基于MODIS数据的湖北省地表温度反演研究

利用遥感影像获取地表温度信息,对于监测地表状况和生态环境变化有重要意义.利用MODIS影像和劈窗算法计算了反演地表温度的关键参数:大气透过率和地表比辐射率,并针对湖北省水域单独提取出水体像元来计算地表比辐射率,估算出湖北省地表温度,与地面同步实测数据比较表明,平均误差为0.51℃,精度比较高.     

全球陆表特征参量数据产品生成技术

该研究2014年开展了一系统工作,分别包括数据收集、制定规范、算法研发、系统集成、产品试生产和同化应用等几方面。在数据收集方面,共收集了12种卫星原始数据产品、辐射能量观测数据以及再分析产品,共收集数据量超过700TB。在算法研发方面,总体上完成了12个GLASS产品的算法发展。基于收集的已有反照率产品重新统计了全球反照率背景场,把背景场的空间分辨率从原先的5km提高到1km;实现了植被覆盖区域宽波度发射率算法发展;针对AVHRR和MODIS数据,地表温度算法发展了各自的分裂窗算法;发展了基于混合算法的全球晴空上行长波辐射反演算法;净辐射产品的算法已完成算法收集、研发、验证及产品试生产等各项任务;FVC产品算法的总体思路为在全球高空间分辨率植被覆盖度样本数据建设的基础上,训练和检验神经网络算法,最终形成FVC产品生产算法;ET算法采用五种传统的地表潜热通量算法,根据收集的全球陆表300多通量观测数据,采用贝叶斯模型平均方法融合这五种算法,最终形成潜热通量产品生产算法;采用贝叶斯多算法集成方法,集合目前国际上应用广泛的8个光能利用率模型,最终形成GPP产品生产算法。在系统集成方面,对算法进行程序化与系统化,并集成到高性能生产系统。在产品试生产方面,初步完成12个产品试生产与初步验证。在同化应用方面,发展了多源陆面遥感产品的数据同化方法,基于我们生成的遥感数据产品,探讨了北方水循环问题,提高了模型的预报能力。     

基于MODIS数据的博斯腾湖流域地表温度空间格局

为了辨析博斯腾湖流域地表温度时空分布对不同下垫面的响应特征,基于MODIS数据,利用分裂窗算法反演研究区的不同季节地表温度并对反演结果进行精度检验。结果表明:(1)MODIS地表温度产品在博斯腾湖流域的精度良好,可利用流域地表温度的空间格局研究;(2)博斯腾湖流域四季地表温度变化显著,春季温度分布在-17.02~31.52℃之间,夏季温度分布在-9.99~56.04℃之间,秋季温度分布在-16.45~37.31℃之间,冬季温度分布在-32.42~10.79℃之间;(3)不同土地利用地表温度的分布总体上沙漠/沙地的地表温度均值最高,旱地、裸岩等次之,积雪、草甸最低。内陆湖流域内地表温度和土地覆盖类型存在明显的时空差异性,在极端干旱地区绿色植被对温度降低具有一定的调节作用。     

基于映射规则的数据产品自动生成方法及系统

随着知识图谱的广泛应用,为了提高从中提取知识数据和产品数据的准确率和效率,以知识图谱为数据源,根据实际业务需求制定业务数据抽取与组织规则(抽取规则即为题目中的映射规则,设计规则的表达描述方法和规范约束,由业务需求者填写实际可实施抽取的规则),支持根据该规则从知识图谱中抽取符合规则的子图.由于该子图符合设计业务需求方的规...     

基于MODIS数据的地面颗粒物浓度估算方法

提出了一种基于卫星遥感数据的近地面颗粒物质量浓度(PM值)估计方法 .采用Terra/MODIS卫星数据和基于连续两天MODIS数据的气溶胶光学厚度反演算法,反演出无锡地区的气溶胶光学厚度;再利用所反演的气溶胶光学厚度与地面实测颗粒物质量浓度数据进行分析,得出颗粒物质量浓度的大小分布范围与气溶胶光学厚度的关系模型;进一步利用研究区域中地面站点监测到的颗粒质量浓度数据对估算结果进行评估.结果表明该方法所估算的PM值与地面实测数据具有较好的相关性,且地面监测的颗粒物质量浓度均分布在卫星遥感数据所估算的范围之内.本研究证明了MODIS卫星数据监测地面颗粒物质量浓度的可行性,为近地面PM值的估算提供了有效手段.     

融合HJ-1 CCD和MODIS数据生成高分辨率影像方法对比

高时空分辨率遥感影像的反演可有效解决南方云雨地区的数据缺失问题。以广西典型丘陵山地为试验区,利用时空自适应反射率融合模型(spatial and temporal adaptive reflectance fusion model,STRAFM)和增强型时空自适应反射率融合模型(enhanced spatial and temporal adaptive reflectance fusion model,ESTRAFM)两种融合算法,选取小范围的国产环境减灾卫星(HJ-1 CCD)和中分辨率成像光谱仪(moderate-resolution imaging spectroradiometer,MODIS)数据,比较分析两种融合算法所生成的高空间分辨率影像的优劣。与真实HJ-1 CCD的红、近红外(near-infrared,NIR)波段影像相比,STRAFM和ESTRAFM预测影像在空间分布上均具有较好的一致性,R值均为极显著相关,差分图像98. 94%以上像元反射率差值小于0. 1,平均绝对差值(average absolute difference,AAD)、平均差值(average difference,AD)、标准差(standard deviation,SD)均较小,融合效果好。与STRAFM相比较,ESTRAFM对真实HJ-1 CCD影像的细节捕捉能力更强,高低反射率区域没有明显缩小或放大现象,破碎地物边界更清晰,不存在斑块。ESTRAFM预测影像与真实HJ-1 CCD红、近红外波段影像的相关性均高于STRAFM,相关系数(pearson correlation coefficient,R)分别为0. 930、0. 885。ESTRAFM预测影像与真实HJ-1 CCD影像差异小于STRAFM,其差分影像的AD、AAD、SD分别为-0. 005、0. 013、0. 017。     

用辐射传输方程从MODIS数据中反演地表温度的方法

介绍了辐射传输方程反演地表温度理论和传统参数的获取.针对MODIS波段设置特点,从MODIS的某些波段来反演大气参数,从而突破传统参数获取的局限性,提高了辐射传输方法在地表温度反演中的实用性.最后用环渤海地区的MODIS影像对该地区的地表温度进行了反演,并对MODIS的第31,32波段反演结果做了对比分析.     

基于变分的MODIS 数据条带噪声去除方法

条带噪声是影响MODIS数据影像质量与反演精度的重要因素之一。针对MODIS数据中存在的三类条带噪声,提出了一种去除多类条带噪声的变分方法。该方法针对MODIS数据中条带噪声的类型设计相应的能量项：对于探测器间条带噪声和镜边条带噪声,采用直方图匹配变分项;对于随机噪声条带,采用单向消除项。各能量项通过权重系数组合构成总能量泛函,利用梯度下降流法最小化该泛函并离散数值化求解,从而实现条带噪声的消除。实验结果表明,提出的方法能够有效地去除MODIS数据的多类条带噪声。     

基于EOS/MODIS数据的土壤水分遥感监测方法

美国国家航空航天局(NASA)自1991年开始实施对地观测系统(EOS)计划以来,EOS/MODIS传感器的高时间分辨率、高光谱分辨率、适中的空间分辨率等特点使其在干旱监测中具有突出的优势.纵观近年来国内外基于EOS/MODIS资料遥感监测土壤水分的理论、方法的发展和应用特点,可以分为5类:①基于植被指数类的遥感干旱监测方法,如简单植被指数、比值植被指数、归一化植被指数、增强植被指数、归一化水分指数法、距平植被指数等;②基于红外的遥感干旱监测方法,如垂直干旱指数法、修正的垂直干旱指数法等;③基于地表温度(LST)的遥感干旱监测方法,如热惯量法、条件温度指数、归一化差值温度指数、表观热惯量植被干旱指数等;④基于植被指数和温度的遥感干旱监测方法,如条件植被温度指数、植被温度梯形指数、温度植被干旱指数模型等;⑤基于植被与土壤的遥感监测方法,如地表含水量指数作物缺水指数法等.重点介绍了目前生物、物理意义较明显,比较成熟和广泛应用的基于可见光与热红外波段的改进型垂直干旱指数法(MPDI)、作物缺水指数法(CWSI)、地表含水量指数法(SWCI)、热惯量法(ATI)等;对各种遥感监测土壤水分方法的优缺点做出评价;指出利用高分辨率卫星资料(如EOS/MODIS和中国发射的风云三号极轨气象卫星250 m分辨率资料)进行农业干旱监测研究将成为主要的研究方向,"土壤-作物-大气"多圈层立体监测、多学科的融合将是解决提高旱情定量化监测精度、使之实用化和业务化的必由之路:最后,展望了遥感监测土壤水分的发展前景.     

MODIS数据反演地表温度劈窗算法比较

利用劈窗算法反演地表温度最早主要应用于NOAA-AVHRR数据,随着MODIS传感器的升空,其数据正在得到越来越广泛的应用.由于MODIS传感器自身具有水汽观测能力,可以为劈窗算法提供实时的水汽含量以及大气透过率等参数,更加方便了劈窗算法的应用.本文选用了Becker(1987), Sobrino(1991)以及覃志豪(2005) 3种劈窗算法,应用MODIS 1B数据进行地表温度的反演,并利用MODTRAN进行算法精度检验,结果表明Becker算法在不同水汽含量以及地表温度情况下,都保持了较高的精度,适用性较广.同时选取了冬季和夏季两景MODIS图像,将反演结果与NASA的地表温度产品进行比较,结果表明Becker算法更接近标准产品值.综合这2种比较方法,认为Becker算法较其他2种算法更有优势.     

基于ENVI的MODIS数据预处理实现

为给MODIS影像预处理软件实践操作提供参考,利用ENVI软件对MODIS影像进行几何校正和辐射校正实验研究.具体工作步骤是:去"蝴蝶结"效应;基于地理位置查找表法进行影像的几何校正;FLAASH大气校正模块的数据准备和参数设定.     

基于MODIS地表温度的重庆城市热岛研究

为了揭示重庆市地表热环境时空规律,展示重庆城市热岛的基本特征,利用2002年6月—2014年12月地表温度(LST)与归一化差值植被指数(NDVI)数据,分析了以长江-嘉陵江交汇处为中心、以75 km为半径的区域内LST时空分布及其与NDVI的关系.结果表明:1)LST在年际间呈波动变化,无明显规律性.季节上,LST夏季最高,春、秋季分居第二、第三,冬季最低.月份上,LST在1—8月为上升期,9—12月为下降期,8月为全年最大值,12月为最小值.2)从空间平均状况看,LST值在城中心最大,随着与城中心距离的增加,LST呈先减小后增大的趋势.从格点分布来看,LST分布与地形关系密切,高温与低温镶嵌分布于山体之间及山体之上,高温区多集中分布于长江以北、嘉陵江以东的夹角地带.3)热岛的强度和范围与时节有关,高温时节,热岛范围广、强度强,低温时节,热岛范围小、强度弱.4)LST与NDVI在空间上呈显著负相关关系,基本都通过了0.01的相关检验;在时间序列上二者关系不稳定.     

融合MODIS与ASTER数据生成高空间分辨率时间序列LAI方法研究

为了得到高时间分辨率和高空间分辨率的LAI产品,提出一种方法,可以融合MODIS LAI产品的高时间分辨率和ASTER数据的高空间分辨率优势,该方法利用MODIS全年的LAI产品和少数景ASTER高分辨率数据,最终得到ASTER尺度上全年时间序列的LAI.其中主要利用高分辨率图像的分类图像,和MODIS配准得到MODIS各像元内的各地类百分比,利用混合像元分解方法得到高分辨率尺度上各个地类的LAI时间变化曲线.再利用高空间分辨率影像反演得到的LAI值来调整这条曲线,从而得到高空间分辨率时间序列的LAI.     

基于生成对抗网络的恶意域名训练数据生成方法

当前攻击者广泛采用域名生成算法(DGA)生成大量的随机域名来躲避检测.针对现有的DGA域名检测模型均是在已经公开的数据集上进行训练构建,无法对未知恶意域名进行有效检测的情况,利用真实域名数据训练自编码器,并将自编码器和生成对抗网络相结合,构造了一种新的DGA域名生成模型.实验表明,该模型产生的序列与Alexa域名在长度和字符分布等特征都很接近,而且能够有效降低基于长短期记忆网络的DGA域名分类器的性能.这些生成序列很好地丰富了恶意域名数据集,对其进一步利用,显著提升了现有DGA域名检测器的性能.     

基于风格进化模型的产品生成设计方法

针对产品风格进化现象与创新设计问题,提出了产品风格历时性与共时性进化模型.在该模型基础上,结合生物遗传学理论定义产品风格基因.以典型汽车产品风格为例,在引入造型参数化表征前提下,运用主成分分析进行参数规约,并利用形状文法实现风格基因表达.然后,建立基于遗传算法的生成设计机制,该机制采用正交分析的策略来精简初始种群规模,通过适应度函数实现方案收敛.最后,开发出面向汽车产品的风格生成设计系统,并验证其有效性和实用性.风格进化规律、风格基因建模方法及创新设计技术对于动漫设计、平面设计、服装设计等领域研究也具有指导或借鉴作用.     

基于MODIS数据的济南市城市热岛效应时空特征

根据2001-2012年MODIS/Terra和MODIS/Aqua两颗卫星八天的地表温度数据产品MOD11A2,结合GIS技术,分析了地表温度昼夜、季节和年际变化,得到了济南市热岛效应的时空变化特征.结果显示:济南市呈现出"一强一弱"两个热岛中心并存的热岛格局,同时夜间的热岛效应相对昼间较强,在空间分布上夜间热岛中心更加集中;春夏两季热岛效应最强,冬季最弱;近12年来济南市高温区面积没出现明显扩张,但夜间热岛效应有所增强,南部和北部低温区面积显著减少,形成多个次级热岛中心.研究结论对认识济南城市热岛时空变化特征及改善城市人居气候环境策略制定具有重要意义.     

基于MODIS乌昌地区春季地表温度反演

根据新疆春季地表温度的特性,将前人研究反演地表温度的反演上下限(0℃~50℃)调整为(-30℃~50℃)。然后根据学者研究提出的Plank函数的线性简化方法,对MODIS的第31和32热红外波段分别简化为:B31(T)=0.1088T31-23.349,B31(T)=0.0097T32-220.364,从而反演出更接近于乌昌(乌鲁木齐、昌吉)地区春季地表温度的实测数值。     

全球陆表特征参量产品生成系统与产品生产

863计划重点项目"全球陆表特征参量产品生成与应用研究"第三课题"全球陆表特征参量产品集生成系统研发与产品生成"针对叶面积指数、反照率、发射率、下行短波辐射和下行光合有效辐射5个典型陆表特征参量,发展基于多源遥感数据的、具有国际先进水平的全球陆表特征参量产品反演算法。建立具有我国自主知识产权的,生产全球公里级尺度产品的生产系统,该系统能够进行快速处理得到符合质量要求的典型参量产品。生成一套长时间序列、高精度的全球陆表特征参量产品数据集,包含迄今为止时间尺度最长的叶面积指数、地表反照率和发射率产品,也包含空间分辨率最高的两种辐射产品。生产的5种陆表特征参量是反映地表植被状况和地表能量收支变化的重要参数,是中国科学家自主生产的首套全球陆表特征参量产品,弥补了我国该领域内的空白,将直接服务于全球变化研究,提升气候系统模拟的准确性,扩大我国在全球变化领域的影响力,促进全球地球观测数据共享。     

基于MODIS数据的遥感旱情监测技术研究

本文基于笔者多年从事遥感减灾应用的相关工作经验,以基于MODIS数据的遥感旱情监测为研究对象,以某地区生长季的4月和7月为研究背景,分析了ANDVIj,VCIj及NDWI三个指标的变化趋势,给出了该地区旱情的变化趋势,全文是笔者长期工作实践基础上的理论升华,相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。