基于国产自主卫星的海表温度红外遥感机理与算法研究
发布时间：2021-01-23 14:41
海洋学研究中最重要的物理参数之一—海洋水体表面温度,简称为SST（Sea Surface Temperature）,与许多的海洋过程,尤其是海洋动力过程有关。海洋在空间上的大尺度特性是海洋研究面临的一个主要问题。传统走航或站点测量不足以准确反映海洋温度场的整体状况,而卫星遥感手段使问题迎刃而解。论文主要探讨热红外遥感SST反演在我国自主卫星中的应用。简要介绍了热红外遥感的发展,包括热红外遥感器及热红外遥感温度反演理论的发展。给出了热红外遥感中重要的基本概念及定律,对太阳及地物的热红外辐射特性进行了简要分析,指出大气在热红外辐射传输中的作用及影响。阐述热红外遥感大气窗口的概念,并总结了现有主要海表温度反演算法。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数据的NLSST分裂窗算法,实测数据独立样本精度验证表明：算法平均误差为0.78℃。将FY-3A/MERSI数据的1030nm通道应用于大气水汽含量反演,建立了局地化的FY-3A海洋大气水汽反演算法,以岸基全自动太阳光度计（CE-318）野外定点长时间序列现场实测数据对算法...
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：145 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究目的及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 千米级空间分辨率卫星遥感SST的发展
1.2.2 百米级空间分辨率卫星遥感SST的发展
1.3 研究内容和技术路线
1.3.1 研究内容
1.3.2 技术路线
1.4 本章小结
第2章 热红外遥感温度反演的基本理论与方法
2.1 电磁波谱
2.2 热辐射基本概念及定律
2.2.1 热辐射基本概念
2.2.2 热辐射基本定律
2.3 物体的热红外辐射特性
2.3.1 太阳的热红外辐射特性
2.3.2 地物的热红外辐射特性
2.3.3 大气对热红外辐射的影响
2.4 热红外遥感与大气窗口
2.5 热红外遥感SST反演常用方法
2.5.1 辐射传输方程法
2.5.2 单通道法
2.5.3 分裂窗法
2.5.4 多通道法
2.6 本章小结
第3章 FY-3A卫星海表温度反演算法研究
3.1 引言
3.2 研究区域
3.3 材料与方法
3.3.1 现场实测数据
3.3.2 卫星影像数据及预处理
3.3.3 数据匹配及质量控制
3.3.4 研究方法
3.3.5 精度评价方法
3.4 FY-3A/VIRR非线性海表温度反演算法研究
3.4.1 NLSST算法简介
sfc参量的获取"> 3.4.2 Tsfc参量的获取
SSTFY-3A算法建立"> 3.4.3 NMEMCSSTFY-3A算法建立
SSTFY-3A业务化算法实际应用"> 3.4.4 NMEMCSSTFY-3A业务化算法实际应用
3.4.5 算法验证
3.5 FY-3ANIRR海表温度专题产品
3.5.1 每日产品
3.5.2 月均产品
3.6 本章小结
第4章 FY-3A卫星海洋大气柱水汽含量遥感反演研究
4.1 引言
4.2 研究区域
4.3 材料与方法
4.3.1 现场实测数据
4.3.2 卫星影像数据及预处理
4.3.3 数据匹配及质量控制
4.3.4 研究方法
4.3.5 精度评价方法
4.4 算法建立
4.4.1 基本原理
4.4.2 通道比值法
4.4.3 FY-3A/MERSI大气水汽反演算法模型
4.4.4 实际应用与精度分析
4.5 FY-3A/MERSI大气柱水汽含量专题产品
4.6 本章小结
第5章 HJ-1B卫星海表温度反演算法研究
5.1 引言
5.2 研究区域
5.3 材料与方法
5.3.1 现场实测数据
5.3.2 卫星影像数据及预处理
5.3.3 数据匹配及质量控制
5.3.4 研究方法
5.3.5 HJ-1B/IRS数据便捷云检测方法
5.3.6 精度评价方法
5.4 改进Qin单窗算法的建立
5.4.1 单窗算法简介
5.4.2 算法的建立
5.4.3 算法验证
5.4.4 关键参量敏感性分析
5.5 线性订正Artis算法建立
5.5.1 Artis算法简介
5.5.2 线性修订Artis算法的建立
5.5.3 算法验证
5.5.4 关键参量敏感性分析
5.6 HJ-1B海表温度专题产品
5.7 本章小结
结论
参考文献
VIRR L1数据定标方法及相关参数">附录A FY-3AVIRR L1数据定标方法及相关参数
MERSI L1数据定标方法及相关参数">附录B FY-3AMERSI L1数据定标方法及相关参数
附录C 环境减灾星座A/B星各载荷在轨绝对辐射定标系数-2012
攻读学位期间公开发表论文
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于非线性算法的FY-3A/VIRR SST反演[J]. 何全军,曹静,陈翔,张月维. 气象. 2013(01)
[2]基于环境减灾卫星热红外波段数据研究核电厂温排水分布[J]. 周颖,巩彩兰,匡定波,胡勇. 红外与毫米波学报. 2012(06)
[3]基于岸基实测数据的FY-3A近红外通道海洋大气水汽反演[J]. 王祥,赵冬至,苏岫,杨建洪,马玉娟. 红外与毫米波学报. 2012(06)
[4]基于HJ-1B热红外数据的单通道地表温度反演[J]. 董金芳. 陕西气象. 2012(06)
[5]基于动态阈值的HJ-1B图像云检测算法研究[J]. 韩杰,杨磊库,李慧芳,梁洪有,马晓红,谢玉娟. 国土资源遥感. 2012(02)
[6]HJ-1B卫星海表温度定量反演业务化算法研究——以中国北部海区为例[J]. 王祥,赵冬至,杨建洪,赵玲. 海洋科学. 2012(06)
[7]环境一号卫星热红外数据监测核电站温排水分布——以大亚湾为例[J]. 梁珊珊,张兵,李俊生,张浩,申茜. 遥感信息. 2012(02)
[8]利用HJ-1B星热红外遥感图像研究城市热岛效应[J]. 韩启金,傅俏燕,潘志强,杨磊,王爱春. 航天返回与遥感. 2012(01)
[9]单通道物理法反演海表温度的参数敏感性分析及验证[J]. 周旋,杨晓峰,程亮,李紫薇. 红外与毫米波学报. 2012(01)
[10]莱州湾环境污染遥感信息提取试验[J]. 过杰,谢强,陈忠彪. 海洋科学. 2012(02)
博士论文
[1]地表演变对城市热环境影响的定量研究[D]. 王伟武.浙江大学 2004
硕士论文
[1]风云卫星地表温度反演算法研究[D]. 胡菊旸.中国气象科学研究院 2012
[2]基于MODIS数据的海面温度反演及应用研究[D]. 宋佳.西安电子科技大学 2011
[3]基于HJ-1B星的云检测及土地覆盖模式与地表温度研究[D]. 韩春峰.福建师范大学 2010
[4]海表温度（SST）遥感反演系统设计与实现[D]. 陈宏.福建师范大学 2009
[5]红外图像目标识别技术研究[D]. 鲁欣.哈尔滨工程大学 2007
本文编号：2995396
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：145 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究目的及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 千米级空间分辨率卫星遥感SST的发展
1.2.2 百米级空间分辨率卫星遥感SST的发展
1.3 研究内容和技术路线
1.3.1 研究内容
1.3.2 技术路线
1.4 本章小结
第2章 热红外遥感温度反演的基本理论与方法
2.1 电磁波谱
2.2 热辐射基本概念及定律
2.2.1 热辐射基本概念
2.2.2 热辐射基本定律
2.3 物体的热红外辐射特性
2.3.1 太阳的热红外辐射特性
2.3.2 地物的热红外辐射特性
2.3.3 大气对热红外辐射的影响
2.4 热红外遥感与大气窗口
2.5 热红外遥感SST反演常用方法
2.5.1 辐射传输方程法
2.5.2 单通道法
2.5.3 分裂窗法
2.5.4 多通道法
2.6 本章小结
第3章 FY-3A卫星海表温度反演算法研究
3.1 引言
3.2 研究区域
3.3 材料与方法
3.3.1 现场实测数据
3.3.2 卫星影像数据及预处理
3.3.3 数据匹配及质量控制
3.3.4 研究方法
3.3.5 精度评价方法
3.4 FY-3A/VIRR非线性海表温度反演算法研究
3.4.1 NLSST算法简介
sfc参量的获取"> 3.4.2 Tsfc参量的获取
SSTFY-3A算法建立"> 3.4.3 NMEMCSSTFY-3A算法建立
SSTFY-3A业务化算法实际应用"> 3.4.4 NMEMCSSTFY-3A业务化算法实际应用
3.4.5 算法验证
3.5 FY-3ANIRR海表温度专题产品
3.5.1 每日产品
3.5.2 月均产品
3.6 本章小结
第4章 FY-3A卫星海洋大气柱水汽含量遥感反演研究
4.1 引言
4.2 研究区域
4.3 材料与方法
4.3.1 现场实测数据
4.3.2 卫星影像数据及预处理
4.3.3 数据匹配及质量控制
4.3.4 研究方法
4.3.5 精度评价方法
4.4 算法建立
4.4.1 基本原理
4.4.2 通道比值法
4.4.3 FY-3A/MERSI大气水汽反演算法模型
4.4.4 实际应用与精度分析
4.5 FY-3A/MERSI大气柱水汽含量专题产品
4.6 本章小结
第5章 HJ-1B卫星海表温度反演算法研究
5.1 引言
5.2 研究区域
5.3 材料与方法
5.3.1 现场实测数据
5.3.2 卫星影像数据及预处理
5.3.3 数据匹配及质量控制
5.3.4 研究方法
5.3.5 HJ-1B/IRS数据便捷云检测方法
5.3.6 精度评价方法
5.4 改进Qin单窗算法的建立
5.4.1 单窗算法简介
5.4.2 算法的建立
5.4.3 算法验证
5.4.4 关键参量敏感性分析
5.5 线性订正Artis算法建立
5.5.1 Artis算法简介
5.5.2 线性修订Artis算法的建立
5.5.3 算法验证
5.5.4 关键参量敏感性分析
5.6 HJ-1B海表温度专题产品
5.7 本章小结
结论
参考文献
VIRR L1数据定标方法及相关参数">附录A FY-3AVIRR L1数据定标方法及相关参数
MERSI L1数据定标方法及相关参数">附录B FY-3AMERSI L1数据定标方法及相关参数
附录C 环境减灾星座A/B星各载荷在轨绝对辐射定标系数-2012
攻读学位期间公开发表论文
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于非线性算法的FY-3A/VIRR SST反演[J]. 何全军,曹静,陈翔,张月维. 气象. 2013(01)
[2]基于环境减灾卫星热红外波段数据研究核电厂温排水分布[J]. 周颖,巩彩兰,匡定波,胡勇. 红外与毫米波学报. 2012(06)
[3]基于岸基实测数据的FY-3A近红外通道海洋大气水汽反演[J]. 王祥,赵冬至,苏岫,杨建洪,马玉娟. 红外与毫米波学报. 2012(06)
[4]基于HJ-1B热红外数据的单通道地表温度反演[J]. 董金芳. 陕西气象. 2012(06)
[5]基于动态阈值的HJ-1B图像云检测算法研究[J]. 韩杰,杨磊库,李慧芳,梁洪有,马晓红,谢玉娟. 国土资源遥感. 2012(02)
[6]HJ-1B卫星海表温度定量反演业务化算法研究——以中国北部海区为例[J]. 王祥,赵冬至,杨建洪,赵玲. 海洋科学. 2012(06)
[7]环境一号卫星热红外数据监测核电站温排水分布——以大亚湾为例[J]. 梁珊珊,张兵,李俊生,张浩,申茜. 遥感信息. 2012(02)
[8]利用HJ-1B星热红外遥感图像研究城市热岛效应[J]. 韩启金,傅俏燕,潘志强,杨磊,王爱春. 航天返回与遥感. 2012(01)
[9]单通道物理法反演海表温度的参数敏感性分析及验证[J]. 周旋,杨晓峰,程亮,李紫薇. 红外与毫米波学报. 2012(01)
[10]莱州湾环境污染遥感信息提取试验[J]. 过杰,谢强,陈忠彪. 海洋科学. 2012(02)
博士论文
[1]地表演变对城市热环境影响的定量研究[D]. 王伟武.浙江大学 2004
硕士论文
[1]风云卫星地表温度反演算法研究[D]. 胡菊旸.中国气象科学研究院 2012
[2]基于MODIS数据的海面温度反演及应用研究[D]. 宋佳.西安电子科技大学 2011
[3]基于HJ-1B星的云检测及土地覆盖模式与地表温度研究[D]. 韩春峰.福建师范大学 2010
[4]海表温度（SST）遥感反演系统设计与实现[D]. 陈宏.福建师范大学 2009
[5]红外图像目标识别技术研究[D]. 鲁欣.哈尔滨工程大学 2007
本文编号：2995396
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/haiyang/2995396.html
