南海北部油气分布的遥感探测方法研究

随着卫星和传感器技术的发展,遥感技术已广泛应用于油气资源调查与勘探,且发挥着越来越重要的作用。通过阐述油气烃类微渗漏模型,认为油气烃类微渗漏可以导致海表烃类气体、油膜异常及喜烃类生物聚集。并以南海北部边缘盆地为例,阐明了海洋油气遥感探测的3种方法：①利用红外波段反演海表温度异常。②利用合成孔径雷达检测海表油膜异常。③喜烃类生物的增加导致海表光谱异常,以及利用水色遥感技术检测海表微生物含量异常。最后,对海洋油气遥感的未来发展趋势进行了展望。     

基于PMDB数据集的海表温度反演误差统计分析

红外辐射计在测量海表温度时,大气水汽含量是影响遥感反演精度的主要因素之一。利用1988年1月~2009年11月60°N~60°S的SST和水汽月平均资料及AVHRR准同步实测数据集PMDB,分析了海表温度及其卫星反演误差和海面水汽含量的相关关系。结果表明：海表温度和水汽含量的纬度带月均值具有明显的季节变化特征。纬度越高,遥感SST偏离实测SST越小;在中低纬海域,PFSST算法通常低估了海表温度,而高纬度海域则高估了海表温度;SST误差的气候态月均值在中高纬海域具有较好的季节分布特征,与水汽、SST的季节变化相关性较高。     

GF-5卫星模拟单通道SST反演

针对国内外热红外数据空间分辨率低、反演温度精度低的问题,提出了基于高分辨率GF-5卫星热红外通道修订的单通道海表温度(sea surface temperature,SST)反演算法。以大气传输模型软件(moderate resolution atmospheric transmittance and radiance code4.0,MODTRAN 4.0)与全球大气廓线数据(thermodynamic initial guess retrieval,TIGR)为基础,采用Jiménez-MuozSobrino's单通道算法和QIN单通道算法对GF-5卫星热红外数据进行SST的模拟反演研究。通过对比不同条件下的反演误差,结果表明,B11通道的反演精度高、效果最好,B12、B10通道次之,B09通道反演精度最低;传感器垂直向下观测即观测天顶角为0°时的SST反演精度最高。由于单通道算法反演误差较大,因此进行了二次修订,修订后效果有明显改善,误差在1K以内。     

单窗算法在福建毗邻海域海表温度反演的适用性分析

基于2013~2014年春夏秋冬4个时相的HJ-1B热红外遥感影像,采用覃志豪单窗算法反演海表温度。利用实测海表温度数据作为反演结果的对比验证,结果表明:平均绝对误差为0.86℃,相关系数R~2为0.971 5。并对水汽含量和大气温度的不确定性,对反演结果产生不同程度的影响进行分析,结果表明水汽含量误差范围在-2~0g/cm~2之间,气温变化量在-2℃~2℃之间,所产生的海表温度误差在5%以内,依然可以达到较高的反演精度;冬季水汽含量的敏感性比夏季高,而大气温度在夏季的敏感性却比冬季高。因此,单窗算法在福建毗邻海域海表温度反演具有较好的适用性,对福建毗邻海域的海洋环境监测具有重要意义。     

热红外遥感地表温度反演研究现状与发展趋势

从Planck函数和热红外辐射传输方程出发,概述了热红外遥感反演地表温度的基本原理,总结了当前反演地表温度常用到的热红外遥感器及相应波段。将热红外遥感地表温度反演算法分为单通道、劈窗和多通道3大类,分析了每一类中较具代表性算法的原理、适用条件及精确度。从热红外遥感机理、发射率、环境辐射、混合像元、大气影响等方面概述了热红外遥感反演地表温度面临的主要问题,并对热红外遥感地表温度反演的发展趋势进行了展望。     

基于深度学习的海表温度遥感反演模型

针对传统的海温反演模型参数拟合过程复杂且在不同海域适应性较差等问题,为进一步提高海表温度反演精度,简化反演过程,以渤海海域为研究区域,选取该海域晴空下的MODIS遥感影像并结合实测浮标数据,利用深层神经网络建立海表温度的遥感反演模型。对反演结果进行精度分析,分析结果表明模型精度较为良好,反演值与实测值决定系数为0.978,标准差为1.28℃,平均绝对误差为0.98℃,证明了基于深度学习的海表温度遥感反演的可行性。     

巴拉望岛附近海域盐度遥感反演

针对利用光学遥感卫星进行近岸海域海表盐度的高精度反演需求,基于多元统计回归分析思想构建研究区海洋盐度反演模型,以巴拉望岛附近海域为研究区,分别以MERIS卫星和MODIS卫星影像为基础数据,对该海域的海表盐度进行反演,并利用实测Argo数据对反演结果进行精度评定和对比分析,剖析了研究区海水盐度的时空分布规律。结果表明:1)MERIS和MODIS 2种数据反演误差分别为-2.94%和1.86%,反演模型的相关系数R~2达到0.79,表明2种数据反演结果的精度较高,模型适用性较强;2)相比之下,MODIS数据反演效果优于MERIS数据;3)研究区域的海表盐度发生着季节性的变化,并且呈现出自西向东逐渐增加的趋势,这种现象可能与研究区气候、温度变化以及所处地理位置有内在联系。     

基于MTSAT卫星的我国渔业作业海区渔海况速报

卫星遥感能及时准确地掌握包括海表温度(SST)在内的渔场环境,是现代海洋渔业发展的重要技术支撑.利用静止气象卫星来观测海表温度有许多优点,目前我国静止气象卫星的应用研究主要集中在气象领域,而对渔业应用领域的研究和关注较少.针对MTSAT卫星进行海表温度反演,利用卫星所获取的影像资料提取我国主要渔业作业海区的海表温度资料,在此基础上推演底层海温.运行结果表明利用MTSAT计算的海表温度能反映海洋基本的温度场分布状况与暖寒流系的强弱产生流隔区位置情况,可以为我国海洋渔业的发展提供有效的技术支持和信患服务.     

基于Apache Spark的MODIS海表温度反演方法

为应对海量遥感影像快速计算的需求,通过对影像获取、算法和计算过程优化和改进,提出了一种基于Apache Spark并行计算框架的MODIS海表温度反演方法,实现了海量MODIS遥感影像的海表温度快速反演.应用四轮网络查询请求获取特定的时空范围影像数据,提高影像获取阶段的效率;应用简化算法参数、拟合过程变量改进海表温度劈窗算法,使之适合快速并行计算;应用弹性分布式数据集（RDD）窄依赖关系的优点,避免并行计算中的数据交换延迟.通过单机模式与集群模式对比实验,发现集成了并行计算框架的集群模式影像处理效率约为单机模式的10倍.研究结果表明了融合集群计算技术的海表温度反演过程有效提高了传统单机应用程序的处理效率.     

黑河综合遥感联合试验研究进展:概述

“黑河综合遥感联合试验”是在我国典型的内陆河流域--黑河流域开展的大型航空、卫星遥感和地面同步观测试验。28个单位的280多名科研人员、研究生和工程技术人员参加了试验。介绍了2008年加强试验期以来的研究工作进展。“黑河综合遥感联合试验”最主要的成果是一套多尺度、高质量的综合观测数据集,该数据集已正式对外发布,十分有力地支持了一系列生态、水文、定量遥感模型的发展、改进和验证,试验所期望突破“数据瓶颈”的目标已经实现。此外,已在积雪参数提取、地表冻融微波遥感、森林结构参数的遥感反演、蒸散发观测与遥感估算、土壤水分反演、生物物理参数和生物化学参数反演、水文气象观测、尺度推绎、流域水文模拟和同化应用等方面取得了丰富的研究成果。试验亮点包括蒸散发观测及其遥感模型改进、机载激光雷达的应用、多角度热红外传感器研制和应用;航空遥感在获取高质量、高分辨率数据方面依然具有不可替代的作用。     

星载微波遥感观测海表温度的研究进展

随着卫星遥感技术的快速发展,星载微波遥感作为观测海温的手段之一,受到越来越多的关注。总结了国内外星载微波遥感观测海温的发展历程和微波遥感反演海温的理论基础,归纳了多元线性回归算法和非线性迭代算法两种主要的算法类型,在此基础上介绍了国外的TMI和AMSR-E以及国内FY-3和HY-2等卫星上搭载的先进微波传感器仪器的运行参数、通道特征及其相应的反演算法,最后分析了微波遥感反演海温的影响因素,指出了目前研究中存在的问题,并对今后的研究方向进行了展望。     

Mono-window Algorithm Applicability in Fujian Sea and Its Surrounding Areas Sea Surface Temperature Retrieval

On the basis of four quarters HJ\|1b thermal infrared remote sensing images during 2013~2014,each of the spring,summer,autumn and winter,mono\|window algorithm was adopted to retrieve Sea Surface Temperature(SST).To verify the feasibility and accuracy of this algorithm,the derived results were compared with the measured SST data,show that the average absolute error is 0.86 ℃ and the correlation coefficient R² is 0.971 5.The different levels influence on derived results caused by the uncertainty of water vapor and atmospheric temperature is analyzed,indicate that if the water vapor error ranges between -2~0 g/cm²and the temperature variation is between -2 ℃~2 ℃,the sea surface temperature error will be within 5%,the high retrieving accuracy can still be achieved;The sensitivity of the water vapor in winter shows higher than in summer,while the sensitivity of atmospheric temperature demonstrates lower than in summer.Therefore,mono\|window algorithm is good applicable in the SST retrieval in Fujian sea and its surrounding areas,which is of great significance to Fujian environmental monitoring.     

Simulation of remote sensing of sea surface temperature from space: influences of cirrus clouds and stratospheric aerosols on sea surface temperatures derived from the VISSR Atmospheric Sounder

This simulation study demonstrates that cirrus clouds and volcanic aerosols with atmospheric gases would greatly affect the transmission functions and brightness temperatures of infrared window channels in the VISSR Atmospheric Sounder (VAS), and VAS-derived sea surface temperature (SST) determinations. The ;clear air (CLR) retrieval equations should not be used in the presence of cirrus and high stratospheric aerosol loadings. An alternative five-window channel algorithm could be found that would work in arbitrary clear, cirrus or aerosol conditions, but the retrieval accuracy would decrease in comparison with the multi-channel SST (MCSST) algorithms for simply cirrus clouds, or aerosols only. In MCSST algorithms, channel 12 (3–94μ) is most important for CLR, or tenuous cirrus with any kind of aerosols, or moderate cirrus with weak aerosols, whereas for moderate cirrus combined with the strong aerosol, or dense cirrus with any kind of aerosols, channel 5 (13‐34μ) or channel 8 (11–22μ) becomes the most important. In addition, the effects of variations of water vapour profile, aerosol concentration, and sea surface reflection (SSR) on SST retrievals need to be considered.     

Research on Measurement Coverage and Uncertainty Analysis of GPM Microwave Imager SST Products

Though the global precipitation measurement microwave imager(GMI)has been a new microwave sensor for about two years,no capability evaluation of GMI SST has been made.For providing some helpful information to using the products later,in the paper,monthly/annual GMI SST measurement coverage are calculated using GMI products during 4/2014 and 3/2016 and spatial and temporal variation of the coverage are also analyzed.Besides,to generate matchups set with buoy and Voluntary Observing Ship Climate(VOSClim)measurements as in\|situ data strategy has been made,and retrieval uncertainty of GMI SST are finally evaluated.All the work show,(1)the GMI SST annual coverage is about 0.51,smaller than global average,which is 0.59,but it’s significant bigger than Infrared SSTs;(2)using±3 h/0.1° as temporal and spatial match windows,and 6.5 m/s as a wind speed threshold to exclude outliers can eliminate some of the errors effectively;(3)GMI SST Bias is-0.02±0.89 ℃,and is approximate to bias of some other SST products.     

基于HJ-1B卫星数据的南京市地表温度反演研究

地表温度(LST)是全球变化的过程参数,应用HJ-1B-RS热红外数据,采用辐射传输法(RTE)、覃志豪单窗算法(Qins’)和普适性单通道算法(JM&S)对南京市地表温度进行反演。结果表明:3种算法均能较好地反映南京地区的地表温度趋势。RTE反演精度最高,与MODIS地温产品的差值多集中在2.1 K左右;Qins’的反演结果略低,温差多集中在3.87 K左右;而JM&S的结果明显偏低,温差多集中在5.96 K左右。结合土地利用类型图对地表温度进行分析,RTE温度结果中,温度最高的建设用地与温度最低的水体的温度相差4.1 K;Qins’温度结果中建设用地与水体的温度相差4.38 K;JM&S温度结果中建设用地与水体的温度相差2.15 K。RTE和Qins’更能体现不同土地利用类型之间的温度差异及对城市热岛的贡献。     

T-STAR: 一种基于关键词的关系数据库时态信息检索方法*

将时态信息融入到信息检索技术中可以有效提高检索效果,时态信息检索已有较多的研究,而现有数据库信息检索方法还缺乏对时态信息有效利用。针对这一研究问题,提出关系数据库上基于时态语义的关键词检索方法,引入时态信息构建时态数据图,设计时态相关性评分机制,在时态图搜索过程中引入时态语义约束,设计基于关键词的时态检索算法。实验验证了该方法可以有效提高数据库信息检索效果,而检索性能并没有降低。     

Comment on ‘Effect of surface wind speed and sensor view zenith angle dependence of emissivity on SST retrieval from thermal infrared data: ATSR’

Singh, in a recent paper, attempts to describe the effect of sea surface emissivity variations on sea surface temperature (SST) retrieval from satellite borne infrared instruments (specifically the Along Track Scanning Radiometer (ATSR)). It is based, for the most part, on an incorrect premise, draws conclusions about SST retrieval accuracy which are not supported by the necessaryevaluation of atmospheric and retrieval algorithm effects, and contains erroneous calculations. The shortcomings of the paper are discussed.     

Derivation and Comparison of Water Vapor between Infrared Channels and Near Infrared Channels from FY\|3

Atmospheric water vapor content has important significance for radiometric correction of satellite image,understanding of atmospheric micro\|physical process,precipitation prediction and so on.We will retrievie atmospheric column water vapor based on Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MERSI)near infrared channels and Visible and Infrared Radiometer (VIRR)thermal infrared channels datas of FY\|3A,respectively.Comparing the retrieval results of MERSI,VIRR and the observations of sounding ground stations respectively,we find :① the observed correlation between retrieval results of MERSI and observations is 0.763,while retrieval results of VIRR has poor correlations with observations,which is0.169.What’s more,The retrieval accuracy of MERSI (1.108 g/cm2)is higher than that of VIRR (1.894 g/cm2);②The average atmospheric column water vapor with three channels of MERSI has higher retrieval accuracy than channel 17th(1.133 g/cm2),18th(1.424 g/cm2),19th(1.827 g/cm2).The main reason is that three channels have different sensitivities of water vapor,and utilizing three channels to retrieve atmospheric column water vapor content can reach the effect of perfection.     

基于高亮特征匹配的双视向SAR图像建筑物高度提取

由于城区场景的复杂性和SAR成像几何畸变的影响,基于单幅SAR图像的建筑物高度提取常常存在很大困难。针对这一问题,利用建筑物目标SAR成像形成的叠掩、二次散射、较强单次散射等散射机制对应的高亮特征非常典型,并且对方向性敏感的特点,提出了一种基于双视向SAR图像高亮特征与几何模型匹配的建筑物高度提取方法。首先分析了建筑物目标的SAR图像散射特征及对雷达视向的敏感性,然后构造了建筑物目标在双视向SAR图像上高亮特征几何模型,然后基于灰度均值、灰度概率分布、边界信息定义匹配函数,并利用多种群遗传算法进行优化求解,最终得到建筑物目标的高度信息。基于模拟和机载SAR图像的试验表明该方法的建筑物高度平均反演误差小于1m,可以有效提高建筑物高度反演的精度。