础数据。
- 深圳市生态系统状况综合评估体系构建 拟结合相关政策要求，基于上述可获取的生态要素，研究构建适用于深圳的城市生态系统综合评估体系，研究构建生态状况综合指数计算方法，提出生态状况综合指数分级标准。
8. 台站地面观测和遥感数据融合技术研究
- 面向大范围生态系统质量评估对遥感大数据大尺度、高时空分辨率、长时序的观测需求，针对遥感不同源、不同尺度、不同时空分辨率的数据异构问题，分别从空间维、时间维、光谱维开展跨传感器、跨时空尺度遥感数据融合与超分辨关键方法研究。构建无缝时空谱联合的遥感数据立方体，生成与台站监测频率相吻合的遥感数据产品，为近一步台站数据与遥感产品的深度融合提供基础；
- 融合遥感下垫面产品的台站观测数据空间插值与外推方法。在遥感下垫面观测产品的辅助下，研发适用于台站观测数据的空间插值推理和时间序列分析模型。针对特定生态参量，构建时间序列完整、空间代表性强的生态融合产品。实现台站监测产品与遥感数据的融合，解决现有台站实测数据空间代表性弱，无法有效应用于大区域生态监测的问题。
9 无机氮胁迫下河口海岸带的水体碳汇功能转化过程
- 河口海岸带水–气CO2通量估算 为了揭示珠江口河口海岸带水体碳“源–汇”属性的时空格局，我们首先需要现场实时获取研究区域的水体、大气CO2原位数据，由局部至整体计算其水–气CO2通量；同时比较不同时相、位置的水–气CO2通量变化，阐明其时空分异特征。
- 河口海岸带水体CO2与无机氮赋存形态及结构的协变特征 研究水体无机氮与CO2浓度的耦合关系，需要同步获取对应时空精度下的营养盐数据，阐明水体不同无机氮形态（即：铵盐NH4+、硝酸盐NO3-、亚硝酸盐NO2-）及无机氮、磷比（DIN:DIP）的的时空分异特征。同时基于化学计量学原理，结合水体CO2浓度的动态变化，分析水体碳汇能力对无机氮胁迫的响应过程。
- 富氮水体CO2迁移转化的内、外源作用过程 近岸海域水体CO2浓度主要受到陆海混合作用和内部生物化学作用两大机制共同影响，分析水体碳汇能力的关键驱动因素，需要基于高时空精度的原位观测数据，构建水文–生态模型量化、解析外源陆海作用及内源生物化学作用对水体CO2分布的影响。