前 言
這是一篇發(fā)表在“前沿”（Frontiers）上的一篇專業(yè)文章，由來自多個大學和研究機構(gòu)的空間信息專家聯(lián)合撰寫，文中指出在衛(wèi)星遙感產(chǎn)業(yè)繁榮發(fā)展的當下，在大氣與碳監(jiān)測領(lǐng)域依然面臨著時空覆蓋范圍與分辨率、數(shù)據(jù)處理和反演算法、協(xié)同觀測等多方面的重大挑戰(zhàn)，圍繞這些問題提出了若干切實建議，并對衛(wèi)星遙感、大氣監(jiān)測的未來基于當前發(fā)展趨勢做出了預測。
本文旨在編譯提煉傳達其主旨，相信對當前從事航天遙感、對地觀測、大氣與碳監(jiān)測、地球科學、行業(yè)應用等多領(lǐng)域的研究者有所啟發(fā)。
原文標題：
《Grand Challenges in Satellite Remote Sensing》
原文作者：
Oleg Dubovik，法國里爾大學，大氣光學實驗室
Gregory L. Schuster，NASA 蘭利研究中心，美國弗吉尼亞州漢普頓
Feng Xu，俄克拉荷馬大學氣象學院，美國俄克拉荷馬州諾曼
Yongxiang Hu，英國萊斯特大學物理與天文學院
Hartmut B?sch，國家地球觀測中心，英國萊斯特大學，萊斯特，英國
Jochen Landgraf，SRON 荷蘭空間研究所，烏得勒支，荷蘭
Zhengqiang Li（李正強），中國科學院空天信息創(chuàng)新研究院，北京，中國
衛(wèi)星遙感對地觀測 空前繁榮發(fā)展
在過去的五十年間，衛(wèi)星遙感逐漸發(fā)展為本地、區(qū)域和全球空間尺度上測量地球的最有效工具之一。
遙感衛(wèi)星對地觀測具有非破壞性特征，可以快速監(jiān)測大氣層、地表和海洋混合層。此外，衛(wèi)星儀器可以觀察有毒或危險環(huán)境，而不會使人員或設(shè)備處于危險中。大規(guī)模連續(xù)衛(wèi)星觀測補充了詳實的實地觀測數(shù)據(jù)，并為理論建模和數(shù)據(jù)同化提供了無與倫比的體積和內(nèi)容要素定量監(jiān)測。
目前，很多重要行業(yè)應用都依賴于衛(wèi)星數(shù)據(jù)——
大氣觀測可用于天氣預報、環(huán)境污染監(jiān)測、氣候變化等。
海洋表面遙感用于海岸線動態(tài)監(jiān)測、海面溫度和鹽度、海洋生態(tài)系統(tǒng)和碳生物量、海平面變化、海洋交通和漁業(yè)、淺水水流和下墊地形測繪等。
衛(wèi)星對陸地遙感應用在礦產(chǎn)資源勘探、水旱監(jiān)測、土壤濕度、植被、森林砍伐、森林火災、農(nóng)業(yè)監(jiān)測、城市規(guī)劃等。
（非本文配圖）登上時代周刊的Landsate衛(wèi)星影像 | Times
最后，全球危機調(diào)查（如新冠疫情）的社會科學工作也受益于遙感數(shù)據(jù)集，這些數(shù)據(jù)集可用于目標性的可視化，對人類環(huán)境進行分類，然后將這些觀察結(jié)果與各種社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)集聯(lián)系起來，等等。
此外，衛(wèi)星遙感為收集地球科學信息提供了一個有效的工具，例如：
1). 全球地形
2). 溫度、水汽、二氧化碳等微量氣體的大氣廓線
3). 地表和大氣的礦物和化學組成
4). 冰雪、海冰、冰川和融化池等冰凍圈的性質(zhì)
5). 熱層、電離層和磁層的粒子和電磁性質(zhì)
地球遙感也推動了先進技術(shù)的探索，有助于深空遙感任務的發(fā)展，如旅行者號和卡西尼-惠更斯太空研究任務。
在觀測衛(wèi)星發(fā)展的早期階段，衛(wèi)星傳感器的設(shè)計往往具有高度的目標特異性。例如，20世紀70年代發(fā)射了一系列儀器：陸地衛(wèi)星和高級超高分辨率輻射計（AVHRR）儀器用于監(jiān)測陸地表面和云，總臭氧測繪光譜儀（TOMS）儀器用于觀測總柱臭氧，高分辨率紅外輻射探測儀（HIRS）儀器用于天氣預報和氣候監(jiān)測。這些衛(wèi)星部署為每個目標課題提供了特定數(shù)據(jù)，受到了相應學科領(lǐng)域的肯定。由此，這些項目被延長數(shù)年，以獲得具有重要氣候意義的數(shù)據(jù)記錄；并且根據(jù)積累的經(jīng)驗，專業(yè)機構(gòu)在衛(wèi)星部署新任務中不斷改進技術(shù)和統(tǒng)籌運行。
（非本文配圖）AVHRR數(shù)據(jù)集 | 地球系統(tǒng)科學數(shù)據(jù)
1990 年至 2010 年這兩個十年期間，這些任務的可喜成果鼓勵了各國與機構(gòu)組織設(shè)計和發(fā)射具有更廣泛觀測范圍的日益先進的衛(wèi)星和儀器。例如，部署了對流層污染測探測裝置 (MOPITT)、軌道碳觀測站 (OCO) 和溫室氣體觀測衛(wèi)星 (GOSAT) 任務，以對二氧化碳 (CO?) 和甲烷（CH4）等溫室氣體進行高級監(jiān)測；AIRS、TES、IASI、IMG 和 CRIS 等幾款熱增強型紅外探測儀用于監(jiān)測大氣狀態(tài)以進行天氣預報和氣候變化。
其他衛(wèi)星成像儀被部署用于觀測大氣、陸地和海洋，并支持跨學科研究，例如單視 MODIS、MERIS 和 SGLI、雙視 ATSR 和 AATSR、多視 MISR 輻射計和 POLDER 偏振計。
除了這些更傳統(tǒng)的被動觀測之外，還部署了CloudSat雷達和CALIPSO激光雷達等主動測量來監(jiān)測云和氣溶膠的垂直結(jié)構(gòu)，這對各種大氣應用很重要。
所有這些先前的努力都提供了寶貴知識，有助于建立對衛(wèi)星遙感的真正價值、局限性和潛力的理解。事實上，空間遙感技術(shù)的彈性發(fā)展和空間信息學的繁榮創(chuàng)造了前所未有的局面，硬件、數(shù)據(jù)采集和處理的限制已大大削弱，并擁有開發(fā)和部署更先進的衛(wèi)星傳感器設(shè)計的能力。此外，科學界已經(jīng)獲得了大量的衛(wèi)星數(shù)據(jù)，在管理和分析數(shù)據(jù)方面積累了豐富經(jīng)驗，對利用現(xiàn)有衛(wèi)星數(shù)據(jù)集可能取得的成就抱有真正現(xiàn)實的看法，并掌握了未來提升衛(wèi)星數(shù)據(jù)實用性的必須步驟。
另一方面，空間領(lǐng)域也意識到遙感觀測的根本挑戰(zhàn)永無止境。例如，將信號與噪聲分離以檢索一組特定的地球物理變量和準確的儀器校準是持續(xù)的挑戰(zhàn)；技術(shù)進步改善了觀測的信息內(nèi)容，但數(shù)據(jù)永遠不足以唯一地描述所有感興趣的地球物理參數(shù)；隨著科學的進步，所需的可觀測物的清單不斷增加。因此，遙感仍然是一個根本不適定的問題，需要通過理論模型、先驗知識和輔助觀察來適當?shù)囟x和約束。在設(shè)計新的科學目標時，這些都是重要的考慮因素。
若干重大挑戰(zhàn)
衛(wèi)星遙感發(fā)展面臨的總體重大挑戰(zhàn)是：以負擔得起的創(chuàng)新技術(shù)和測量概念解決新問題，以及處理在過去半個世紀的衛(wèi)星遙感實驗中積累的舊問題。具體來說，計劃解決和補足的有以下幾個重點方面：
挑戰(zhàn)1：增加衛(wèi)星觀測的空間和時間覆蓋范圍和分辨率
衛(wèi)星遙感的主要優(yōu)點之一是能夠快速觀測地球上的大片區(qū)域。與此同時，目前可用的衛(wèi)星數(shù)據(jù)的覆蓋范圍局限性也很明顯。例如，在近地軌道（LEO）上的極地軌道成像儀通常在至少一天（但大多數(shù)是兩天或兩天以上）內(nèi)實現(xiàn)全球覆蓋，因此許多具有較高時間和空間變異性的自然現(xiàn)象沒有完全捕捉到。
在這方面，高軌道對地靜止觀測（GEO）通過提供對同一天體的頻繁日觀測解決了這一限制。然而，在衛(wèi)星圖像的空間覆蓋和分辨率之間存在一個權(quán)衡（通常為較高的覆蓋導致較低的空間分辨率）。實現(xiàn)廣泛的時空覆蓋和高空間分辨率的觀測對許多行業(yè)應用都是有價值的，但也具有很高的挑戰(zhàn)性。因此，衛(wèi)星觀測的設(shè)計可能需要新的創(chuàng)新、輔助數(shù)據(jù)和互補觀測的協(xié)同作用，以解決特定物體和相關(guān)問題。這在下一節(jié)中我們進一步討論。
挑戰(zhàn)2：部署能力增強的衛(wèi)星儀器并探索觀測的協(xié)同作用
盡管衛(wèi)星的觀測能力已經(jīng)被證實，但是，目前衛(wèi)星提供的數(shù)據(jù)對于很多行業(yè)應用來說，信息內(nèi)容還是有限的。因此，部署具有增強能力的衛(wèi)星傳感器是可行的并亟待提上議程。
例如，人們已經(jīng)清楚地認識到，多角度偏振儀(MAPs)為描述大氣氣溶膠和云的詳細柱狀特性提供了最為精準適合的數(shù)據(jù)，因此，未來十年，氣溶膠和云表征中的偏振數(shù)據(jù)預計將顯著增加。
歐洲和美國航天機構(gòu)計劃在未來幾年發(fā)射一些先進的偏振儀任務，包括MetOp-SG衛(wèi)星上的3MI (多視圖多通道多偏振成像任務)，氣溶膠多角度成像儀 (MAIA) 儀器，Spex (行星探測光譜偏振儀) 和超角彩虹偏振儀(HARP)作為NASA PACE任務的一部分，多光譜成像偏振儀(MSIP) / Aerosol-UA，MAP作為哥白尼CO2M任務的一部分等。
此外，中國國家航天局在極化傳感器方面投入巨大，2021年發(fā)射了幾臺偏振遙感儀器，包括MAI/TG-2、CAPI/TanSat、DPC/高分5號和SMAC/GFDM，并計劃在未來幾年發(fā)射POSP、PCF、DPC-激光雷達。正如Duibovik等人(2019)所詳細討論的那樣，這些儀器的概念、技術(shù)設(shè)計和算法開發(fā)已經(jīng)通過機載原型進行了深入討論和測試。
（非本文配圖）中國高分家族 | 網(wǎng)絡
同樣，基于衛(wèi)星的激光雷達和雷達的數(shù)量預計也會增加，因為主動遙感儀器可以提供關(guān)于大氣垂直變化的詳細資料。事實上，大多數(shù)主流空間機構(gòu)都在追求天基激光雷達項目。例如，NASA于2003年在ICESat衛(wèi)星上發(fā)射了地球科學激光高度計系統(tǒng)（GLAS），2006年在CALIPSO衛(wèi)星上發(fā)射了正交偏振云-氣溶膠激光雷達(CALIOP)，2015年在國際空間站上發(fā)射了云-氣溶膠傳輸系統(tǒng)(CATS)，2018年在ICESat-2衛(wèi)星上發(fā)射了先進地形激光高度計系統(tǒng)(ATLAS) 。
此外，歐空局（ESA）于2018年在風神衛(wèi)星上發(fā)射了“Aladin風激光雷達”，作為“生命星球計劃”（LPP）的一部分；中國國家航天局（CNSA）于2021年在CM-1衛(wèi)星上發(fā)射DPC -激光雷達；歐洲/日本聯(lián)合地球CARE衛(wèi)星（預計于2023年發(fā)射）將包括此前從未在太空飛行的高性能激光雷達和雷達技術(shù)，這些發(fā)射任務的成功將讓激光雷達成為未來觀測系統(tǒng)的重要組成部分。
與此同時，在復雜的環(huán)境中，沒有一種單一傳感器能夠提供目標物體的全面信息，因此需要探索互補觀測的協(xié)同效應。例如，由于對氣溶膠和云的垂直變異性的敏感性有限，即使是最先進的多角度偏振儀也不能保證可靠的氣溶膠的3D表征。
如上圖所示，被動和主動觀測的協(xié)同觀測價值已被清楚地認識到，并在規(guī)劃衛(wèi)星任務時予以重點考慮。例如，A-Train衛(wèi)星星座提供極化、輻射、激光雷達和其他補充數(shù)據(jù)。同樣，正在進行的NASA氣溶膠和云、對流和降水(ACCP) 研究考慮部署被動(偏振計、光譜儀、微波輻射計)和主動(激光雷達和雷達)傳感器的協(xié)調(diào)觀測。
此外，下一代遙感反演（此話題在下一節(jié)中進一步討論）也計劃探索依賴于不同儀器觀察的協(xié)同反演。例如，反演大氣氣溶膠特性的主要挑戰(zhàn)是將氣溶膠顆粒散射的光與云、大氣氣體和地表的光散射區(qū)分開來。專為氣溶膠監(jiān)測而設(shè)計的衛(wèi)星傳感器，例如 MODIS（輻射計）或 POLDER（偏振計），可能不具備去除云、氣體和地表污染物的最佳能力。同樣，陸地反射率觀測通常需要去除大氣氣溶膠和氣體的散射；大氣氣體監(jiān)測也可能會受到氣溶膠和云污染的影響。
因此，對云、氣溶膠和氣體具有不同敏感性的多儀器協(xié)同觀測是始終可行的。對受云和不均勻表面上的痕量氣體污染的氣溶膠測量的分析可能受益于多個儀器的協(xié)同測量。IR 圖像、激光雷達和雷達觀測可用于云霧遮擋部分，光譜數(shù)據(jù)則提供對氣體濃度的高靈敏度觀測，高分辨率圖像有助于減少與地表異質(zhì)性相關(guān)的不確定性。
例如，部署在CO2M EU/哥白尼和GF-5中國高分專項框架下的MAP/CO2M和DPC同時進行的多角度極化觀測有望為大氣校正和溫室氣體監(jiān)測提供信息。事實上，OCO和GOSAT等儀器獲得的二氧化碳和其他氣體只在大氣氣溶膠存在非常小的條件下可提供數(shù)據(jù)。
在這方面，哥白尼CO2M任務中增加的MAP觀測，預計將改善氣溶膠中度或高度存在情況下的溫室氣體特征。作為NASA PACE任務的一部分，SPEX和HARP偏振測量儀器預計將補充來自O(shè)CI的高光譜輻亮度數(shù)據(jù)，從而提供更準確的氣溶膠信息，有助于反演海洋表面和次表面屬性。
另一個將偏振測量與高分辨率光譜學相結(jié)合的衛(wèi)星是2020年7月3日中國國家航天局成功發(fā)射的高分辨率多模集成成像衛(wèi)星(GFDM)。
最后，衛(wèi)星數(shù)據(jù)與表面和亞軌道目標測量的協(xié)同使用也是一個重要的考慮因素。例如，密集城市中心的景觀和地表特性往往是高度異質(zhì)的。因此，大氣過程和動態(tài)受到高度可變的局部活動的影響，環(huán)境空氣質(zhì)量的觀測需要具有高時間頻率和高空間分辨率。
具有不同赤道穿越時間的小型且較便宜的納米或立方體衛(wèi)星星座可以通過增加軌道儀器數(shù)量來提高覆蓋范圍。此外，地表測量和常規(guī)亞軌道測量還可以加強人口稠密地區(qū)的遙感反演。例如，劉等人（2004）和劉等人(2007)提出了一種 PM 監(jiān)測技術(shù)，該技術(shù)使用來自地面測量和并置衛(wèi)星觀測的PM濃度的地質(zhì)統(tǒng)計回歸。當測量值不可用或被污染時，通過使用化學傳輸模型填充時間和/或空間間隙來輔助回歸。MAIA項目正在采用這種方法來區(qū)分氣溶膠成分，例如硫酸鹽、硝酸鹽、銨、黑碳、有機碳和灰塵。然后將空間 PM 信息與健康記錄進一步結(jié)合，以更好地了解氣溶膠污染物與不良公共衛(wèi)生問題之間的關(guān)系。
解決組合來自不同儀器的觀察的視場差異是另一個挑戰(zhàn)。在這方面，在使用 A-Train 星座中部署的具有不同視場的多種儀器的數(shù)據(jù)方面積累的經(jīng)驗為未來的任務提供了寶貴的見解。
挑戰(zhàn)3：開發(fā)下一代最為先進的數(shù)據(jù)處理方法
遙感反演算法的質(zhì)量是影響數(shù)據(jù)產(chǎn)品最終質(zhì)量的另一個關(guān)鍵方面。因為儀器一旦投入使用，所得到的觀測數(shù)據(jù)的質(zhì)量不可能得到根本的改善，而反演算法則能夠不斷改進，這可能導致最終遙感數(shù)據(jù)產(chǎn)品產(chǎn)生顯著差異，這不僅是因為來自不同儀器數(shù)據(jù)，還因為反演概念的改進。
在這方面，近十年來，新一代遙感反演算法有了顯著的進步。例如，新的算法往往依賴于快速和準確的大氣建模(而不是使用預先計算的查找表，或LUT)，并能夠反演大量參數(shù)。此外，還實現(xiàn)了對氣溶膠特性以及陸地表面特性和/或云特性的同步反演。最后，在上述CO2M EU/哥白尼框架下，聯(lián)合反演二氧化碳和氣溶膠特性是降低氣溶膠污染對衍生二氧化碳產(chǎn)物影響的一種有前景的方法。
我們在上面的挑戰(zhàn)2中提供了幾個協(xié)同觀測案例。這些任務的準備工作包括開發(fā)能夠分析多儀器測量的適當算法。同時，反演算法演化本身的基本邏輯表明，利用不同觀察的協(xié)同作用來提高反演的準確性具有很高的潛力。
此外，開發(fā)可應用于不同觀測或其組合的通用儀器獨立算法的想法變得越來越流行。氣溶膠和表面性質(zhì)的廣義反演 (GRASP) 就是這種算法的一個例子，該算法可用于各種基于衛(wèi)星和地面的無源和有源測量，它還成功地應用于激光雷達剖面和柱狀輻射觀測的同步協(xié)同反演。
對于云的精確衛(wèi)星遙感，仍然存在一些算法上的挑戰(zhàn)。準確、高效的輻射傳輸模型是先決條件。雖然獨立柱面近似被廣泛用于反演云滴尺寸和光學深度，但由云水平不均勻性(云頂粗糙度)引起的三維輻射轉(zhuǎn)移(RT)效應可能是反演偏差的一個原因。云的三維特性在研究云和氣溶膠 (例如，在云的邊緣) 之間的相互作用時變得更受關(guān)注，從將兩者的反演耦合到一個聯(lián)合框架開始。
在此背景下，迫切需要針對幾何和光學復雜介質(zhì)建立以反演為目標的快速而精確的三維RT模型，并結(jié)合氣體吸收光譜特征和云粒子散射模型；還需要發(fā)展可靠的三維輻射模型，以計算陸地表面的水平不均勻性，以便充分解釋所有衛(wèi)星圖像；另一個相關(guān)的突出問題是構(gòu)建三維云場來模擬三維輻射場，這可以通過結(jié)合使用主動和被動傳感器來解決。
許多模擬和觀測研究已經(jīng)證明卷云在促進天氣和氣候過程中的重要作用，雖然在光學視覺上卷云很薄，但在全球范圍內(nèi)存在，調(diào)節(jié)著地球的輻射，在氣候系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用。卷云粒子具有高度不規(guī)則的形狀，其單次散射特性如單次散射反照率和散射相函數(shù)與球形粒子顯著不同。如果一個算法不能識別這些不規(guī)則形狀，它們就會在氣溶膠和云的檢索中造成很大的偏差。因此，識別具有代表性的卷云粒子模型并將其納入氣溶膠反演是一個很有前途的方向。
此外，衛(wèi)星數(shù)據(jù)的使用與全球氣候和化學傳輸模型 (CTM) 的進展密切相關(guān)。例如，可靠的氣溶膠反演可以被同化到化學傳輸模型 (CTM) 中，以在無法獲得觀測結(jié)果時提供準確的氣溶膠載荷。同時，光譜和偏振信息對約束氣溶膠類型具有相當大的敏感性，衛(wèi)星數(shù)據(jù)可能為改善化學傳輸模型中大氣成分的全球排放提供額外的約束。因此，將衛(wèi)星數(shù)據(jù)處理與可用的建模信息相結(jié)合，是推進衛(wèi)星遙感的另一個極具前景的研究領(lǐng)域。
最后，目前，機器學習方法越來越常用于從遙感和地理空間數(shù)據(jù)中提取模式和信息。這一人工智能分支非常適合和有吸引力地分析和解釋地球觀測數(shù)據(jù)，因為它提出的方法可以從數(shù)據(jù)中“學習”、識別模式，并在最少的人為干預下做出決定。
特別是新興的深度學習和深度神經(jīng)網(wǎng)絡技術(shù)最近被用于遙感研究，特別是用于處理和分析大量數(shù)據(jù)。這些技術(shù)揭示了自動提取時空關(guān)系的潛力，并進一步獲得有助于改進多時間尺度觀測物理現(xiàn)象的預測和建模的知識。這些方法對于衛(wèi)星數(shù)據(jù)分析非常有吸引力，特別是數(shù)據(jù)驅(qū)動的機器學習的多功能性與物理過程模型相結(jié)合。
挑戰(zhàn)4：實現(xiàn)一致的衛(wèi)星觀測和長期數(shù)據(jù)記錄的連續(xù)性
基本氣候變量的長期和高質(zhì)量記錄對于監(jiān)測和研究地球氣候變化至關(guān)重要。實現(xiàn)這一目標的一個必要條件是觀測的連續(xù)性，只有在高質(zhì)量的數(shù)據(jù)收集沒有中斷的情況下才能保證。否則，無法正確解釋多儀器數(shù)據(jù)記錄中的空白，衛(wèi)星記錄的價值幾乎消失。
因此，每個儀器的絕對校準和多個相關(guān)傳感器的相互校準對于幾乎所有衛(wèi)星遙感目標觀測的成功仍然至關(guān)重要。校準許多儀器具有挑戰(zhàn)性，特別是對于小型衛(wèi)星星座。美國國家科學院、工程院和醫(yī)學院（2015 年）強調(diào)了保持長期觀測的要求；CLARREO（氣候絕對輻射和折射觀測站）任務是首次嘗試定義專門用于實現(xiàn)這一目標的衛(wèi)星任務。與直接觀測的校準類似，下一代衛(wèi)星產(chǎn)品與當前儀器套件的可追溯性和一致性至關(guān)重要。
結(jié) 論
在第一顆衛(wèi)星發(fā)射半個多世紀之后，從太空對地球的遙感已經(jīng)發(fā)展成為一種高度精細的工具，為基礎(chǔ)科學提供燃料并支持對人類至關(guān)重要的日常活動。
已經(jīng)開發(fā)和發(fā)射的大量衛(wèi)星儀器，它們?yōu)楦鞣N科研和觀測需求提供了大量數(shù)據(jù)。衛(wèi)星儀器的數(shù)量和衛(wèi)星收集信息的質(zhì)量和范圍不斷提高。同時，衛(wèi)星遙感界積累的經(jīng)驗也揭示了未來發(fā)展需要應對的挑戰(zhàn)。盡管對大氣、陸地或海洋表面（以及其他遙感領(lǐng)域）的每次觀測都可能存在特定且完全不同的問題，許多衛(wèi)星遙感學科都面臨一些概念性挑戰(zhàn)。
具體而言，衛(wèi)星遙感方法的數(shù)據(jù)價值和效率的提高可能與以下方面的成功有關(guān)：
? 增加觀測的空間和時間記錄的覆蓋范圍和分辨率；
? 通過部署能力增強的衛(wèi)星儀器和探索互補觀測的協(xié)同作用來增加觀測的信息量，例如，被動成像與主動大氣垂直剖面和高光譜光譜的協(xié)同作用，結(jié)合在不同光譜范圍內(nèi)獲得的不同靈敏度的觀測，或在不同的時間或空間尺度上，以及將衛(wèi)星觀測與亞軌道觀測和化學輸運模型結(jié)果相結(jié)合；
? 開發(fā)下一代最先進的數(shù)據(jù)處理方法，這些方法依賴于嚴格的正演建模和數(shù)值反演方法，考慮了廣泛的狀態(tài)參數(shù)集（例如，聯(lián)合檢索表征不同大氣成分（如氣體、氣溶膠、云和底層表面），并使用深度學習和神經(jīng)網(wǎng)絡等新的解決方案技術(shù)；
? 通過確保積累氣候記錄所需的過去、現(xiàn)在和未來數(shù)據(jù)集的充分兼容性和一致性，實現(xiàn)一致的衛(wèi)星觀測和長期數(shù)據(jù)集的連續(xù)性。
作者貢獻：OD – 論文的概念、策略的闡述、氣溶膠遙感和反演算法概述的貢獻；GS – 制定策略，貢獻氣溶膠遙感概述，整體遙感概述，完善論文風格；FX – 制定戰(zhàn)略，對氣溶膠遙感和反演算法的概述作出貢獻；YH – 整體遙感概述，HB – 制定戰(zhàn)略，貢獻于運輸建模和微量氣體遙感概述 JL – 制定戰(zhàn)略，貢獻于微量氣體遙感和微量氣體反演算法概覽；ZL – 制定戰(zhàn)略，貢獻氣溶膠遙感概述。
