卫星遥感反演中国地区地表反照率的改进研究

发布时间：2020-04-06 03:07

【摘要】：地表反照率是气候和陆面过程模式中的重要地表参数。由于云覆盖、数据质量低等因素的影响,使得中国地区地表反照率的反演效率和反演精度大大降低。全面地了解MODIS地表反照率产品在中国地区的反演质量及其时空分布特征,有助于促进该产品在我国气候和陆面过程模式、数值天气预报中的应用,并为改进中国地区地表反照率的卫星遥感反演研究提供参考。美国Suomi NPP/VIIRS的地表通道设置与EOS/MODIS基本一致,两者轨道参数、观测数据的处理方案完全不同,因此,联合两者的观测数据,可以在较短的时间内获得充足的多角度晴空观测数据,提高中国地区地表反照率的时空分布连续性和反演精度。本文的具体工作包括:(1)中国地区M0DIS地表反照率反演结果的时空分布分析。本文应用2003-2015年M0DIS地表反照率反演质量数据MCD43A2,统计分析中国地区M0DIS地表反照率反演质量的时空分布特征,结果表明:中国地区M0DIS地表反照率反演质量在空间分布上有很明显的差异,高质量全反演法反演结果主要分布在东北、华北、西北和西南中西部区域;东北、华北和西北地区在春季、夏季和秋季有60%以上的区域能够获得满足气候和陆面过程模式精度要求的高精度地表反照率;西南地区则全年只有40%-60%;华东、华中和华南地区则全年都不足20%。(2)VIIRS和M0DIS数据的光谱校正。本章首先利用6S结合VIIRS和M0DIS探测器的SRF开展大量的辐射传输模拟,得到两种探测器指定光谱通道大气校正后的各种典型地表和大气辐射条件下晴空地表反射率数据集;然后基于统计拟合,得到中国地区VIIRS与M0DIS反射率之间的光谱转换方程;最后利用得到的转换方程,实现两者观测数据的光谱校正。(3)联合VIIRS和M0DIS反演地表反照率。利用得到的光谱转换关系式,将VIIRS反射率数据转换成M0DIS反射率数据,并联合M0DIS观测的反射率反演反照率,反演过程中共设置了 3组对照试验。最后利用MODIS反照率产品对联合反演结果进行验证。结果表明:联合反演不仅能够提高反演结果的空间分布连续性和反演精度,也能缩短反演周期,提高反演效率。
【图文】：

正弦投影,示意图,区域

第二章研宄区域及研宄数据第二章研究区域及研究数据逡逑究区域逡逑文所用的ＭＯＤＩＳ地表反照率产品和ＶＩＩＲＳ地表反射率产品均ＡＮＤ正弦投影的方式，该投影方式在水平方向上将全球分为３６个区ＨＯ－Ｈ３５，垂直方向上分为１８个Ｅ域，编号为Ｖ０－Ｖ１７。本文的研宄ＤＬＡＮＤ正弦投影编号Ｈ２３Ｖ０４、Ｈ２３Ｖ０５和Ｈ２５Ｖ０３等１９个区域，正好覆盖包括港、澳、台在内的中国地区。并根据七大自然地理分区［区域划分成东北、华北、西北、华东、华中、西南和华南等７个区域

示意图,示意图,质量标记,反演

（ｈｔｔｐ：／／ｍｏｄｉｓ．ｇｓｆｃ．ｎａｓａ．ｇｏｖ／ｔｏｏｌｓ／）对数据进行投影转换，将它们全部由正弦投影逡逑转换成等经纬度投影，同时，，根据七大自然地理分区［８２］，将研宄区域划分成东逡逑北、华北、西北、华东、华中、西南和华南等７个区域（图３．１）。逡逑湾台逡逑０逡逑图３．１中国地区示意图逡逑３．邋２研宄方法逡逑为了分析ＭＯＤＩＳ地表反照率在中国各地区的反演质量，本文统计分析质逡逑量标记０、１、２、３、４和１５的反演结果在各区域的比例，即逡逑ｒｉｉ逡逑ｒｉ＝￣ＮＸ邋１00％逦（３－１）逡逑其中：Ａ表示质量标记／（分别为０，邋１，２，邋３，邋４和１５）的反演结果的像元总数；逡逑Ｗ为某区域的像元总数为质量标记的反演结果所占的比例。根据该比例，逡逑１４逡逑
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：P407

【参考文献】