基于LRO卫星Diviner热红外发射率的尺度问题研究

尺度问题作为对地观测的主要挑战和遥感科学的核心问题,一直以来备受关注.国内外学者对这一问题进行了大量的基础理论研究和科学验证工作,探讨和解决了许多与遥感尺度相关的核心问题.当然,在遥感探测内容中,发射率和温度遥感中也存在明显的尺度问题.以往混合像元发射率尺度问题的研究往往集中于地球表面,幸运的是,月球为我们研究这一问题提供了绝佳的对象.同时,伴随着Diviner热辐射探测器月表测量数据的不断更新,混合像元中发射率尺度问题的具体研究及其定量描述逐渐变为可能.本文以月表Diviner热红外测量数据为基础,在充分研究和分析Diviner数据特征和发射率计算方法的前提下,以不同尺度下的Apollo 15登月区或者登月点热红外发射率为研究对象,依据混合像元发射率定义,分析和研究了混合像元中发射率的尺度转换和尺度效应两个问题,从发射率数值角度出发讨论和验证了尺度变换和尺度效应的一般规律,并给出定量描述,希望能够为尺度变换和尺度效应等问题的研究提供理论支持和实验依据.     

基于LRO Diviner数据的月球虹湾地区表面亮温时空分布

Diviner在7年多的运行时间内,共获得了超过3.3×1011个辐射亮度测量值.这些数据除了具有的推扫性、条带性和少量的"坏点线"与"故障"等特征外,在一个月球日内呈现白天正午前后和整个夜晚亮温值变化幅度相对均匀,上下午尤其是日出和日落前后亮温值变化剧烈的规律.利用昼夜分段亮温拟合模型,结合数值模拟、奇异值剔除、分段拟合和纬向校正等方法获得了虹湾地区6个时刻的高分辨率和高覆盖度的亮温分布.结果表明,白天的亮温与太阳辐射通量值计算的温度值相接近,敏感于地形起伏、物质混合和通道光度计特性等因素,最高和最低亮温分别出现在朝向赤道方向的山坡和落差最大的撞击坑中心位置;夜晚的亮温敏感于视场内物质的热物理属性差异,变化幅度由上半夜的相对剧烈逐渐过渡到下半夜的趋于均匀.文章揭示了月表热能量交换规律,解释了复杂和异常月表热红外环境的本质,提供了一个关于无大气星体的风化层如何存储热红外辐射能量以及与空间环境进行能量交换的新视角.     

使用Diviner 2000测定土壤水分

Diviner 2000便携式土壤水分廓线仪(简称Diviner 2000)是一种集现代高科技与智能化于一体的新型土壤水分测量仪器,由探测器(探头)、连接电缆和显示器组成。测量时将探头插入PVC管中并快速提出,即可实现测量点垂直剖面上的土壤水分廓线数据,可以在不破坏土壤结构的情况下实现长期高精度测量,测量层数最多可达16层。在监测管埋设时,要保证钻孔直径与监测管相同或略大,监测管外壁与土壤紧密接触,同时确保监测管垂直于地表。在仪器标定时,Diviner 2000测定的土壤含水率反映的是测试区内的体积含水率,而烘干法测定的是质量含水率,为了准确标定,必须进行土壤体积质量的测定。