中红外数据反射信息反演研究

发布时间：2020-07-18 08:33

【摘要】：本文阐述了青藏高原积雪填图和中红外数据反射信息研究现状,介绍了青藏高原地区基本概况。研究中红外数据的反射信息主要是因为1998年以后的中分辨率积雪亚像元填图研究较为成熟;为延长亚像元积雪面积数据的时间序列,需要使用存在历史较久的AVHRR/2数据进行积雪填图,但是该数据在可见光范围只覆盖了2个波段,使得积雪亚像元填图过程中光学信息有些不足,难以开发出可靠可行的AVHRR/2数据亚像元积雪填图算法。如果能增加AVHRR/2数据的光学波段,就会提高基于AVHRR/2数据识别地物信息的精度与可靠性。AVHRR/2数据的中红外波段包含反射能量与发射能量,因此只要将中红外波段中的反射能量反演出来,也就等于为AVHRR/2数据增加一个光学波段,应该能够提高积雪亚像元填图研究的精度与可靠性。在本文中,提出了一个基于AVHRR/2数据中红外波段(3.55μm~3.93μm)的能量辐射传输方程,通过该方程就可以计算得到AVHRR/2数据中红外波段的地表反射率,这样就可以为基于AVHRR/2数据积雪亚像元填图提高精度。具体来说,本研究主要包括如下几个方面:1.使用MODTRAN软件模拟研究区内中红外波段在大气中的辐射传输过程。在对传输过程模拟时需要输入各项大气参数,其中水汽是最重要的参数,需要从得到的NCEP数据中计算得到研究区的水分含量。在确定各项大气参数后,模拟计算得到大气辐射、大气透过率等数据。2.使用劈窗算法计算研究区域的地表温度。中红外波段辐射传输模拟过程中,地表温度是该过程中重要的影响因素。根据NDVI阈值对地物进行分类,利用经验算法确定不同地物比辐射率,然后使用劈窗算法计算地表温度。3.根据地表温度计算地面地物在中红外波段的发射能量。基于不同的地表温度,对普朗克函数曲线微分求和计算得到地表在中红外波段的发射能量。4.计算地表的反射率。基于能量辐射传输方程,输入各项辐射能量值,计算得到地表反射率。
【学位授予单位】：河北地质大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P407;P426.635
【图文】：

图 2.1 研究区概况青藏高原的地质发育较为年轻，受到多种地质构造的作用，形成了现在高多条山脉交错纵横，水平地带性与垂直地带性紧密结合的地理单元。虽然日照充足，但是温度较低，常年平均气温在 0℃以下，夏季最高气温也不0℃。总的来说，青藏高原高原气候特征主要表现为：太阳辐射较强，日照气温较低，积温较少，日气温差较大，气温起伏明显；一年之中分为干湿两干冷，降雨少；夏季凉爽湿润，降雨多，冰雹较多；.2 青藏高原积雪分布特征青藏高原的积雪变化与区域气候变化、全球变暖有着重要联系，因此，及藏高原的积雪分布及其时空变化特征不仅可以为全球气候、环境变化做出，并且对自然资源管理具有重要意义。根据青藏高原气象站点的观测数据研究中基于遥感数据得到的积雪信息，将青藏高原地区的积雪分布特征总三个方面：

积雪的季节性变化。从图 2.2 中可以看出，青藏高原的积雪期，而且存在明显的波动[55]。积雪面积的最大值出现在春季三九月份开始到十月份，积雪面积迅速增加，之后出现较小的积突然减少，下旬又突然增加，然后积雪面积变化趋于平稳积达到峰值；五月到六月温度升高，导致积雪面积大幅度减，导致积雪面积突然增加，但之后积雪迅速消融。青藏高原雪与气温的影响。近年来由于全球气温上升，青藏高原积雪春季节湿热水汽较多，降雪增多，但是相应夏季温度升高，幅度减少。

dswrf.ntat 向下短波辐射通量 W/m2pres.hcb 高云底气压 10Papres.hct 高云顶气压 10Papres.lcb 低云底气压 10Papres.lct 低云顶气压 10Papres.mcb 中云底气压 10Papres.mct 中云顶气压 10Patcdc.etm 总云量 %ulwrf.ntat 向上长波辐射通量 W/m2uswrf.ntat 向短长波辐射通量 W/m2的数据资料在实验过程中使用不到就不再赘述。大气水分含量是在计算大气辐射与大气传输过程中必不可少的一种数据在 NCEP 数据中得到研究区内平均大气水分含量，全球大气水分含量如图使用研究区内的 NECP 大气水分数据 pr-wtr.eatm，通过均值计算得到研大气水分含量数据。

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本文编号：2760661