机载GPS-R遥感海面风场实验

利用GPS导航卫星反射信号遥感海面风场是一种新的海洋遥感手段.对2009年在我国海南开展的机载飞行实验进行了介绍,为了验证该技术测风原理的正确性、反演算法的可行性和实际测风精度,利用飞行实验数据反演出了海面风速风向,并与同步获得的海洋站实测风场数据和卫星散射计风场数据进行了对比.统计表明,GPS-R反演风场与博鳌海洋站...     

基于SPOT遥感影像的下垫面信息获取研究

分析了利用SPOT卫星影像提取下垫面信息的现状,包括工程实践中通过SPOT立体像对恢复DEM的方法及其特点以及其他下垫面信息的提取方法及其特点;综述了智能化、高效率获取下垫面信息的研究进展.结果表明,随着科学技术的进步,空间分辨率低、大区域、高质量立体像对获取困难及云层覆盖等SPOT影像数据本身存在的缺陷将逐步被克服,但智能化、高效率地进行下垫面信息的提取,将是今后必须努力解决的理论与技术难题.     

全极化微波辐射计遥感海面风场的 关键技术和科学问题

全极化微波辐射计是一种新型的微波遥感器,它不但测量目标微波辐射信号的两个正交极化分量,并且测量两个正交极化分量的复相关量。这些相关信息对于表面微波辐射的各向异性更加敏感,这样就提供了测量海面风场的一种手段。 文章在介绍国内外全极化微波辐射计现状和特点的基础上,首先对于全极化微波辐射计遥感海面风场的原理及其影响因素进行分析;然后,从全极化微波辐射计的硬件设计和定标两个方面论述了硬件实现的关键技术问题;最后,对于风场反演的有关科学问题进行分析,重点论述了风场反演算法建立的关键,主要技术指标对于风场反演误差的影     

连云港、吕泗海域的海表温度变化及影响机制

通过对连云港海域(1976-2008)、吕泗海域(1960-1990)30年左右的海表温度(SST)资料进行随机动态分析;并计算了SST与Nio3.4指数、海表热通量和海面风场的相关系数。研究结果表明:从1976-2008年连云港的SST呈现长期升高的趋势,32年间约上升0.9℃;从1960-1990年吕泗的SST呈现下降的趋势,30年间共下降约0.22℃。月均的SST最大熵谱分析揭示了两站的SST具有12个月和6个月的显著变化周期,此外还有准2 a的振荡周期。东赤道太平洋海温的异常对连云港、吕泗海域的SST有一定的影响,热通量是影响连云港海域SST变化的部分因素,仅通过海面热通量的变化无法解释连云港海域海表温度升高的现象,海洋动力过程对SST的贡献不能忽略。连云港、吕泗海域的SST变化与风场的变化显著相关。     

基于遥感的黄海绿潮覆盖面积受表层温盐的影响分析

【目的】研究黄海绿潮生长发展环境影响因素。【方法】利用2014—2017年卫星遥感影像提取黄海绿潮覆盖面积,并与同期浮标温度数据对比分析。【结果】绿潮的生命周期有"发生-发展-暴发-衰落-消亡"5个阶段。绿潮的覆盖面积变化随所发生海域的表层水温的升高呈现先上升后下降的走势,在约22℃时绿潮覆盖面积达到最大,其后随着温度上升绿潮逐渐衰亡;与同期浮标盐度数据比较发现,前半期盐度基本稳定在31.5‰,绿潮该段时期内逐渐发展达到最大,之后随着盐度降低绿潮逐渐衰亡。【结论】研究结果与已有实验室研究获得结论基本吻合,可为绿潮灾害防灾预警提供一定参考。     

An overview on SAR measurements of sea surface wind

Studies show that synthetic aperture radar （SAR） has the capability of providing high-resolution （sub-kilometer） sea surface wind fields. This is very useful for applications where knowledge of the sea surface wind at fine scales is crucial. This paper aims to review the latest work on sea surface wind field retrieval using SAR images. As shown, many different approaches have been developed for retrieving wind speed and wind direction. However, much more work will be required to fully exploit the SAR data for improving the retrieval accuracy of high-resolution winds and for producing wind products in an operational sense.     

热带印度洋海面温度与高度的相关性分析

基于海面温度与海面高度异常的月均数据,采用EOF、SVD和功率谱分析等方法,对热带印度洋海面温度与海面高度进行特征分析,研究两者在时空结构上的相关性。利用EOF方法分析出海面温度第二模态与海面高度第一模态的空间结构类似,呈现偶极型。相关分析与功率谱表明,两模态的时间序列存在滞后相关和类似的周期结构。SVD结果显示,第一耦合模态的相关系数达0.7左右,且左右场的空间形态呈现东西反相。这表明,海面高度偶极型与海面温度的单极型和偶极型存在着相关。同时,海面高度指数也表现与偶极子指数类似的结构特征。针对上述诊断分析事实特征,对海面温度和海面高度偶极子形成的物理机制进行了初步分析,总结了前人所做的一些工作,指出其中可能的影响因素。     

青藏高原地表参数的被动微波遥感反演研究

利用被动微波遥感数据TMI和GAMB-Tibet加强观测期的地面观测数据，改进和发展了一个被动微波遥感反演地表温度、土壤湿度和植被含水量的三维查表算法(3-D LUT)，并在青藏高原中部中尺度范围内进行了反演试验．对1998年7月1日的数据进行了个例处理，给出了3个地表参数的空间分布结果．进一步考虑了高原对流云对反演结果的影响，对5个月的TMI数据进行了10天的合成处理，利用合成图像运行算法得到了10天平均的结果．结果显示1998年5～9月5个月的土壤湿度反演结果的时空分布与实际情况符合较好；从选取的几个测站的数据比较看，去云处理后得到的土壤湿度反演结果有了明显改善．     

Observing seasonal variations of sea surface wind speed and significant wave height using TOPEX altimetry

One year of ocean topography experiment (TOPEX) altimeter data are used to study the seasonal variations of global sea surface wind speed and significant wave height. The major wind and wave zones of the world oceans are precisely identified, their seasonal variability and characteristics are quantitatively analyzed, and the diversity of global wind speed seasonality and the variability of significant wave height in response to sea surface wind speed are also revealed.     

基于遥感资料的夏季广东沿岸上升流分布特征

【目的】研究广东沿岸夏季上升流的时空变化规律及其对沿岸区域气候的影响。【方法】采用Sobel梯度算法,综合MODIS海表温度和QuikSCAT海面风场资料对2003年夏季广东沿海上升流的范围、强度、持续时间等时空分布特征进行综合分析。【结果】广东沿岸海域存在明显的上升流现象,整体呈现强弱强的特征,在7月初出现具有明显上升流特征的低温表层水,至7月底低温水活动减弱至最低,于8月初又存在一个增强的过程;同时,上升流并非始终稳定存在。【结论】对比海表温度数据和风场资料可以发现,上升流的强度、持续时间等与风场的变化存在密切联系,风场是上升流的一个重要影响因素,此外,沿岸水团的分布也是影响广东沿岸上升流空间分布的重要因素。     

基于遗传神经网络算法的海面风速反演新方法

针对海面运动的复杂性、海面电磁散射理论模型的局限性以及利用SAR图像反演海面风速存在的非线性现象,基于遗传神经网络的方法,以业务化的CMOD4模式函数数据为基础,采用Fletcher-Reeves算法的变梯度反向传播算法,建立一种SAR风速反演的新模型。试验结果表明,利用遗传神经网络方法反演海面风速是可行的,当随机误差小于10%时,模型的抗噪能力较强,风速反演的精度较为理想。比较不同风速下的反演结果可以发现,在中、小风速的情况下,模型的抗噪能力较强,模型学习拟合和预测检验的精度相对较高;在大风速的情况下,模型的反演能力有待于进一步提高。     

可见光遥感图像中舰船目标检测的多阶阈值分割方法

针对遥感图像中海洋复杂背景下的海上舰船目标检测,提出了基于自适应多阶阈值分割舰船目标检测方法.使用该方法对Spot,Quickbird,Ikonos,Landsat等不同卫星数据来源、不同分辨率、不同内容的12 704个样本进行了试验,成功检测了1 104个目标中的1 098个,检测率达到99.5%,同时虚警率保持在较低水平.实验证明,该方法对遥感图像中的海上舰船目标检测适应性强、检测率高、稳定性好.     

内蒙古中东部沙尘源解析

利用MODIS 1、4、3波段彩色合成影像结合31、32波段亮度温度差进行沙尘识别和信息提取,并通过叠置分析对内蒙古中东部沙尘源下垫面进行了判识。研究发现内蒙古中东部沙尘源区主要为草原区农用地和自然植被的镶嵌区、稀疏植被和灌丛区;同时干涸的湖泊也是重要的沙尘点源;由此可以推断在内蒙古中东部,人类活动对于沙尘的暴发负有重要责任。     

热带海温对纵向岭谷区5月降水年际变化的影响研究

 利用主成分分析和典型相关分析方法,研究了纵向岭谷区76个站点5月份降水场与其前期(12~4月)和同期(5月份)热带海温距平场之间的相关关系.其中,资料选用了1961~2001年共41 a的数据资料.研究结果表明,纵向岭谷区5月降水与热带海温距平场以同期相关为最好,而前期热带海温距平场除12月、3月和4月外,其它月份即1月、2月均有很好的相关.通过对热带海温距平场及降水场典型特征向量的分布作分析,太平洋暖池区热带海温与纵向岭谷区5月降水有正相关关系,赤道东太平洋海温与纵向岭谷区5月降水有负相关关系.当太平洋Walker环流增强时,纵向岭谷区5月降水增多;当Walker环流减弱时,纵向岭谷区5月降水减少.     

分裂窗算法在热红外遥感陆面温度反演中的应用

在分析分裂窗算法原理的基础上,介绍常用的几种算法,分析并选取Becker-Li分裂窗算法作为温度反演的最优方法,对ASTER数据进行辐射定标、大气纠正和几何校正,同时结合对植被反映比较敏感的Valor方法计算地表比辐射率,反演出山东省临沂地区的陆面温度.结果表明:城区温度最高,范围为315.09~319.12 K,而水体温度最低,范围为299.10~303.12 K,反演结果较为理想;此外,Becker-Li分裂窗算法和Valor算法能够较好地提高反演精度,为复杂区域的温度反演提供良好的应用示范.     

基于Landsat TM的西安市城市热岛效应研究

在全球高速城市化的背景下,城市热岛被认为是主导整个城市环境的要素之一,在城市公共健康、空气质量、能源消耗等方面已产生深远影响.笔者利用Landsat TM影像对西安市热岛情况和城区土地覆被进行解译,得到西安市土地利用图和热岛相对强度空间分布图,并研究分析了城市热岛同城市土地覆被之间的关系.土地覆被类型亮温分布由高到低依次是：商业和工业用地、未利用地、居民住宅用地、绿地、水体;亮温与NDVI有良好的反相关关系.通过对西安热环境的研究揭示了城市空间结构和城市规模的发展变化,有助于引导西安市的可持续发展,提高人居环境质量,为城市综合评价和生态环境建设提供依据.     

基于卫星遥感数据的陆面温度反演算法研究

针对NODIS(Moderate Resolution Image Spectroradiometer)遥感数据每天4次过境(2颗星)的特点,利用两个红外通道(本研究选取31通道和32通道)在2个不同时刻的遥感数据,提出了2通道反演算法,找出了非均匀地表温度遥感反演的可行方法,并在实验区进行了反演实验,取得了与实际状况几乎一致的陆地表面温度反演结果.图1,表2,参9.     

实时定标红外测温法测量海水表面温度

由于地球表面的70%是海洋,所以海洋各特征参数是直接反应全球气候、生物繁衍等各个方面情况的重要指标,其中海水表面温度是海洋特征参数中一个非常重要的参数指标.本文从红外测温的基本原理出发,探讨并介绍了在复杂的外界环境中如何避开海水表面辐射率修正的困难,实时定标红外测温仪来测量海水表面温度的方法.     

基于遥感影像的深圳湾填海造地的初步研究

以1977年到2000年24年期间的8个时段的Landsat MSS/TM/ETM 影像为数据源,在遥感分析处理软件Erdas Image的支撑下,对深圳湾填海造地问题进行了研究．研究表明,20世纪90年代中期以前,深圳湾填海造地规模不大,表现出“小分散”的特点;大规模的填海造地发生在20世纪90年代中期以后,表现出“大成片”的特征,集中分布在后海西岸与红树林鸟类自然保护区以西的地区．填海区土地利用类型主要为对外交通用地、工业用地、商业用地、居住用地、道路用地等．填海造地还在继续进行．     

基于多源遥感的森林变化对区域温度影响的监测方法研究进展

人类活动通过改变土地覆被促成森林面积变化,推动碳收支和地表能量平衡发生相应变化,进而影响全球和区域尺度的气候。现有森林变化对区域温度的影响研究主要集中在有限精度的森林变化数据与温度数据结合的简单统计方法,但高可靠度的森林变化及其生物物理过程对区域温度的影响研究表明,准确、全面地理解森林与气候之间的生物物理相互作用机制,能为森林生态系统的全面评估提供科学支撑。笔者综合分析了基于多源遥感的森林变化结合其生物物理过程对区域温度影响的多种监测方法,结果发现:①多源中高分辨率森林变化数据的有限可用性一直阻碍着对温度变化影响的精准量化;②集成遥感观测数据的多种方法在量化森林变化的生物物理机制对于区域温度变化影响的评价不一致。因此,森林变化的生物物理机制及其温度效应是一个值得深入分析的问题。未来需要充分发挥多种数据源合理集成后用于解释森林响应气候效应方面的交叉优势,理解生物物理机制与生物化学机制共同作用下的森林变化、碳循环与气候的交互关系,并通过森林生态系统的合理经营与管理实现其气候效益最大化。