基于MODIS数据的地表温度反演

利用MODIS影像数据,采用劈窗算法来反演安徽地区的地表温度。结合Sobrine、覃志豪等人提出的NDVITEM方法和地物监督分类方法,对地表比辐射率进行了估算,将反演结果与NASA的地表温度产品进行比较,平均误差在1 K左右。同时利用卫星过境当天从安徽省高密度自动监测站获取的实时数据对反演结果进行验证,发现反演温度与地面实测数据的曲线走势具有高度的一致性且有较高的相关性,能直观地反映安徽地区地表温度的空间分布。     

基于Argo浮标层温数据的海表温度产品生成与验证

Argo浮标数据由于采样机制不足造成离散且不连续,同时缺乏表层观测,测量数据直接与卫星反演温度产品像元尺度匹配会存在较大误差.对Argo浮标观测数据进行预处理及表层温度推算生成实测的海表温度产品,对有效利用浮标观测数据进行算法与产品精度评价具有重要意义.验证主要是利用MODIS SST产品验证Argo浮标SST产品的精...     

基于实测数据的FY-3A海表温度业务化算法研究

建立适于FY-3A卫星的海表温度业务化反演算法并验证其精度.采用覆盖我国渤海及北黄海的长时间序列现场观测数据及相应FY-3A VIRR数据,建立了适于FY-3A VIRR海表温度反演的分裂窗算法.独立样本数据验证表明,算法平均误差为0.78℃,RMSE为0.93.     

基于遥感数据的非均匀性陆面温度反演方法

针对在非均匀地表情况下利用遥感数据进行陆面温度的反演,提出了利用二次通道遥感数据反演陆面温度的精度比利用一次通道数据有所提高,并在论证的基础上,提出了两通道遥感数据陆面温度的反演算法.依据此算法,针对MODIS遥感数据每天四次更新（两颗星）的特点,利用两个红外通道的两个不同时刻的遥感数据,在实验区进行了陆地表面温度的反演实验,取得了与实际情况几乎一致的结果.在非均匀地表情况下,实现了利用遥感技术大面积、快速提取陆面温度的有效反演.     

基于MODIS短波红外光谱特征的土壤含水量反演

土壤含水量是地表干旱信息最重要的表征参量,也是定量遥感反演面临的一个挑战性课题.作者在分析MODIS短波红外第6波段和第7波段对水分变化敏感的基础上,构建了MODIS短波红外光谱特征空间,根据土壤水分在光谱特征空间中的变化规律,提出了简单实用的MODIS短波红外土壤湿度指数(Shortwave Infrared Soi...     

基于遗传算法综合Terra/Aqua MODIS热红外数据反演地表组分温度

混合像元组分温度相对来说更有应用价值,而多角度热红外遥感的发展推动了混合像元组分温度反演基础和方法的发展.根据前期数值模拟得到Terra和Aqua卫星上的MODIS测量可以认为是同一卫星在两个不同观测时间和观测角度上的测量,综合利用Terra和Aqua卫星上的MODIS数据反演混合像元内土壤和植被组分温度.根据混合像元热红外辐射模型,利用遗传算法,分别模拟Terra卫星MODIS的32和33通道,以及Terra和Aqua卫星上MODIS的32通道辐射反演了河北怀来试验区范围内植被覆盖率、土壤组分温度和比辐射率、植被组分温度和比辐射率等表面参数.通过与实测数据进行比较,综合利用上午Terra和下午Aqua卫星32通道数据反演的上午植被组分温度与地面同步测量温度偏差在1℃内,而利用上午Terra卫星32和33通道数据反演的上午植被组分温度与地面同步测量值偏差在1.4℃内.尽管利用双星数据反演的组分温度精度相对较高,但针对同一个像元,两个方案反演的结果有一定偏差.     

FY-3D MWRI在轨交叉辐射定标和海表温度反演

海表温度(sea surface temperature,SST)在气候监测、海洋学研究、渔业经济研究和污染监测等多个方面起着重要作用。本文利用风云三号D星(FY-3D)微波成像仪(Microwave Radiation Imager, MWRI)数据对海表温度进行了反演。首先,以全球降水测量(Global Precipitation Measurement, GPM)卫星微波成像仪(GPM Microwave Imager, GMI)作为参考传感器,采用基于海洋微波辐射传输模型(radiative transfer model, RTM)的双差异方法对FY-3D MWRI进行交叉辐射定标,消除了其在轨辐射定标偏差,为精确反演海表温度奠定了基础;然后,在波段选择的基础上提出耦合微波海表发射率的海表温度多波段反演新算法,与传统的多波段反演算法相比,新反演算法的均方根误差从0.74 K减少至0.69 K;最后,用新反演算法从2020年的FY-3D MWRI数据反演得到全球的海表温度,并用时空匹配的iQuam浮标数据和GMI海表温度产品对反演结果进行精度验证,误差分别为0.04±1.13 K...     

基于Landsat 5 TM数据反演地表温度

利用Landsat 5第6波段数据,根据单窗算法反演合肥市地表温度。针对在夏季大气中水汽含量比较大的问题,利用Modtran中纬度夏季模式模拟出在大气水汽含量位于0.4 -5.4 区间时,大气透过率与大气水汽含量之间的关系。利用模拟出的结果及MODIS水汽产品对TM图像进行大气校正并反演地表温度,选择均匀区的反演温度值与MODIS温度产品比较,比较结果显示植被均匀区的温差在1K以内,城镇建筑均匀区的温差在1.1K以内,故可用此方法对TM图像进行大气校正进而反演地表温度。     

基于Landsat数据的地表温度反演差异及参数分析

只有基于准确的地表温度反演算法计算出的产品数据,才能正确推广使用。研究基于Landsat-8、Landsat-9和气象站数据,对比了5种常用地表温度反演算法的结果,并对不同算法的反演结果和参数灵敏度进行了测试。结果表明：基于地表比辐射率参数计算的辐射传输方程和单通道算法反演结果与地面实测数据吻合较好。基于大气水汽参数计算的单窗算法和劈窗算法的反演结果均高于实测温度。基于平均温度参数计算的单窗算法反演精度误差较大。此外,比较了两种遥感数据在不同地物上反演温度的一致性。研究结果可为地表温度反演和产品选择提供参考。     

海表温度对蒸发波导预报影响的研究

为了提高蒸发波导模型的预报准确性,分析了海表温度梯度结构和蒸发波导模型对气海温差的敏感性,分析发现用一定深度处的海水温度代替海表温度会导致模型预报的波导高度偏低,与海上试验数据分析结果一致,得出通过精确测得海表皮层海水温度,可以提高蒸发波导高度预报的准确性。     

基于MODIS数据反演高反射率地区气溶胶光学厚度的方法研究

针对高反射率地区地表反射率难以确定的难点,假设在不同年间同一天相同地物的两个不同波段的比值近似相等的前提下,借助几何光学模型理论,应用MODIS历史产品和数据,即MODIS地表反射率产品(MOD09)、历史MODIS图像第七波段的地表反射率和待反演地区的MODIS第七波段的地表反射率数据计算出待反演地区的MODIS其他波段的地表反射率,然后结合利用6S辐射传输模式计算建立的查找表,可实现待反演区域的气溶胶光学厚度的反演.以北京市区为例,应用该方法实现了北京市区的气溶胶光学厚度反演,并把反演结果与AERONET观测站的结果进行了对比,对比发现该反演方法对亮区域有效,其误差在30％以内.     

一维综合孔径微波辐射计海温反演精度研究

星载一维综合孔径微波辐射计(1D-ASMR)利用天线阵代替传统辐射计的大天线,具有高空间分辨率和多入射角观测特点,是未来海温遥感的重要载荷.为评估1D-ASMR亮温测量误差EMb对海温反演精度的影响以及为卫星系统的设计提供依据,文中构建了1D-ASMR亮温仿真模型,采用多元线性回归算法(Multiple Linear ...     

西北太平洋海表温度的季节变化特征

通过分析新的SODA资料,得到西北太平洋上层海表温度时空分布特征,剖析了西北太平洋海表温度的季节变化及经纬向分布特征,得出西北太平洋声速值变化规律。资料分析表明：西北太平洋海表温度存在着显著的季节变化特征。在季节变化中,春季由于太阳辐射加强,使整个海域海表温度比冬季约高2℃,整个西北太平洋东南部SST等温线分布较为平缓;夏季SST受太阳辐射的影响而整体升高,分布均匀且南北温差较小;秋季海表温度开始降低;冬季海表温度整体降低,等温线达到全年最低,南北温差较大。海表温度基本上是纬向分布,低纬海洋温度在20～30℃之间,高纬海洋降至0～1℃,等温线在中纬度（40°N附近）最密集,南北温度梯度最大。     

分裂窗辐射量线形组合反演陆面温度的影响因子分析

大气特性与地物发射率是影响陆温反演精度的主要因素,不同的分裂窗表达式用于陆温反演存在不同的反演结果,其中两通道辐射量线形组合形式的分裂窗算法受大气影响最小,反演温度的误差也最小.其反演温度的误差与大气透过率和大气向上辐射无关,但与地物的发射率、大气向下辐射相关.分裂窗表达式B(λ,′Ts°)=a.I(λ1)+b.I(λ2)+c中的反演系数a、b与大气向上辐射无关,但分别与通道1、通道2的大气透过率成反比.当定标点发射率不完全一致时,二者还与大气向下辐射相关;相反,如果定标点发射率完全一致,二者与大气向下辐射无关.使用辐射量线性组合的分裂窗形式反演陆温时,当大气向下辐射与地物的P lanck辐射越相近,误差越小.     

漫射海面的方向发射率研究

文章在考虑海面遮挡效应的情况下,利用Cox-Munk海面模型计算了海面的方向发射率。同时比较分析了海面灰体假设的可行性以及已被广泛应用的经验公式的准确度。     

低风速海面毫米波辐射亮温半经验模型

海水的物理参数差异以及风场的作用使得不同海域在不同时间具有不同的毫米波辐射特性。基于船测的海面辐射亮温数据和大气向下辐射亮温数据,文中建立了海面毫米波散射亮温修正系数模型和发射率计算模型,给出了利用风速、风向、温度、海水盐度等计算海面亮温的基本思路。在此基础上,开展了W波段海面辐射测量试验对模型进行验证,对比结果表明,计算值和实测值间的差异约为1%。     

基于辛算法海面与目标电磁散射研究

为了克服时域有限差分（FDTD）的缺陷我们引入辛算法理论（SFDTD）,结合辛算法的稳定性分析了海面与其上方目标的复合电磁散射特性,并分析了入射角度,风速等对复合散射特性的影响,首先给出了Weiersstrass分形海面模型,数值结果表明分维度和风速的变化都会引起海面的粗糙程度很大的变化,同时目标的存在对海面散射影响很大,它使得海面的散射能量会有相应的增加,并且风速的增大使得海面粗糙度增大,这样在其他方向上散射逐渐增强,而在镜像方向上的增强越来越不明显。