中心在“环境遥感与数字城市北京市重点实验室”、“遥感科学国家重点实验室”和“教育部长江学者创新团队”的支撑下，依托“十二五”863主题项目“全球生态系统与表面能量平衡特征参量生成与应用” “面向遥感产品同化的地物目标特性知识库构建关键技术”和国家自然基金重点项目“基于集群式算法的陆表遥感反演模型” 和“复杂地形区地表短波辐射估算及时空扩展研究”，以梁顺林、李小文为首的科学团队在定量遥感基础理论、陆表特征参量遥感产品算法研制、产品生产、质量检验、用户服务等方面取得了一系列的创新成果。 1.遥感产品算法研制 业务化算法是高级遥感产品生产的前提条件，中心研究人员多年以来秉承和发扬在遥感建模与反演方面的优势力量，在广泛的国际和国内合作下，开发并实现了陆表遥感参数的多种反演方法，并实现业务化操作。 （1）率先应用了反演算法集合的理念 对于特定的陆表遥感参数，人们从各自的角度进行创造性思考，提出来不同的反演策略，形成了特色各异的反演算法。每个算法都具有特殊性，在精度和使用条件方面存在区别与差异。采用算法集合的思路，集成优秀的反演算法，能够达到最优的反演结果。中心研究人员率先算法集合的理念引入遥感反演，并进行了实践。例如，GLASS反照率产品是基于两个算法的集成（Liu, et al., IJDE, 2013），这是世界上第一个基于算法集成的陆表卫星产品。反演下行长波辐射也使用了相同的理念（Wu et. al, JGR, 2012）。在梁顺林牵头的“十二五”863项目中，多个陆表特征参数都正在由算法集合的方法生成,这将会对国际遥感界产生重大影响。 （2）提出利用光学参数（反射率/反照率）反演热红外参数（发射率）的新思路 理论上，光学参数和热红外参数可以通过基尔霍夫定律联系起来。对于某一特定的波段或光谱范围，当知道反射率/反照率时，可由基尔霍夫定律直接计算发射率（透过率），反之亦然。对于只有一个热红外波段的传感器来说，遥感无法同时获取热红外波段份的反射特性和发射特性，基尔霍夫定律不适用，因此无法由此获得准确的地表发射率，只能通过经验的方法得到地表的发射率，但存在很大的不确定性，尤其是发射率变化大的非植被覆盖地表。针对非植被覆盖地表，我们在大尺度上建立了发射率和反射率/反照率的较为准确的函数关系，使用MODIS反照率反演全球1空里发射率（Cheng and Liang, 2014,JGR）、TM反射率反演全球30米发射率（Cheng and Liang, TGRS, submitted）,获得了较高的验证精度。反演的非植被覆盖地表发射率，用于估算植被覆盖地表发射率，反演的发射率正确反映了植被覆盖地表发射率随植被丰度的季节变化，而主流的ASTER、MODIS发射率产品不能反映发射率随植被丰度的季节变化（Cheng et al., 2015,TGRS)。 （3）提出集群反演算法 近年来，国内外学者已发展了多种从遥感数据中反演陆表特征参量的方法，并利用卫星遥感数据生产了多个全球范围或区域尺度的陆表特征参量产品集，其中最具代表性的陆表特征参量产品集包括利用TERRA-AQUA/MODIS数据生产的陆表特征参量产品，包括叶面积指数、FPAR、反照率等共40多种产品；利用SPOT/VEGETATION数据生产的陆表特征参量产品，包括叶面积指数、FPAR、反照率等。此外，还包括利用ADEOS/POLDER、ENVISAT/MERIS、MSG/SEVIRI和TERRA/MISR等传感器数据生产的陆表特征参量产品。提出基于集群的反演方法，可以同时生产出多种陆表遥感产品。 (4)提出了联合物理模型与地表过程模型的数据同化方法 结合描述地表参数时空演变的过程模型和遥感反演模型，实现了从静态反演到动态反演，解决了遥感瞬间观测与地表过程连续变化之间的矛盾，形成了基于动态模型的遥感协同反演理论 (比如Xiao, et al., IEEE TGRS, 2009; Xiao, et al., RSE, 2011; Xu, et al., JGR, 2011; Xu, JH, 2011)。 2.全球陆表特征参量(GLASS)产品生产 陆表遥感产品生产工作重点收集了全球多源对地观测数据、构建了对地观测数据管理系统、构建了全球陆表特征参量产品生产平台、生产了全球长时间序列高时空分辨率高精度的陆表特征参量产品等。 (1)收集了全球多源对地观测数据 收集了多种传感器在全球范围内的原始数据和多种产品数据，数据类型包含叶面积指数、地表反照率、地表发射率等等，数据总量达到2000TB。所收集的卫星原始数据和卫星产品数据以及多个全球气象、生态网络台站的监测数据全部经过整理。根据生产12个全球陆表特征参量产品的需求，课题收集10种卫星传感器数据AVHRR、MODIS-Terra、MODIS-Aqua、MERIS、GOES11/12、SPOT/Vegetation、MSG、MTSAT、FY-2、HJ-1A/B，国内外已有叶面积指数、地表反照率、地表发射率、下行短波辐射、下行有效光合辐射、温度、净辐射、GPP等参数的各种卫星数据产品：包括MODIS、POLDER、SPOT/Vegetation、MISR、CERES等，用于本项目产品生成与最终产品的验证和比对。 (2)建立了遥感数据管理系统 对所有收集的遥感数据完成编目工作，并通过遥感数据管理系统对收集的数据进行管理。针对原始影像数据、预处理后数据、质量标识数据、产品成果数据等数据内容，研究设计数据内容和元数据的数据库库表内容、库表关系、字段内容、存储结构与策略、视表、权限控制策略等内容，完成面向数据编目的元数据库的概念设计、逻辑设计和物理设计。各类卫星数据按照数据类型、时间年限、数据大小、存放盘号进行编目登记，若由于存储空间的限制，无法将一种数据存储在同一个盘卷上，就把每种数据按天为最小的存储单位进行存储。同时，构建了遥感数据管理系统，具体功能包括磁盘数据录入、数据查重、数据检索等功能。 (3)构建了全球陆表特征参量产品生产平台 遥感产品生产对数据存储空间、计算能力需求较大。目前已建设完成比较完善的产品生产流程和支撑系统。整体系统架构采用三层结构设计，由外层（用户交互界面层）、核心层（业务逻辑层）以及内层（应用数据访问层）构成。用户交互界面设计简洁清晰，提高了系统的可用性和易用性；业务逻辑层则是数据处理的方式与实现过程、应用程序设计与开发的核心。内层就是数据层，它的表现方式有内存数据、文件数据、数据库数据以及特殊数据等。 (4)生产了全球陆表特征参量产品 基于生产系统，采用高效的管理和运行方式，生产了全球长时间序列的高精度陆表特征参数数据集(V3)，获得1981-2015年8天分辨率全球陆地LAI、反照率、发射率数据等12种产品，以及2008-2010年3小时分辨率下行短波辐射和光合有效辐射产品，前两种产品的空间分辨率在2000年之前为5km，在2000年之后为1km，后两种产品的空间分辨率为5km。