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基于辐射传输模型的遥感定量化关键关键问题研究

由于卫星遥感多传感器、多波段特性以及重复对地观测能力,其获取的数据与影像已经是完成国家资源调查、灾害监测、土地利用、基础测图与更新等任务的主要支撑。随着遥感技术应用的不断扩大和深入,对遥感信息的质量要求也提出新的需求。这种需求推动着遥感定量化模型的研究和探索排除定量信息获取与提取过程中的不确定性因素的技术方法研究。论文紧紧围绕上述研究热点问题,在遥感辐射传输研究框架中,结合日本ASTER 卫星数据和中巴地球资源卫星数据,选择地表条件、大气条件和传感器波段等影响遥感定量应用的基本要素,开展系统的理论探索、模型实验和野外测量,在以下几个方面做出显著的成果: (1)提出薄云去除改进模型,用空间域的低通滤波操作来代替较为复杂的频率域滤波,发展了传统的同态滤波法,在ASTER 图像处理中取得了良好效果。(2)将改进的同态滤波法与平均反射率匹配法相结合,提高CBERS-2 图像实验数据的质量,实际效果显著。(3)在国家自然科学基金项目(40  (本文共132页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国农业大学
中国农业大学

基于蒙特卡罗光线跟踪方法的植物三维冠层辐射传输模型

探讨植物冠层光辐射传输机理,是研究植物生长规律、模拟植物生长过程的重要前提。同时,在植被定量遥感、虚拟植物等研究领域中,越来越重视冠层光辐射传输模型的研究。本文采用三角形面元描述冠层的三维空间结构,用基于测量提取的叶片散射光分布模型参数描述叶片的散射光空间分布,用蒙特卡罗光线跟踪方法模拟光辐射在冠层内传播的物理过程,最终建立一个冠层三维光辐射传输模型,并用此模型模拟太阳直接辐射在玉米冠层内的三维空间分布。主要内容如下:(1)研制了用于测量叶片反射光和透射光散射分布的实验装置。可以用于对叶片在特征吸收和非特征吸收波段的散射光强在主平面上的分布进行360°连续测定,扫描间隔为1°。扫描一次反射(或)透射光强分布的时间为4.2min。用标准白板作为参比样、大叶黄杨叶片作为测试样品,对系统的稳定性进行测试。测试结果表明,本测量系统重复测定参比样品和叶片的相对标准偏差分别为0.20%和1.31%。(2)采用上述装置测定了大叶黄杨叶片的散射...  (本文共94页) 本文目录 | 阅读全文>>

华中科技大学
华中科技大学

DOTLRT微波辐射传输模型改进与验证

星载被动微波遥感在大气探测和气象应用中发挥着日益重要的作用,一方面从观测的大气辐射率数据中可以反演获得覆盖全球的大气温度、湿度、云水、降雨和冰雪等重要的气象参数产品,另一方面卫星微波资料也可以直接同化到NWP(Numerical Weather Prediction)数值模式中提升数值天气预报性能。无论是在大气参数反演还是资料同化应用中,辐射传输模式都发挥着重要作用。辐射传输模式作为观测算子,将大气物理参数和卫星观测辐射率资料联系起来,其模拟计算大气辐射的精度直接影响同化性能和反演精度,是大气微波遥感应用中的基础理论和关键技术。目前在强对流天气条件下,例如台风、暴雨、降雪等,大气中多相态水凝物粒子的散射效应对卫星观测微波亮温会产生最为重要的影响,这是大气微波辐射传输计算中最复杂的部分。DOTLRT(Discrete Ordinate Tangent Linear Radiative Transfer)是美国NOAA(Nation...  (本文共77页) 本文目录 | 阅读全文>>

北京林业大学
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基于随机辐射传输模型的林分郁闭度反演

遥感是大范围定量估算森林郁闭度的重要手段之一,现有的遥感反演森林郁闭度的方法主要包括统计模型、物理模型和混合模型。大多数研究使用统计模型,缺乏物理解释,方法受研究区域的限制。物理模型对机理有更清晰的解释,可用于大范围的研究,然而由于复杂性较高而应用较少。随机辐射传输模型适用于水平分布非均质森林的模拟,其模拟的森林辐射传输过程可以表达不同的林分郁闭情况,但尚未发现基于随机辐射传输模型反演林分郁闭度的研究。本文分别以云南松林分、兴安落叶松-白桦混交林分为研究对象,以研究林分郁闭度与随机辐射传输模型中参数找到植被概率之间的定量关系为基础,提出了一种基于随机辐射传输模型的森林郁闭度反演方法。使用查找表算法,根据GF-1和Landsat-8卫星图像的反射率实施反演。在代价函数最小的情况下,得出找到植被概率和叶面积指数,从而根据随机比尔-朗伯定律计算林分郁闭度。并以云南松为例,对模型圆柱体树冠假设进行了修正,提出了云南松冠形等效模型。利用野...  (本文共59页) 本文目录 | 阅读全文>>

重庆师范大学
重庆师范大学

光合有效辐射遥感反演算法对比分析及其应用

光合有效辐射(PAR)在气象、农业和生态等学科领域中均有重大研究意义。目前主流的遥感估算PAR的方法可以划分为大气辐射传输模型、参数化模型法、查找表法三类,其中查表法主要依靠大气辐射传输模型实现。同时发现各类模型间的比较缺乏、考虑云与地形影响的算法较少、很多模型并不能很有效地区分和模拟直接辐射与散射辐射等问题,这些问题的存在将会在较大程度上影响算法的估算精度与适用性。针对这些问题,本文主要对比分析在任意天气状况下大气辐射传输模型、参数化模型和查找表法在估算精度、区分直射与散射等方面的差异,选择在有云和地形复杂条件下表现较好的估算方法估算重庆地区2012年的PAR,并结合地面实测数据对估算结果进行精度验证与PAR时空分布特征分析。本文的研究成果与主要结论如下:(1)对大气辐射传输模型SBDART与MODTRAN进行对比,发现全天空条件下,大气辐射传输模型正向模拟精度总体较高,且云天较晴空精度低。晴空条件下,二者估算下行短波辐射结果...  (本文共80页) 本文目录 | 阅读全文>>

华中科技大学
华中科技大学

基于微波辐射传输模型的星载大气遥感正演和反演研究

大气辐射传输模型的目标是认识大气环境中电磁波辐射的发射、吸收、散射三种作用,建立模型,最终定量计算大气中的辐射场强度这个物理量。研究电磁波辐射与大气的相互作用,有助于更好地理解大气、陆地、海面、冰面的物理参数与辐射能量转移过程的关系,是大气遥感研究的必要技术支撑。由于大气悬浮粒子散射问题的复杂性,现有的微波辐射传输模型在强散射条件下(降水、降雪)的精度表现弱于晴空条件,因而限制了这些区域的微波遥感数据的应用。如何更好地对大气散射效应建模,提高微波辐射传输模型的性能,是微波遥感界近年来关注的热点。本文回顾大气辐射传输散射问题相关研究的历史和进展,研究了考虑散射效应的辐射传输模型的表述方法和辐射传输方程的建立过程,和基于离散纵标法和分层累加法的大气辐射传输方程数值解法。通过对大气辐射传输理论在大气悬浮粒子散射问题求解领域的最新研究成果的学习,以RTTOV和DOTLRT两种传输模型实现了星载辐射计对地观测正演模拟亮温的计算。RTTOV...  (本文共75页) 本文目录 | 阅读全文>>