多源遙感協同下的全天候地表溫度估算研究
發(fā)布時間：2021-07-25 11:11
地表溫度是地球表面與大氣之間界面的重要物理參量之一,不僅是氣候變化的敏感指示因子,還是眾多地氣模型的直接輸入參數,在許多領域有廣泛的應用。相對于地面站點實測方式,衛(wèi)星遙感在觀測地表溫度方面具有空間高密度覆蓋、重復觀測和低成本等突出優(yōu)勢,使得長時序大范圍的地表溫度觀測成為可能。目前,全天候遙感地表溫度,特別是中高空間分辨率（如1 km）的全天候地表溫度已成為科學研究和相關行業(yè)領域的迫切需求。然而,由于物理機制所限,目前在估算地表溫度中使用最廣泛的熱紅外遙感在非晴空條件下受云影響,無法滿足全天候地表溫度獲取的要求。協同（或集成）衛(wèi)星熱紅外遙感和被動微波遙感觀測以及協同衛(wèi)星熱紅外遙感地表觀測和再分析數據是估算全天候遙感地表溫度的兩種可行途徑。然而,目前其理論方法均存在瓶頸:其中,熱紅外遙感和被動微波遙感的集成中主要存在“兩者物理意義的不一致”、“兩者的空間分辨率不一致”以及“兩者集成的地表溫度并非真正意義上的全天候”三個問題;而集成熱紅外遙感地表溫度和再分析數據地表溫度估算全天候地表溫度的研究尚處于起步階段,相關研究極為匱乏。本文針對上述問題進行了針對性的研究,發(fā)展了多種新的中高分辨率遙感全...
【文章來源】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】：167 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
2011年6月14日基于全球AMSR-E被動微波亮溫得到的白天(升軌)近地表風速(wind speed),圖片來源于http://www.remss.com/missions/amsr/。圖中黑色部分為傳感器極軌軌道間隙內亮溫缺失造成的數據缺失�？梢钥吹介g隙的寬度隨緯度減小而增大
需要說明的是,在熱紅外和被動微波遙感集成估算全天候地表溫度的過程中,前述的三個問題是同時存在的。故本文的前三個研究內容并非完全平行:研究二和研究三是在側重解決某一問題的同時間接考慮其他問題。例如,研究內容二在解決“被動微波與熱紅外地表溫度空間分辨率不一致”問題的同時,也間接地考慮了“被動微波遙感地表溫度和熱紅外遙感地表溫度物理意義不一致”和“被動微波亮溫缺失導致的全天候地表溫度缺失”的問題。同理,研究三也是如此。而研究內容一未能考慮其他兩個問題的主要原因是目前被動熱采樣深度估算模型僅在被動微波的低空間分辨率上可用,尚無法應用于熱紅外遙感的空間分辨率上。這也是此研究未能像其他三個研究一樣估算得到1 km分辨率全天候地表溫度的主要原因。1.4 本文的結構安排
研究區(qū)如圖2-1所示。第一個研究區(qū)為中國西北和蒙古的部分地區(qū)(northwestern China-western Mongolia,NCWM),經緯度范圍為98.575oE~103.575oE和39.975oN~45.225oN,屬溫帶大陸性氣候;第二個研究區(qū)為納米畢業(yè)西部地區(qū)(western Namibia,WN),經緯度范圍為14.575oE~16.075oE和21.025oS~24.025oS,屬亞熱帶沙漠氣候。兩個研究區(qū)下墊面均為地形平坦,空間異質性低的下墊面。主要的地表類型為裸地。2.2.2 遙感數據
【參考文獻】：
期刊論文
[1]高分五號全譜段光譜成像儀地表溫度與發(fā)射率反演[J]. 楊以坤,歷華,孫林,杜永明,曹彪,柳欽火,朱金山. 遙感學報. 2019(06)
[2]L波段土壤等效溫度與熱紅外溫度的差異分析及模型構建[J]. 馬紅章,劉素美,柳欽火,聞建光,王合順. 太陽能學報. 2012(10)
[3]FY-3A陸表溫度反演及高溫天氣過程動態(tài)監(jiān)測[J]. 董立新,楊虎,張鵬,唐世浩,陸其峰. 應用氣象學報. 2012(02)
[4]China land soil moisture EnKF data assimilation based on satellite remote sensing data[J]. SHI ChunXiang1, XIE ZhengHui2, QIAN Hui3, LIANG MiaoLing4 & YANG XiaoChun1 1 National Satellite Meteorological Center, China Meteorological Administration, Beijing 100081, China; 2 Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029, China; 3 Institute of Geology, Chinese Academy of Geological Sciences; Key Geodynamics Laboratory, the Ministry of Land and Resources, Beijing 100037, China; 4 National Meteorological Center, China Meteorological Administration, Beijing 100081, China. Science China（Earth Sciences）. 2011(09)
[5]熱紅外與L波段土壤溫度的數值模擬及差異分析[J]. 馬紅章,柳欽火,聞建光,施建. 國土資源遙感. 2011(02)
[6]熱紅外聯合被動微波重構裸土區(qū)地表溫度時間序列數據算法[J]. 馬紅章,柳欽火,楊樂,杜鶴娟,施建. 紅外與激光工程. 2011(03)
[7]一個針對被動微波AMSR-E數據反演地表溫度的物理統(tǒng)計算法[J]. 毛克彪,施建成,李召良,覃志豪,李滿春,徐斌. 中國科學.D輯:地球科學. 2006(12)
[8]青藏高原能量和水循環(huán)試驗研究——GAME/Tibet與CAMP/Tibet研究進展[J]. 馬耀明,姚檀棟,王介民. 高原氣象. 2006(02)
[9]半干旱地區(qū)吉林通榆“干旱化和有序人類活動”長期觀測實驗[J]. 劉輝志,董文杰,符淙斌,石立慶. 氣候與環(huán)境研究. 2004(02)
[10]SSM/I遙感中國東部地面溫度[J]. 李萬彪,朱元競,洪剛,趙柏林. 自然科學進展. 1998(03)
碩士論文
[1]面向AMSR2被動微波遙感數據的地表溫度反演方法與驗證研究[D]. 代馮楠.電子科技大學 2016
本文編號：3301918
【文章來源】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】：167 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
2011年6月14日基于全球AMSR-E被動微波亮溫得到的白天(升軌)近地表風速(wind speed),圖片來源于http://www.remss.com/missions/amsr/。圖中黑色部分為傳感器極軌軌道間隙內亮溫缺失造成的數據缺失�？梢钥吹介g隙的寬度隨緯度減小而增大
需要說明的是,在熱紅外和被動微波遙感集成估算全天候地表溫度的過程中,前述的三個問題是同時存在的。故本文的前三個研究內容并非完全平行:研究二和研究三是在側重解決某一問題的同時間接考慮其他問題。例如,研究內容二在解決“被動微波與熱紅外地表溫度空間分辨率不一致”問題的同時,也間接地考慮了“被動微波遙感地表溫度和熱紅外遙感地表溫度物理意義不一致”和“被動微波亮溫缺失導致的全天候地表溫度缺失”的問題。同理,研究三也是如此。而研究內容一未能考慮其他兩個問題的主要原因是目前被動熱采樣深度估算模型僅在被動微波的低空間分辨率上可用,尚無法應用于熱紅外遙感的空間分辨率上。這也是此研究未能像其他三個研究一樣估算得到1 km分辨率全天候地表溫度的主要原因。1.4 本文的結構安排
研究區(qū)如圖2-1所示。第一個研究區(qū)為中國西北和蒙古的部分地區(qū)(northwestern China-western Mongolia,NCWM),經緯度范圍為98.575oE~103.575oE和39.975oN~45.225oN,屬溫帶大陸性氣候;第二個研究區(qū)為納米畢業(yè)西部地區(qū)(western Namibia,WN),經緯度范圍為14.575oE~16.075oE和21.025oS~24.025oS,屬亞熱帶沙漠氣候。兩個研究區(qū)下墊面均為地形平坦,空間異質性低的下墊面。主要的地表類型為裸地。2.2.2 遙感數據
【參考文獻】：
期刊論文
[1]高分五號全譜段光譜成像儀地表溫度與發(fā)射率反演[J]. 楊以坤,歷華,孫林,杜永明,曹彪,柳欽火,朱金山. 遙感學報. 2019(06)
[2]L波段土壤等效溫度與熱紅外溫度的差異分析及模型構建[J]. 馬紅章,劉素美,柳欽火,聞建光,王合順. 太陽能學報. 2012(10)
[3]FY-3A陸表溫度反演及高溫天氣過程動態(tài)監(jiān)測[J]. 董立新,楊虎,張鵬,唐世浩,陸其峰. 應用氣象學報. 2012(02)
[4]China land soil moisture EnKF data assimilation based on satellite remote sensing data[J]. SHI ChunXiang1, XIE ZhengHui2, QIAN Hui3, LIANG MiaoLing4 & YANG XiaoChun1 1 National Satellite Meteorological Center, China Meteorological Administration, Beijing 100081, China; 2 Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029, China; 3 Institute of Geology, Chinese Academy of Geological Sciences; Key Geodynamics Laboratory, the Ministry of Land and Resources, Beijing 100037, China; 4 National Meteorological Center, China Meteorological Administration, Beijing 100081, China. Science China（Earth Sciences）. 2011(09)
[5]熱紅外與L波段土壤溫度的數值模擬及差異分析[J]. 馬紅章,柳欽火,聞建光,施建. 國土資源遙感. 2011(02)
[6]熱紅外聯合被動微波重構裸土區(qū)地表溫度時間序列數據算法[J]. 馬紅章,柳欽火,楊樂,杜鶴娟,施建. 紅外與激光工程. 2011(03)
[7]一個針對被動微波AMSR-E數據反演地表溫度的物理統(tǒng)計算法[J]. 毛克彪,施建成,李召良,覃志豪,李滿春,徐斌. 中國科學.D輯:地球科學. 2006(12)
[8]青藏高原能量和水循環(huán)試驗研究——GAME/Tibet與CAMP/Tibet研究進展[J]. 馬耀明,姚檀棟,王介民. 高原氣象. 2006(02)
[9]半干旱地區(qū)吉林通榆“干旱化和有序人類活動”長期觀測實驗[J]. 劉輝志,董文杰,符淙斌,石立慶. 氣候與環(huán)境研究. 2004(02)
[10]SSM/I遙感中國東部地面溫度[J]. 李萬彪,朱元競,洪剛,趙柏林. 自然科學進展. 1998(03)
碩士論文
[1]面向AMSR2被動微波遙感數據的地表溫度反演方法與驗證研究[D]. 代馮楠.電子科技大學 2016
本文編號：3301918
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