基于IDL的MODIS影像地表蒸散发参数反演系统

针对水文水资源分析计算所需要的地表蒸散发参数难以获取的问题,利用MODIS遥感影像数据和气象观测数据,采用SEBAL(地表能量平衡)模型,并结合ENVI/IDL二次开发语言构建了流域陆面蒸散发反演系统.以黄河三花间(三门峡一花园口区间)流域为例,编程实现了地表温度、植被指数、水体指数、不透水面指数等蒸散发计算所需相关地表参数的提取和日陆面蒸散发量的计算,并利用IDL的统计分析功能,通过随机采样,综合分析了地表参数与蒸散发量的关系.应用结果表明,该系统具有平台无关性特点,人机交互友好,可作为独立模块加入水文分析等专业系统,有效解决了通用遥感软件缺乏专业信息提取功能的问题.     

山东省聊城市农田区蒸散发量的遥感反演及影响因素分析

利用地表能量平衡系统模型,并结合中分辨率成像辐射光谱仪遥感数据以及实测气象数据,对山东省聊城市农田区2019年作物生长期3—9月在区域尺度内的蒸散发量进行遥感反演估算,确定农田区蒸散发量及其影响因素,并分析农田区蒸散发量的时空分布规律以及气象因素、归一化植被指数等地表参数对蒸散发量的影响程度。结果表明：遥感反演得到的日蒸散发量与Penman-Monteith公式计算值的误差在合理范围内;按农田区蒸散发量由大到小的季节顺序是春季、夏季、秋季、冬季,空间上呈现自西向东逐渐递减的趋势;日蒸散发量与归一化植被指数具有较强的正相关性,与地表比辐射率相关性较弱,与气温、比湿、风速、日照呈正相关,与气压呈负相关。     

气候变化下乌江流域蒸散发互补关系变化及成因辨识

为了阐明气候变化下乌江流域蒸散发互补关系的变化及其成因,利用乌江思南以上流域1961-2007年的水文、气象资料,验证了该区域蒸散发量存在互补关系;采用蒸散发互补关系模型和两参数月水量平衡模型估算该区域蒸散发量,并分析了气候变化下该区域蒸散发互补关系的变化.结果表明:乌江流域蒸散发互补关系显著,基于互补关系估算的该流域...     

陆面蒸散发估算研究综述

文章将估算区域蒸散发的方法从理论和实践角度作了概述与分析,首先介绍了水热平衡理论、空气动力学理论在确定陆面蒸散发过程中的应用,总结了这些理论在实践应用中创立的各种模型,它们是彭曼(Penman)公式、互补相关理论、SPAC理论、参考作物腾发量法、遥感法等,对这些模型作了对比分析,最后介绍了检验这些模型的方法。     

黑河流域蒸散发分布的遥感研究

利用NOAA AVHRR资料，选取Priestley-Taylor公式作为计算蒸散发的模型，对黑河流域的蒸散发进行了研究，并利用有关资料对多种地表参数和蒸散发进行了验证，分析了蒸散发的时空分布特征．结果表明，对黑河流域蒸散发的遥感估算和一些地表生物物理参数的反演结果，与实测值基本吻合，说明文中所采用的方法估算蒸散发是可行的．寒漠、冰川、沙漠和戈壁等植被条件较差的地区的蒸散量极低．弱水三角洲和古日乃湖盆作为下游植被较好的地方其蒸散量有别于周围地区．中游绿洲的蒸散量与绿洲发展程度具有密切关系．河流两岸天然绿洲，明显与周围沙漠和戈壁区分开来．高覆盖度草地和沼泽蒸散量最高，其次为中覆盖度草地和林地．     

加拿大CRAE蒸散发模型开发应用

用我国北方一个试验站实测土壤蒸散发量资料和７个流域的实测水文资料对加拿大ＣＲＡＥ蒸散发模型的计算精度进行了检验。计算成果表明，模型中关于流域蒸散发互补相磁的物理成因基础在我国北方是客观存在的，模型中的各项计算公式也较合适，但结果全搬模型中参数进行分析计算，则效果不好，必须结合计算流域的地理特点，对某些重要参数优选，才能获得良好的效果。     

红原县参照蒸散发的计算和影响因子分析

为研究高寒地区参照蒸散发与气候因子之间的关系,以红原县为研究对象,收集了红原县7年的气象因子监测数据,利用Penman-Monteith(P-M)方法计算了该区域的参照蒸散发量并对其时间变化特征进行了分析.结果表明:该区域参照蒸散发存在明显的季节性变化,在夏季达到最高值.同时,通过单因子敏感性分析方法,研究了该区域气象因子对参照蒸散发的影响.研究发现,对参照蒸散发影响较大的气象因子依次为大气压、气温和日照时数.     

月蒸散发能力解集模型研究

针对目前研究蒸散发能力解集方面的不足,对联合期望-方差模型进行改进并进一步扩展,建立了将月蒸散发能力解集到日蒸散发能力的解集模型.将模型应用于梅山气象站,1980~1985年蒸发资料用于确定模型参数,1986~1987年资料被合并为月蒸发量用于模型解集计算.结果表明:解集产生的日蒸发量序列随季节的变化趋势与观测值一致,并且变化幅度也与观测值基本一致,日蒸发量观测值与解集值的均值和标准差很接近,部分月份二者几乎相等;所建立的解集模型能够很好地将月蒸发量序列解集到日蒸发量序列,并充分反映日蒸发量的时间变异特性.     

双源蒸散发能力计算模型在半干旱区的适用性

利用20世纪70年代的水文气象资料、地形和土地覆被资料以及双源蒸散发能力计算模型计算了老哈河流域甸子水文站以上集水区内30"栅格单元的逐日蒸散发能力,将其与集水区内蒸发皿资料的回归关系作为混合产流模型的输入来验证双源蒸散发能力计算模型在半干旱区的适用性.结果表明:由双源蒸散发能力计算模型计算的蒸散发能力与当地的蒸发皿资料在时间上具有较好的相似性和一致性,并且该蒸散发能力可以取代蒸发皿资料作为混合产流模型的输入进行径流模拟,且两者的模拟精度相当.     

基于特征空间法的美国南部大平原蒸散发遥感反演

蒸散发是地表能量平衡和水热循环的重要环节,准确估算对区域水资源合理开发利用、农业节水研究以及气候调节等至关重要。特征空间法作为蒸散发反演的主要方法之一,因其对地表参数的依赖较小,具有较好的优势。然而,该方法在干湿边界确定时却存在一定的主观性和不确定性,给出相应的干湿边界理论公式,以美国南部大平原为研究区,利用MODIS遥感数据,构建具有时空二维属性的地表温度——植被指数特征空间,获得了2017年美国南部大平原蒸散发;并采用站点数据进行验证,分析时空分布规律。结果表明:本文方法对于研究区地表蒸散发模拟精度较高,略微存在高估,与观测值相关系数(r)达到0.86,均方根误差(RMSE)和偏差(B)分别为1.07 mm和0.06。从时空特征分析,蒸散发年内变化呈单峰型分布,与植被生长周期相一致。此外,蒸散发季节差异显著,夏季蒸散发最高,春秋次之,冬季最低,并且四季蒸散发空间分布趋势均呈东南向西北递减。     

基于规则的MODIS数据日间云检测与比较分析

针对我国西北地区下垫面光谱特性及MODIS 通道特点, 提出一种基于阈值规则的日间云检测算法, 旨在克服目前云检测工作中普遍存在的分离薄云与高反射率晴空地表、识别体积较小的云体、识别冰雪上空云像元等方面的困难。采用2008年两期Terra星MODIS数据进行云检测试验, 并将这种算法得到的云检测结果与MOD35-2L云掩膜产品进行比较分析。结果表明, 这种算法可有效检测出我 国西北地区日间各种类型的云, 且在此类地区该算法对面积小、形状破碎的云及冰雪上空云像元的检测效果优于 MOD35-2L云掩膜产品。因此, 这种算法适用于干旱,半干旱地区的云检测, 并可应用于MODIS 数据的预处理环节中。     

基于IDL与ENVI的MODIS遥感影像镶嵌

MODIS遥感图像镶嵌时,在图像接缝处出现黑色条带,且该处数据为无效值.在ENVI环境下利用IDL编程语言,消除黑色条带,并找回了丢失的数据,该程序运行速度快.操作简便,在MODIS遥感数据反演的大气水汽含量图像和地表温度图像的镶嵌图中得到了充分的应用.     

基于MODIS的玛纳斯河流域冰川积雪覆盖变化特征的分析

为分析玛纳斯河流域冰川积雪覆盖的变化特征,应对气候变化条件下区域水资源的变化,以MODIS数据为基础,利用归一化差分积雪指数方法提取了玛纳斯河流域的冰川积雪覆盖面积,研究了该流域1998—2006年的冰川积雪覆盖变化。结果表明：该流域的年际冰川积雪覆盖区域的平均海拔高度在1998—2002年表现为下降过程,在2002—2006年表现为上升过程;1998～2001年冰川积雪面积有一个缓慢增大的过程,而自2001年以后,出现了年均8km^2左右稳步减小的过程;另外,该流域冰川积雪面积与平均温度、降水分别呈显著负相关和正相关关系。这说明气候变暖对玛纳斯河流域山区冰川积雪的消融有明显促进作用。     

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.     

基于IDL与ENVI的MODIS遥感影像镶嵌

MODIS遥感图像镶嵌时,在图像接缝处出现黑色条带,且该处数据为无效值。在ENVI环境下利用IDL编程语言,消除黑色条带,并找回了丢失的数据,该程序运行速度快,操作简便,在MODIS遥感数据反演的大气水汽含量图像和地表温度图像的镶嵌图中得到了充分的应用。     

基于关联规则的MODIS影像绿潮检测

由于缺乏对绿潮灾害的深入认识和有效的监视监测,海域管理部门的决策管理和防治措施还处于被动局面。为解决这一现状,选取青岛附近海域的3景MODIS影像作为实验数据,分析了浒苔的光谱特性并对浒苔进行了特征选择,然后运用关联规则挖掘出浒苔及其光谱之间的关联关系,并使用发现的关联规则对浒苔进行检测,检测结果相比同类研究具有较高的精确度。对提高绿潮研究的科学性和深入性具有重要意义。     

网格环境中高性能数据传输客户端的实现

讨论了一个适用于网格环境的数据传输客户端工具(MFTP)．建立在Globus Toolkit基础上的MFTP，实现了网格文件传输协议(GridFTP)，具有高速、稳定、可靠和高性能的特点．其拥有一个友好、可交互的用户图形界面，已成为MASSIVE网格环境一个重要的组成部分。     

6S模式对EOS/MODIS数据进行大气校正的方法

探讨了运用6S模式对EOS/MODIS的可见光与近红外通道数据进行大气校正的方法和步骤,对模式中的大气模式参数和廓线的计算方法提出了改进,应用研究目标地的气象探空资料计算包括气压、温度、水汽密度和臭氧密度等大气参数和廓线,并根据海拔高度对大气廓线进行订正.实验表明:校正后的象元反射率普遍增大,反射率区间明显拉宽,表现在图像上亮度有所提高,对比度明显增加,图像层次更加丰富,图像质量得到较大改善.     

MODIS卫星监测中国东部地区地面颗粒物的样本时间代表性分析

选取2011年中国东部地区428个测站的PM10质量浓度资料, 用Terra和Aqua MODIS AOD产品的时间分布作为指示数据, 检验日、月、季、年时间尺度下, 卫星过境时刻地面PM数据(SATPM)对地面所有时刻数据平均值(ALLPM)的代表性。结果发现, 在东部大部分地区, SATPM与ALLPM的相对误差在±20%以 内, 且Aqua-MODIS代表性更好。此外, 结合两颗卫星的数据, 经拟合订正获得了新的日、年时间尺度上PM10质量浓度数据, 将其与ALLPM的相关系数从0.87和0.83提高到0.90。此检验结果对于检验卫星数据反演 的PM2.5的代表性也有一定指导意义。     

计算网格中基于负载平衡的调度模式

对资源进行有效的管理和调度可以提高网格系统的利用率.针对计算网格中的负载平衡问题,为减少网络通信量,提出一种分布式的网格作业调度模型,并给出了其相关算法：将轻负载节点逐个收集到一个队列,并设定一个可调节的刷新时间,当重负载节点提出调度请求时,直接从轻载节点队列中取一轻载节点并把负载转移到该节点上,从而解决了资源调度中的负载平衡问题.