
雷洋
博导/研究员 中国科学院国家空间科学中心
国家青年人才项目获得者
IEEE高级会员
《IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing》"雷达遥感"领域副主编
电子邮件: leiyang@nssc.ac.cn
通信地址: 北京市怀柔区杨雁路京密北二街 空间中心A座819
邮政编码: 101499
研究领域
雷洋研究员及其团队专注于电磁散射机理模型、雷达信号处理、遥感参数反演算法,在微波雷达环境遥感领域,特别是新体制(干涉、极化、层析)合成孔径雷达遥感森林、积雪、极地冰盖、行星次表面层等领域有多年的积累和深入研究。首次实现了星载干涉雷达(InSAR)快速大规模测量森林高度和定量遥感森林变化与干扰(增长、退化以及选择性砍伐)。提出了积雪的InSAR电磁散射机理模型并用层析(TomoSAR)与干涉反演积雪参数。提出了高效的冰川流速测量方法,和针对雷达探测地外行星的大规模电磁散射仿真算法。主持、参加多个国际项目并涉及NISAR和Europa Clipper等国际卫星任务以及ITS_LIVE等国际科研项目,开发的遥感自动化软件被国际科研单位广泛使用。回国后作为项目首席科学家主持与土壤、植被、冰雪自然散射体三维观测相关的国家重点研发计划。
研究兴趣
合成孔径雷达 (SAR), 干涉 SAR (InSAR), 极化干涉 SAR (PolInSAR) 和 层析 SAR (TomoSAR) 数据处理及遥感应用;
基于物理模型的参数定量反演算法开发,应用于雷达遥感陆表体散射目标(随机复杂介质)参数的观测量(如森林、积雪、冰川、行星次表面层)
雷达遥感理论和仿真(电磁散射模型和仿真算法),应用于地球和行星遥感
自动化雷达遥感软件开发
大规模遥感算法/产品的验证,利用多种不同载荷的遥感数据(包括星载—机载雷达、激光雷达、被动光学相机、地面站观测数据等)
研究内容
星载InSAR快速大规模测量森林高度(生物量)和定量遥感森林变化与干扰
积雪的InSAR/TomoSAR电磁散射机理模型及参数反演
SAR/InSAR遥感冰冻圈要素如冰川流速和冰盖厚度及内部分布
雷达探测行星次表层的大规模电磁散射仿真及内部参数反演
招生信息
招生专业
招生方向
教育背景
工作经历
工作简历
社会兼职
2022-06-01-今,IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 领域副主编(Topical Associate Editor)
出版信息
期刊论文
会议论文
- Y. Lei, P. Siqueira, “Refined forest stand height inversion approach using spaceborne repeat-pass L-band SAR interferometry and GEDI lidar data,” IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium (IGARSS), Kuala Lumpur, 2022. (IGARSS Interactive Prize Paper Award)
- Y. Lei, A. Gardner, and P. Agram, “A fast dense feature tracking routine with its application in cryosphere remote sensing using Sentinel-1 and Landsat-8 data,” IGARSS, Hawaii, 2020.
- Y. Lei, M. Haynes, D. Arumugam, and C. Elachi, “A pseudospectral time-domain simulator for large-scale half-space electromagnetic scattering and radar sounding applications,” IGARSS, Hawaii, 2020.
- Y. Lei, R. Robert, and F. Goncalves, “Tropical forest height and underlying topography from TanDEM-X SAR Interferometry,” IGARSS, Hawaii, 2020.
- X. Xu, C. Baldi, J.W. De Bleser, Y. Lei (lead for SAR data processing and snow inversion algorithms), S. Yueh, and D. Esteban-Fernandez, “Multi-frequency Tomography Radar Observations of Snow Stratigraphy at Fraser during SnowEx,” IGARSS, Valencia, 2018.
- Y. Lei, R. Treuhaft, R. Lucas, P. Siqueira, M. Keller, M. Schmidt, “Large-scale fine-resolution products of forest disturbance using new approaches from spaceborne SAR interferometry,” IGARSS, Fort Worth, 2017.
- Y. Lei, P. Siqueira, Nathan Torbick, D. Chowdhury, W. Salas, R. Treuhaft, “Large-scale fine-resolution product of forest height using a new approach from spaceborne repeat-pass SAR interferometry and lidar,” IGARSS, Fort Worth, 2017(session chair).
- Y. Lei, P. Siqueira, D. Chowdhury, Nathan Torbick, “Generation of large-scale forest height mosaic and forest disturbance map through the combination of spaceborne repeat-pass InSAR coherence and airborne lidar,” IGARSS, Beijing, 2016.
- Y. Lei, P. Siqueira, “A dense-medium InSAR correlation model with its application to the problem of snow characteristics retrieval,” IGARSS, Milan, 2015.
- Y. Lei, P. Siqueira, “An automatic mosaicking algorithm for generating a large-scale forest stand height map using spaceborne repeat-pass InSAR coherence,” IGARSS, Quebec, 2014.
- Y. Lei, P. Siqueira, D. Clewley, and R. Lucas, “Observation of vegetation vertical structure and distribution using L-band InSAR over the Injune region in Australia,” IGARSS, Munich, 2012.
- Y. Lei, R. Mettu, “A confidence measure for model fitting with X-ray crystallography data,” ACM Conference on Bioinformatics, Computational Biology and Biomedical Informatics, Washington DC, 2013.
- Y. Lei, X. Xu, “Spectrum-Division Analysis of Precursor Fields Propagating in Dispersive Media”, IET International Radar Conference, Guilin, China, April, 2009.
科研活动
在研项目
特邀报告
- Y. Lei, “Large-scale forest height and disturbance mapping through spaceborne SAR interferometry (InSAR): on the fusion of NISAR and GEDI along with TanDEM-X/L,” NASA/JPL Carbon Club, Radar Forum and Postdoc Seminar Series (presented at three events), Pasadena, 2018.
- Y. Lei, R. Treuhaft, P. Siqueira, N. Torbick, R. Lucas, M. Keller, M. Schmidt, M. Ducey, W. Salas, “Generation of large-scale forest height and disturbance maps through the fusion of NISAR and GEDI along with TanDEM-X/L,” AGU Fall Meeting, New Orleans, 2017.
- C. Baldi, J.W. De Bleser, K. Elder, D. Esteban-Fernandez, B. Starr, X. Xu, Y. Lei (presenting author and lead for SAR data processing and snow inversion algorithms) and S. Yueh, “Preliminary Results from Fielding an In Situ Three-Frequency Tomographic Radar on Snowpack,” NASA SnowEx Workshop, Longmont, Colorado, 2017.
- Y. Lei, “Automated generation of large-scale high-resolution forest height and disturbance maps for NISAR-like missions,” NASA/JPL NISAR Science Definition Team Meeting, Pasadena, 2017.
- Y. Lei, R. Treuhaft, P. Siqueira, R. Lucas, M. Keller, M. Schmidt, M. Neumann, F. Goncalves, “Detection of forest disturbance using spaceborne single-pass and repeat-pass SAR interferometry,” ESA PolInSAR meeting, Rome, Italy, 2017.
- Y. Lei, “Electromagnetic scattering models of InSAR correlation for vegetation and snow,” NASA/JPL Radar Forum, Pasadena, 2015.
- P. Siqueira, Y. Lei (presenting author), “Repeat-pass InSAR processing for Vegetation Height Calculation: Theory and a validated example,” AGU Fall Meeting, San Francisco, 2014.
获奖荣誉
2021, 国家青年人才项目获得者, 国家自然科学基金委
2021, NISAR Team Award, 美国宇航局(NASA/JPL), NISAR卫星任务对流层模型遴选组排第4位(共9人)
2017, 优秀博士论文奖(Dissertation Award),马萨诸塞大学阿默斯特分校(UMass Amherst)电气与计算机工程(ECE)系,全系每年1位
2016, NASA Postdoctoral Program (NPP), 美国宇航局(NASA), 世界范围申请总池录取率2%
2013, 博士生展板比赛第二名,马萨诸塞大学阿默斯特分校(UMass Amherst)电气与计算机工程(ECE)系,全系第二名
2012, NASA Earth and Space Science Fellowship (NESSF), 美国宇航局(NASA), 全美范围录取率18.8%
部分主持、参与过的项目
Multilayer Forward Model Using SnowEx and TomoSAR Datasets at X/Ku-band ,美国宇航局(NASA),NASA Terrestrial Hydrology Program (ROSES 2017 A.25) ,2018-2020 ,联合负责人(Co-I)
Generation of the Global Forest Height and Disturbance Maps through the Fusion of NISAR and GEDI: to Regain the Promise of DESDynI ,美国宇航局(NASA),NASA Postdoctoral Program (NPP) ,2016-2018 ,项目负责人(博士后)
Determination of Vegetation Vertical Structural Profile and Changes for DESDynI-like missions Utilizing InSAR and PolInSAR Techniques ,美国宇航局(NASA),NASA Earth and Space Science Fellowship (NESSF) ,2012-2015,项目负责人(博士生)
软件开发
自动化重轨图像目标偏移跟踪 autonomous Repeat Image Feature Tracking (autoRIFT), 开源网址: https://github.com/nasa-jpl/autoRIFT
雷达/光学图像到地图投影坐标的地理编码器 Geogrid (geocoding software for mapping between [pixel index, offset] in radar/optical image coordinates and [geolocation, velocity] in map coordinates), 开源网址: https://github.com/leiyangleon/Geogrid
伪谱时域大规模电磁散射与雷达探测仿真器 Pseudospectral Time-domain (PSTD) large-scale electromagnetic scattering / radar sounding simulator, 开源网址: https://github.com/leiyangleon/PSTD
快速大规模森林高度反演与拼接 Forest Stand Height (FSH) inversion and mosaicking software, 开源网址: https://github.com/leiyangleon/FSH
国际合作
雷洋研究员在国外学习、工作多年,在以上研究内容和科研项目上都有丰富的科研合作关系积累,方便开展国际合作和国际学术交流。2010—2016年于马萨诸塞大学阿默斯特分校 (UMass Amherst) 电气与计算机工程系 (ECE) 就读博士时,进到了该校的微波遥感实验室 Microwave Remote Sensing Laboratory (MIRSL),师从该实验室主任 Paul Siqueira 教授 【美国宇航局 NISAR 卫星任务24位科学专家组成员,并担任生态系统方向负责人】,与美国、欧洲做森林遥感应用的科研人员建立了合作关系 。该实验室是国际上在遥感和雷达领域享有盛誉、美国少有的几个拥有雷达研制与遥感应用实力的实验室,很多杰出校友在美国宇航局工作。2016—2018年于美国宇航局喷气推进实验室 (NASA/JPL) 做博士后时,师从 Robert Treuhaft 博士 【国际通用的极化干涉合成孔径雷达 (PolInSAR) 用于森林观测的电磁散射机理模型的奠基人】。2018-2021年于美国加州理工学院 (Caltech) 地质与行星科学部 (GPS) 做博士后并后来任职副研究科学家,师从 Charles Elachi 教授 【NASA/JPL 前主任,美国工程院院士,雷达遥感领域的奠基人,任期内主持了 NASA 23个深空探测计划,其中包括美国的三次火星登陆计划】。在 NASA/JPL 和 Caltech 工作期间,建立了大量的科研合作关系,其中包括 NISAR 卫星任务的算法研发组、冰川项目组、对流层干涉相位校正工作组、雷达森林遥感领域的科学家团队, Europa Clipper 卫星任务团队,以及层析雷达积雪遥感团队。同时与其他国家雷达遥感领域的同行也建立了合作关系,包括德国宇航局 (DLR) 的 TanDEM-X 卫星任务团队,意大利罗马大学的 SHARAD 火星雷达探测卫星任务团队,巴西亚马逊雨林的激光雷达团队等。