植被冠层热辐射方向性建模及组分温度反演
发布时间：2021-02-14 17:47
地表温度是地-气系统中能量收支和水循环等物理过程重要的驱动参量,广泛应用于气候变化、灾害监测、城市规划和军事侦察等领域。遥感方法可以实现区域和全球尺度上地表温度的反演,但是现有的地表温度产品精度仍存在较大不确定性,未考虑地表热辐射方向性。地表热辐射各向异性是地表非均质非同温特性造成的,对其建模是实现地表温度角度效应归一化的有效手段。目前,已有的热辐射方向性模型存在的问题包括:1)建模时没有考虑植被聚集指数;2)现有的大多数热辐射方向性模型只能进行瞬时模拟,需要地表组分温度作为输入;3)目前仍旧没有一套完善的角度效应归一化方法用于地表温度产品的业务化运行。热辐射方向性模型的不足,也限制了组分温度反演的发展。针对上文提到的问题,本文以植被冠层热辐射方向性为研究对象,从建模和反演两个方面开展了研究。论文的主要工作和成果如下:（1）基于机载红外多角度观测,提出了叶片、光照土壤和阴影土壤的温度反演方法。在解析辐射传输模型FR97的基础上,引入光照土壤和阴影土壤的可视比例计算组分有效发射率,结合贝叶斯优化算法,反演了叶片、光照土壤和阴影土壤的温度。地面测量和遥感反演结果均表明土壤光照和阴影部分的温...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院遥感与数字地球研究所)北京市
【文章页数】：150 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
植被冠层热辐射方向性问题研究技术路线
植被冠层热辐射方向性建模及组分温度反演为标准差和均质分别为 1 和 0 的高斯分布。 = 型对比模型的精度是影响组分温度反演的重要因素。基于 4SAIL 模评估。图 2.1 展示了 FR97，TFR97 和 4SAIL 模型模拟的太阳主向亮温结果。尽管 TFR 模型与 4SAIL 模型间仍存在差异，但相FR 模型模拟的结果更接近于 4SAIL 的模拟结果，特别是对热点升。
反演对比太阳主平面上的模拟结果（天顶角 0°-50°以 10°间隔， =0°）作多角度观测，进行组分温度反演。基于 TFR 模型的反演结果如图 2.3 所示LAI 的增大，因为土壤在视场中比例减小，导致了反演的土壤温度的均方增大。当光照和阴影叶片间存在差异时，反演的叶片平均温度更接近光照度。FR97 模型和 4SAIL 模型的组分温度反演结果用于与 TFR 模型的反演比。为了与 FR97 和 TFR 反演方法保持一致，4SAIL 模型中采用 Francois(1997)提出的方法先计算组分有效发射率，再进行组分温度反演。图 2.2 在不同 LAI 和温度分布时，FR97 和 TFR 模型与 4SAIL 模型间差异，其中 为光照叶片和阴影叶片间温度差异Figure 2.2 The RMSDs of the FR97 and TFR models compared with the 4SAILmodel for different LAIs and temperature profiles.2.3.3
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于双角度AATSR遥感数据的组分温度反演[J]. 杨锦鑫,贾立. 遥感技术与应用. 2014(02)
[2]多角度热红外亮温值的模型拟合与应用[J]. 彭菁菁,刘强,柳钦火,李加洪,马红章,方莉. 红外与毫米波学报. 2011(04)
[3]植被冠层3D辐射传输模型及热辐射方向性模拟[J]. 杨贵军,柳钦火,刘强,肖青,黄文江. 红外与毫米波学报. 2010(01)
[4]黑河试验中机载红外广角双模式成像仪的设计及实现[J]. 方莉,刘强,肖青,柳钦火,刘志刚. 地球科学进展. 2009(07)
[5]利用多角度热图像提取冠层组分温度和方向亮温[J]. 黄华国,柳钦火,刘强,肖青,陈良富. 北京师范大学学报(自然科学版). 2007(03)
[6]陆面组分温度的综合反演研究[J]. 范闻捷,徐希孺. 中国科学（D辑:地球科学）. 2005(10)
[7]利用AMTIS数据反演植被和土壤温度[J]. 范闻捷,徐希孺,王奋勤,刘强. 遥感学报. 2004(04)
[8]A kernel-driven model of effective directional emissivity for non-isothermal surfaces[J]. Mark FRIEDL,Alan STRAHLER. Progress in Natural Science. 2002(08)
[9]地表非同温像元发射率的Monte Carlo模拟[J]. 苏理宏,李小文,王锦地. 自然科学进展. 2002(04)
[10]地表热红外辐射方向特性的航空飞行试验研究[J]. 柳钦火,顾行法,李小文,F.Jacob,J. F. Hanocq,M.Friedl,A.H.Strahler,余涛,田国良. 中国科学E辑:技术科学. 2000(S1)
博士论文
[1]地表组分温度反演方法及遥感像元的尺度结构[D]. 刘强.中国科学院研究生院（遥感应用研究所） 2002
本文编号：3033602
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院遥感与数字地球研究所)北京市
【文章页数】：150 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
植被冠层热辐射方向性问题研究技术路线
植被冠层热辐射方向性建模及组分温度反演为标准差和均质分别为 1 和 0 的高斯分布。 = 型对比模型的精度是影响组分温度反演的重要因素。基于 4SAIL 模评估。图 2.1 展示了 FR97，TFR97 和 4SAIL 模型模拟的太阳主向亮温结果。尽管 TFR 模型与 4SAIL 模型间仍存在差异，但相FR 模型模拟的结果更接近于 4SAIL 的模拟结果，特别是对热点升。
反演对比太阳主平面上的模拟结果（天顶角 0°-50°以 10°间隔， =0°）作多角度观测，进行组分温度反演。基于 TFR 模型的反演结果如图 2.3 所示LAI 的增大，因为土壤在视场中比例减小，导致了反演的土壤温度的均方增大。当光照和阴影叶片间存在差异时，反演的叶片平均温度更接近光照度。FR97 模型和 4SAIL 模型的组分温度反演结果用于与 TFR 模型的反演比。为了与 FR97 和 TFR 反演方法保持一致，4SAIL 模型中采用 Francois(1997)提出的方法先计算组分有效发射率，再进行组分温度反演。图 2.2 在不同 LAI 和温度分布时，FR97 和 TFR 模型与 4SAIL 模型间差异，其中 为光照叶片和阴影叶片间温度差异Figure 2.2 The RMSDs of the FR97 and TFR models compared with the 4SAILmodel for different LAIs and temperature profiles.2.3.3
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于双角度AATSR遥感数据的组分温度反演[J]. 杨锦鑫,贾立. 遥感技术与应用. 2014(02)
[2]多角度热红外亮温值的模型拟合与应用[J]. 彭菁菁,刘强,柳钦火,李加洪,马红章,方莉. 红外与毫米波学报. 2011(04)
[3]植被冠层3D辐射传输模型及热辐射方向性模拟[J]. 杨贵军,柳钦火,刘强,肖青,黄文江. 红外与毫米波学报. 2010(01)
[4]黑河试验中机载红外广角双模式成像仪的设计及实现[J]. 方莉,刘强,肖青,柳钦火,刘志刚. 地球科学进展. 2009(07)
[5]利用多角度热图像提取冠层组分温度和方向亮温[J]. 黄华国,柳钦火,刘强,肖青,陈良富. 北京师范大学学报(自然科学版). 2007(03)
[6]陆面组分温度的综合反演研究[J]. 范闻捷,徐希孺. 中国科学（D辑:地球科学）. 2005(10)
[7]利用AMTIS数据反演植被和土壤温度[J]. 范闻捷,徐希孺,王奋勤,刘强. 遥感学报. 2004(04)
[8]A kernel-driven model of effective directional emissivity for non-isothermal surfaces[J]. Mark FRIEDL,Alan STRAHLER. Progress in Natural Science. 2002(08)
[9]地表非同温像元发射率的Monte Carlo模拟[J]. 苏理宏,李小文,王锦地. 自然科学进展. 2002(04)
[10]地表热红外辐射方向特性的航空飞行试验研究[J]. 柳钦火,顾行法,李小文,F.Jacob,J. F. Hanocq,M.Friedl,A.H.Strahler,余涛,田国良. 中国科学E辑:技术科学. 2000(S1)
博士论文
[1]地表组分温度反演方法及遥感像元的尺度结构[D]. 刘强.中国科学院研究生院（遥感应用研究所） 2002
本文编号：3033602
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/qxxlw/3033602.html
