HJ-1B／IRS水温反演模型及监测示范

利用2008～2009年期间约10景HJ-1B/IRS热红外波段遥感数据和过境时刻相应的气象观测数据,以EOS/MODIS温度产品为参照,在单窗算法的基础上,基于水体目标对该算法的参数进行修正,建立HJ-1B/IRS水体温度反演模型;将该模型反演的水体温度及采用单窗算法参数计算的温度与EOS/MODIS温度产品进行比较结果表明:采用单窗算法参数计算出的水体温度与EOS/MODIS温度产品的绝对平均误差为7.84℃;采用本研究得到的参数所反演的温度与EOS/MODIS温度产品的绝对平均误差为0.83℃。将水温反演模型应用于辽东湾区域,实现对该区域水温的动态监测。

HJ-1B/IRS热红外数据反演太湖水温的方法比较

太湖是我国典型的富营养化湖泊,水温是影响太湖藻类生长的重要环境因子之一,我国环境减灾卫星HJ-1B搭载的红外多光谱相机IRS对太湖水温动态遥感监测具有较大的性能优势.利用6景过境太湖的IRS热红外遥感影像,分别采用单通道普适性算法、辐射传输模型法和单窗算法反演太湖水温,并与实测水温和同期的TERRA/MODIS温度产品进行对比.结果表明,普适性单通道算法反演水温偏高,而辐射传输模型法和单窗算法则偏低;3种算法反演水温的均方根误差在1.001 K以内,单窗算法反演精度最高,其次是辐射传输模型法,再次为普适性单通道算法,而同期MODIS温度产品的均方根误差为1.507 K.3种算法从IRS热红外数据反演的水温直方图均呈正峰态、尖峰状态分布,反演结果能真实地反映太湖水温的空间分布特征.本研究对只有单个热红外通道的卫星传感器开展内陆水体水温遥感监测具有一定的参考意义.

基于HJ-1B星热红外数据的大亚湾海温反演模型及其应用

为进一步推进HJ-1B星IRS4热红外数据在大亚湾核电站温排水动态监测中的应用,基于常用的海表温度反演算法,利用数值微分手段,从理论上对影响温度反演误差的大气总水汽含量、卫星观测角度以及地物比辐射率等参数进行敏感性分析;以单窗算法为温度反演模型的基础,利用2011年12月18日和22日大亚湾核电站地区的HJ-1B星IRS4数据以及与卫星过境时段对应的CE312实测红外辐射温度和气象观测数据,通过最小二乘线性回归方法,对反演模型参数进行修正,得出单窗算法修正值a=1 163.4,b=-4.013 4。最后,基于反演模型,利用2010和2011年HJ-1B星IRS4单通道数据开展了大亚湾核电站温排水研究。

基于普适性单通道算法的HJ-1B长江口温度反演

长江口是上海市重要的水源地,是东海带鱼的主要产卵地,对周边农业、渔业生产及居民生活都有着重大影响。该文基于HJ-1B/IRS数据,采用普适性单通道算法进行长江口温度反演,利用MODIS温度产品MOD28和对比分析。结果显示:该方法反演的长江口温度和MOD28产品温度误差为+0.23℃,相关性为0.94,反演结果良好。

基于HJ-1B卫星的作物秸秆提取及其焚烧火点判定模式

作物秸秆焚烧产生的气体和颗粒物严重污染大气环境,威胁人类健康,给交通带安全带来隐患,利用遥感技术优势监管秸秆焚烧火点具有重要的现实意义.文中基于HJ-1B卫星CCD多光谱遥感数据和IRS热红外遥感数据,以中国江苏中东部为研究区,开展作物秸秆提取及其焚烧火点判定的一体化研究.根据秸秆的光谱特征研究建立了秸秆乘积指数(SMI),结合其纹理信息可从HJ-1BCCD遥感图像上快速有效的提取出秸秆分布,继之结合修正后的火点探测算法可对HJ-1BIRS遥感数据进行火点提取.在秸秆分布和火点探测结果矢量化的基础上,通过GIS技术进行火点叠置分析,可有效地判定作物秸秆火点分布,同时结合实地调研及与MODIS火点产品比对分析验证评价了本研究方法的可行性和有效性.

HJ-1B B08在轨星上定标有效波段宽度计算的查找表法

通过构建适用于HJ-1B热红外通道(IRSB08)特性的有效波段宽度计算方法,提高HJ-1B B08在轨星上绝对辐射定标的精度。根据HJ-1B星上定标原理、利用卫星发射前地面实验数据和Planck方程,建立基于定标黑体温度的有效波段宽度计算的查找表法,结果表明查找表法得到的有效波段宽度为2.01μm左右,介于半高宽法1.940μm和矩方法2.394μm之间,且与定标黑体温度的关联性很小,在低温点和高温点之间的相对差异在0.3%以内。半高宽法和矩方法分别低估和高估有效波段宽度,导致定标后的表观辐射亮度分别偏高和偏低,不适用于HJ-1B B08特点,查找表法定标的表观辐亮度与星地同步实验结果非常相近,绝对误差为0.04 W·m^(-2)·sr^(-1)·μm^(-1),对应的亮度温度误差为0.4 K左右,能很好的应用于HJ-1B B08在轨星上绝对辐射定标。

哈尔滨秋季雾霾期秸秆焚烧区域识别提取研究

农业秸秆焚烧所释放的气体和颗粒物是我国东北地区秋季雾霾灾害周期性集中暴发的重要原因。对农业秸秆焚烧区域进行有效的监测和焚烧面积的量化识别,有助于雾霾灾害的管控和预警。应用HJ-1B的IRS传感器数据,采用修改阈值后的MODIS火点监测V4算法,对秸秆焚烧区域进行火点像元提取,利用ETM影像提取农田数据,通过叠加分析,确定了农田秸秆焚烧区域。并利用MODIS影像提取到的焚烧区域结果和当地政府公布焚烧区域资料,对该方法的可行性和有效性进行了验证。

热红外遥感中大气透过率的研究(二):大气透过率模式的应用

大气透过率是热红外遥感中的一个重要参数。针对前文构建的大气透过率模式,以我国环境灾害卫星HJ-1B红外相机IRS第4通道的大气透过率模式为例,利用辐射传输模型MODTRAN模拟水体辐亮度,对模式中的变量引入不同的误差,将模拟的辐亮度反演水温,分析不同气溶胶模型、水汽量、能见度和观测天顶角对反演水温的敏感性。并将该大气透过率模式用于HJ-1B/IRS热红外图像中,反演了2009年4月17日、21日、22日和25日太湖水温。研究结果表明:同一波段、不同气溶胶模型的大气透过率模式在反演温度时会产生不同的误差,以气溶胶模型为平流雾的最大、对流型的最小;大气透过率模式中3个变量的误差与温度反演的误差呈线性关系,即变量的误差越大,温度反演的误差也越大;以水汽量对温度反演最敏感,观测天顶角其次,能见度最弱。该大气透过率模式用于4天遥感图像反演中,除4月17日反演的误差稍高,均方根误差和平均相对误差分别为1.127℃和5.75%,其他3天的均方根误差都小于1℃、平均相对误差在5%以下,说明所建的大气透过率模式在热红外遥感中具有较高的应用精度。

基于TVDI的福州地区土壤干湿状况遥感监测

土壤干湿状况的监测对于区域生态资源环境具有重要意义.本研究选取福州地区为研究区,利用HJ-1B CCD/IRS遥感影像建立基于不同植被指数(NDVI和EVI)的地表温度-植被指数特征空间,分析和比较了2种特征空间差异,并计算得到2种地表温度-植被干旱指数TVDI.将TVDI与同期野外采集的实测土壤湿度数据进行线性回归分析,结果表明这2种植被指数计算得到的TVDI在研究区进行表层土壤湿度监测具有一定的可行性,且T s/EVI的监测精度更高,其能很好地反映区域表层土壤湿度状况,是一种有效的表层土壤湿度监测方法.