L波段SMAP卫星的中西太平洋平静海表面亮温信息提取研究
发布时间：2021-07-28 11:34
微波遥感相比于光学遥感,具备全天候、全天时监测大范围的水文及海洋环境动力要素的优势,是卫星遥感监测海表面亮温的有效手段,其中L波段（1.4～1.427GHz）是受到国际条约保护的、用于无线电天文学研究的波段,云对该波段的影响可以忽略不计,并且是目前国际上公认微波观测技术监测海表面亮温首选的波段。海表面亮温是微波遥感正向辐射传输模型研究的关键因子,并且获取真实有效的海表面辐射亮温是反演其他海洋表层物理、几何参量（包括海表面盐度、海表面风场）的基础。论文以中西太平洋海域为研究对象,仿真研究了K-S（Klein-Swift）、M-W（Meissner-Wentz）、Bl（Blanch-Auasca）三种应用广泛的海水介电常数模型的差异性,分析了2018年春、夏、秋、冬四个季节的风速与亮温增益的相关性,并且对中西太平洋海域的季节性平静海表面亮温信息进行了提取与误差分析。为海表面盐度等海洋环境要素的反演提供了参考,具有一定的科学意义和应用前景。论文首先通过使用K-S、M-W、Bl三种海水介电常数模型进行温仿真模拟,进而比较分析三种模型的实部和虚部值随电磁波入射角变化的差异,并且使用介电常数模型仿...
【文章来源】：上海海洋大学上海市
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
研究区域Fig.1-1Mapofthestudyarea
上海海洋大学硕士学位论文5最后与修正SMAP模型亮温计算出的平静海表面亮温进行对比分析，定量评价该亮温模型提取海表面亮温信息的可用性。全文的基本技术路线见图1-2。图1-2技术流程图Fig.1-2Flowchartofthetechnology1.4主要内容和创新点论文所研究的主要内容是选择合适的海水介电常数用于计算中西太平洋部分海域的平静海表面亮温，与剔除风致海表面粗糙度的具有季节代表性的辐射亮温进行线性回归分析研究。首先是通过输入盐度、温度、入射角、极化方式等实验数据计算海水介电常数的实部、虚部值，对三种介电常数模型进行仿真分析其差异性，然后使用2018年春季（10月）、夏季（1月）、秋季（4月）、冬季（7月）共4个季节的SMAP卫星L2C亮温以及Windsat风场数据，分析风速与亮温增益之间的相关性，接着利用最小二乘法建立三个风速区间亮温增益与风速的亮温模型，在考虑白冠对亮温的影响情况下，利用选择出的介电常数模型计算平静海表面亮温，作为参考亮温，最后与修正SMAP卫星亮温进行对比分析研究。
上海海洋大学硕士学位论文7第二章卫星遥感数据和Argo浮标数据集2.1卫星遥感数据2.1.1SMAP卫星数据介绍美国国家航空航天局NASA于2015年1月31日使用德尔塔II型（Delta-2）火箭在加利福尼亚范登堡空军基地发射SMAP卫星升空（图2-1），同年4月份正式开始观测，该卫星主要任务是探测土壤湿度，是NASA首颗土壤水分观测卫星，也可用于海水盐度和海表面风场的反演，搭载的L波段（1.4GHz-1.427GHz）辐射计和雷达计[31]，能够穿透地表5cm深度，具有穿透云和中等程度植被观测覆盖的特色[[32]、[33]]。采用主被动结合工作方式，有助于人类对于干旱监测[34]、因降水和融雪导致的洪水监测以及气候的预测，搭载的辐射计可以获取空间分辨率为35km的垂直极化和水平极化亮温数据和第三、四斯托克斯参数，SMAP卫星传感器包括散射计和辐射计，轨道高度685km，准确的重访周期为8d。表2-1是SMAP卫星及辐射计主要参数介绍，表2-2是SMAP卫星数据产品介绍。图2-1SMAP卫星观测图（参考https://www.nasa.gov/topics/earth/images/index.html）Fig.2-1TheovservationsofSMAPsatellite（Referencetohttps://www.nasa.gov/topics/earth/images/index.html）
【参考文献】：
期刊论文
[1]The Influence of Wind Speed and Sea States on Whitecap Coverage[J]. JIA Nan,ZHAO Dongliang. Journal of Ocean University of China. 2019(02)
[2]海洋环境因素对白冠覆盖率的影响及其数值估算[J]. 王亚楠,赵栋梁. 海洋与湖沼. 2018(04)
[3]环境参数对L波段盐度计观测亮温的影响研究[J]. 王迎强,严明,严卫,张锐,李萍. 海洋技术学报. 2017(06)
[4]海表温度对SMOS盐度遥感反演精度的影响[J]. 金旭晨,朱乾坤,潘德炉,龚芳,何贤强. 遥感学报. 2017(06)
[5]亮温拟合模型在南海海表盐度反演中的应用[J]. 邓广,李洪平. 地理空间信息. 2017(07)
[6]海面掠入射散射特性及布儒斯特效应研究[J]. 刘万萌,童创明,彭鹏,王童. 微波学报. 2017(03)
[7]渤、黄、东海泡沫厚度的分布及对亮温的修正[J]. 石永芳,赵红,杨永增. 海洋科学进展. 2016(04)
[8]海面粗糙度引起的SMOS卫星亮温增益研究[J]. 李化良,韩震,张宜振. 遥感信息. 2016(05)
[9]海洋盐度的主被动微波遥感探测技术研究[J]. 王丛丛. 空间电子技术. 2015(04)
[10]利用SMOS卫星数据反演海洋盐度方法研究[J]. 卢红丽,王振占,殷晓斌. 遥感技术与应用. 2014(03)
博士论文
[1]泡沫覆盖海面微波辐射机理研究[D]. 刘淑波.中国科学院研究生院(海洋研究所) 2015
硕士论文
[1]实孔径微波辐射计海面盐度反演方法研究[D]. 刘雅丽.华中科技大学 2016
本文编号：3307839
【文章来源】：上海海洋大学上海市
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
研究区域Fig.1-1Mapofthestudyarea
上海海洋大学硕士学位论文5最后与修正SMAP模型亮温计算出的平静海表面亮温进行对比分析，定量评价该亮温模型提取海表面亮温信息的可用性。全文的基本技术路线见图1-2。图1-2技术流程图Fig.1-2Flowchartofthetechnology1.4主要内容和创新点论文所研究的主要内容是选择合适的海水介电常数用于计算中西太平洋部分海域的平静海表面亮温，与剔除风致海表面粗糙度的具有季节代表性的辐射亮温进行线性回归分析研究。首先是通过输入盐度、温度、入射角、极化方式等实验数据计算海水介电常数的实部、虚部值，对三种介电常数模型进行仿真分析其差异性，然后使用2018年春季（10月）、夏季（1月）、秋季（4月）、冬季（7月）共4个季节的SMAP卫星L2C亮温以及Windsat风场数据，分析风速与亮温增益之间的相关性，接着利用最小二乘法建立三个风速区间亮温增益与风速的亮温模型，在考虑白冠对亮温的影响情况下，利用选择出的介电常数模型计算平静海表面亮温，作为参考亮温，最后与修正SMAP卫星亮温进行对比分析研究。
上海海洋大学硕士学位论文7第二章卫星遥感数据和Argo浮标数据集2.1卫星遥感数据2.1.1SMAP卫星数据介绍美国国家航空航天局NASA于2015年1月31日使用德尔塔II型（Delta-2）火箭在加利福尼亚范登堡空军基地发射SMAP卫星升空（图2-1），同年4月份正式开始观测，该卫星主要任务是探测土壤湿度，是NASA首颗土壤水分观测卫星，也可用于海水盐度和海表面风场的反演，搭载的L波段（1.4GHz-1.427GHz）辐射计和雷达计[31]，能够穿透地表5cm深度，具有穿透云和中等程度植被观测覆盖的特色[[32]、[33]]。采用主被动结合工作方式，有助于人类对于干旱监测[34]、因降水和融雪导致的洪水监测以及气候的预测，搭载的辐射计可以获取空间分辨率为35km的垂直极化和水平极化亮温数据和第三、四斯托克斯参数，SMAP卫星传感器包括散射计和辐射计，轨道高度685km，准确的重访周期为8d。表2-1是SMAP卫星及辐射计主要参数介绍，表2-2是SMAP卫星数据产品介绍。图2-1SMAP卫星观测图（参考https://www.nasa.gov/topics/earth/images/index.html）Fig.2-1TheovservationsofSMAPsatellite（Referencetohttps://www.nasa.gov/topics/earth/images/index.html）
【参考文献】：
期刊论文
[1]The Influence of Wind Speed and Sea States on Whitecap Coverage[J]. JIA Nan,ZHAO Dongliang. Journal of Ocean University of China. 2019(02)
[2]海洋环境因素对白冠覆盖率的影响及其数值估算[J]. 王亚楠,赵栋梁. 海洋与湖沼. 2018(04)
[3]环境参数对L波段盐度计观测亮温的影响研究[J]. 王迎强,严明,严卫,张锐,李萍. 海洋技术学报. 2017(06)
[4]海表温度对SMOS盐度遥感反演精度的影响[J]. 金旭晨,朱乾坤,潘德炉,龚芳,何贤强. 遥感学报. 2017(06)
[5]亮温拟合模型在南海海表盐度反演中的应用[J]. 邓广,李洪平. 地理空间信息. 2017(07)
[6]海面掠入射散射特性及布儒斯特效应研究[J]. 刘万萌,童创明,彭鹏,王童. 微波学报. 2017(03)
[7]渤、黄、东海泡沫厚度的分布及对亮温的修正[J]. 石永芳,赵红,杨永增. 海洋科学进展. 2016(04)
[8]海面粗糙度引起的SMOS卫星亮温增益研究[J]. 李化良,韩震,张宜振. 遥感信息. 2016(05)
[9]海洋盐度的主被动微波遥感探测技术研究[J]. 王丛丛. 空间电子技术. 2015(04)
[10]利用SMOS卫星数据反演海洋盐度方法研究[J]. 卢红丽,王振占,殷晓斌. 遥感技术与应用. 2014(03)
博士论文
[1]泡沫覆盖海面微波辐射机理研究[D]. 刘淑波.中国科学院研究生院(海洋研究所) 2015
硕士论文
[1]实孔径微波辐射计海面盐度反演方法研究[D]. 刘雅丽.华中科技大学 2016
本文编号：3307839
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