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题名天气雷达空中生态监测
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作者
胡程
崔铠
王锐
龙腾
吴东丽
吴孔明
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机构
北京理工大学雷达技术研究院
嵌入式实时信息处理技术北京市重点实验室
北京理工大学前沿技术研究院
北京理工大学计算机学院
中国气象局气象探测中心
中国农业科学院植物保护研究所植物病虫害生物学国家重点实验室
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出处
《信号处理》
CSCD
北大核心
2024年第1期94-113,共20页
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基金
国家自然科学基金(62225104,62301048)。
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文摘
每年数以亿计的昆虫、候鸟和蝙蝠等空中动物在全球范围内远距离迁飞,显著影响空中生态系统的结构和功能。随着全球气候和环境的不断变化,空中生态环境也在迅速恶化,对人类的生命和健康构成了严重威胁。为了保护空中生态环境,首要任务是对其进行有效监测。天气雷达具有大范围、全天时、全天候监测能力,可覆盖百千千米空间尺度,是监测和研究宏观空中生态的有效工具。十余年来,天气雷达空中生态监测领域取得了突破性的进展,极大提高了对空中迁飞动物的探测能力,可有效弥补传统监测手段存在的覆盖范围小和时间分辨率低等技术局限。天气雷达已在全球范围内的生物多样性保护、迁飞性虫害监测、疫源疫病传播防控等重大空中生态议题中发挥着日益重要的作用,有效填补了宏观生态研究空白。目前,美国、欧洲和中国分别建立了全球三大天气雷达网,为空中生态研究提供了重要的基础设施和数据支持。本文详细阐述了当前全球天气雷达空中生态监测的科学研究进展,以及通过天气雷达揭示的空中动物迁飞科学规律。然后,对天气雷达生态监测中迁飞动物的电磁散射建模、雷达回波提取、群体参数反演、雷达观测验证实验,以及宏观迁飞模型等关键技术进行了梳理和总结,并详细介绍了中国天气雷达空中生态监测的进展情况。最后,对未来发展方向进行了展望,指出针对中国当前农业迁飞性害虫和鸟类宏观迁飞等重大监测需求,需要在扩维探测、多参反演、多源预测等方面深入研究和探索,以进一步解读重大动物迁飞事件、分析宏观迁飞规律、揭示空中生态对气候变化的响应。
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关键词
空中生态
天气雷达
雷达回波提取
参数反演
迁飞预测
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Keywords
aeroecology
weather radar
echo extraction
parameter retrieval
animal migration prediction
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分类号
TN959.4
[电子电信—信号与信息处理]
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