基于反射光谱的珠江口咸潮遥感方法

为监测珠江口河网区水体的盐度变化,基于同步测量的水体黄色物质、盐度和水体表面光谱数据,利用MATLAB分析了水体光谱反射率和黄色物质浓度之间的关系。结果表明:在磨刀门水道,反射率与黄色物质在400nm处的吸收系数g400有较好关系,在R704/R513处,R2=0.70;在虎门水道,g400与反射率比值R703/R488之间也有较强的负相关,R2=0.58。同样,又分析了磨刀门和虎门水道黄色物质吸收系数与表面盐度的关系,都发现了较好的相关性,R2>0.67。根据以上分析,得到了一种珠江口河网区水体表面盐度监测的新方法,并采用中等分辨率成像光谱仪(MERIS)的模拟数据来进行模型验证,结果表明利用MERIS数据对珠江口河网区咸潮进行监测是可行的(均方根误差小于0.308%)。

估算水稻叶面积指数的调节型归一化植被指数

【目的】叶面积指数(LAI)是描述植物冠层结构、群落生长分析和陆地生态系统研究的重要参数,提高叶面积指数的估算精度是遥感工作者的重要研究方向之一。【方法】通过不同氮素营养水平的水稻小区实验,利用2004年中稻高光谱反射率数据,模拟中等分辨率成像光谱仪(MODIS)前四个通道,提出包含蓝、绿、红和近红外四个谱段的调节型归一化植被指数ANDVI(adjusted-normalized difference vegetation index)。对ANDVI和归一化植被指数NDVI(normalized difference vegetation index)、增强型植被指数EVI(enhanced vegetation index)、绿波比值指数GRI(green ratio index)、红边比值指数RRI(red-edge ratio index)等5个光谱植被指数与水稻LAI的相关关系进行了分析。利用2004年晚稻试验数据,对与LAI相关关系较好的ANDVI进行验证。【结果】ANDVI指数模型预测效果最好,均方根误差为1.771,估算精度达到63.1%。【结论】说明ANDVI具有进行在大面积范围内监测水稻LAI的能力。

我国北方地区植被总初级生产力的空间分布与季节变化

本研究通过集成TerraMODIS卫星影像数据与地面通量台站的观测数据,改进了基于遥感的VPM光能利用率模型,模拟了我国北方地区2008年陆地生态系统总初级生产力(GPP)的空间分布与季节变化。研究表明:(1)我国北方地区植被GPP在空间分布上表现为东高西低的特征,年均值为518.36g/m2(C重量,下同)。(2)我国北方地区主要植被类型的GPP有较强的季节动态,大体上都表现出单峰变化趋势。GPP值按照由大到小顺序依次为:夏绿阔叶林(DBF)>针阔混交林(MF)>农田(Crop)>落叶针叶林(DNF)>常绿针叶林(ENF)>草地(Grass)>稀疏灌丛(Oshrub)>裸地或稀疏植被(BSV)。(3)整个区域的GPP季相变化表现为:夏季最高,达到32.80g.m-2.(8d)-1,为全年最大值;春季GPP为5.67g.m-2.(8d)-1,与秋季的5.08g.m-2.(8d)-1较为接近,冬季GPP最弱,仅为0.07g.m-2.(8d)-1。与通量台站实测值及前人研究结果的比较表明,本文所模拟的GPP与观测值之间的相对误差绝对值多小于15%,表明模拟结果具有较好的可靠性。这说明通过集成遥感观测数据与台站观测数据的方法来模拟GPP,可以较准确地模拟区域尺度的GPP空间分布与时间变化,这为深入研究陆气相互作用提供了重要研究手段。

基于MODIS的长江中下游地区植被净第一性生产力时空变化规律

基于中等分辨率成像光谱仪（MODIS）数据产品,分析了长江中下游地区的植被净第一性生产力（net primary production,NPP）的时空分布规律,并探讨了气候和土地覆被变化对它们的影响。研究结果表明：在2001-2010年间,研究区植被净第一性生产力的数值主要集中在420-670 g·m^-2·a^-1（以碳计）,平均值为562 g·m^-2·a^-1（以碳计）。从时间角度来看,植被净第一性生产力的年际波动大,且大部分地区的植被净第一性生产力呈现随时间逐渐降低趋势。从空间角度看,植被净第一性生产力呈南高北低、沿海高于内陆的分布规律。研究区内植被净第一性生产力的变化受到了气候因子的综合作用,与年均气温和日照时数呈正相关,与降水量呈负相关（P〈0.05）。同时,土地覆被类型的转变也是导致植被净第一性生产力产生时空变化的重要因素。

MODIS红外水汽校正及其在InSAR大气改正中的应用

提出使用差分线性校正模型(DLCM)对MODIS红外波段大气水汽产品进行校正。利用在中国获取的两幅MODIS红外波段水汽产品进行分析后发现,在中国西部地区,受水汽参考值精度较差的影响,DLCM模型和传统线性校正(LS)方法均难以获得稳定、理想的校正结果;而在中国东部地区,DLCM模型可有效提高大气水汽的估计精度,且与LS方法相比,进行内符合精度评定时STD和RMS可以额外降低32.6%和15.7%,进行外符合精度评定时STD和RMS可额外降低32.3%和21.7%。此外,DLCM模型校正后的MODIS红外水汽产品在InSAR大气改正中的实验研究,亦证实了DLCM模型的有效性和将其用于InSAR大气改正的可行性。

基于MODIS数据探讨玉树Ms7.1地震前后温度变化

以2010年4月14日青海玉树Ms7.1地震为例,用MODIS L1B反演玉树地震短临时期的温度变化。与往年的平均温度相比,在3月20日—4月18日出现比较高的温度,表明地震发生的过程中存在温度异常。从反演的热红外图像中发现,在临震前2～5天,震中处的温度比周围低,结合当地气象资料分析得出:在玉树-甘孜长约50 km的断裂带上,由于刮风下雪,导致雨雪融化流入断层内,形成断层内的温度反而低、周围温度相对偏高的现象。

SZ-3CMODIS数据的质量及应用分析

中等分辨率成像光谱仪(CMODIS)具有34个光谱段,包含了从可见光、近红外、短波红外和热红外波段的波谱信息。本文结合2002年5月在北京地区开展的地面同步观测实验,对CMODIS数据质量进行了初步分析与评价,并对其在土地利用覆盖和水体污染分布监测等方面的应用效果进行了研究与分析。研究结果说明,CMODIS数据质量达到了应用要求,可正确地反映不同地物类型的波谱响应。

SAM在CMODIS数据信息提取中的应用

中国首次上天的中等分辨率成像光谱仪 (CMODIS)数据具有 34谱段 ,包含了从可见光、近红外、短波红外至热红外波段非常丰富的波谱信息。但是CMODIS波段间相关性很高 ,而且数据量很大 ,若用传统的基于数理统计的分类方法 (如监督和非监督分类方法 )提取信息会有一定的困难。光谱角度制图法(SAM)是通过计算 1个测试光谱 (像元光谱 )与 1个参考光谱之间的“角度”来确定它们两者之间的相似性 ,从而达到分类目的。这一方法更符合高光谱数据的特点。文章对 2 0 0 2年 5月 2 2日取得的前 2 0个波段的CMODIS数数据分别采用监督分类方法和光谱角度制图 (SAM)法提取信息。试验结果表明采用SAM得到了比监督分类方法更好的分类效果和更多的信息。

中国地区MODIS气溶胶光学厚度产品综合验证及分析

讨论了2000年02月~2019年08月不同分辨率、算法中等分辨率成像光谱仪(MODIS)气溶胶光学厚度(AOD)产品在不同季节、区域、下垫面条件下中国区域的精度和适用性,在像元尺度上对比了重采样降低分辨率后的多角度大气校正(MAIAC)AOD数据与其他产品的精度.研究表明:在同等验证条件下,相较于暗目标算法(DT)、深蓝算法(DB)和暗目标与深蓝结合算法(DTB),1km MAIAC AOD产品在中国地区与AERONET站点AOD观测数据整体一致性最高,R 2达到0.891,均方根误差(RMSE)仅为0.126,超过75%的验证样本落在期望误差线(EE)范围内;同时,该产品受季节、区域和下垫面变化影响也最小,其中秋季R 2达到0.917,RMSE为0.111,样本落在EE内的比例达到80.11%.3km DT算法AOD产品在植被覆盖率较大的森林和农田区域优于1km MAIAC AOD产品,在植被覆盖率较小的草地和城市区域则差于1km MAIAC AOD产品,且该产品在不同季节均存在AOD高估问题,其中,夏季高估程度最高(平均相对误差(RMB)=1.622,AOD值高估62.2%).DB在长三角和珠三角地区存在AOD被低估的现象.DTB算法兼顾了DT算法和DB算法的优缺点,DTB算法AOD产品的相关性一般高于DB算法AOD产品,样本被高估程度一般低于DT算法AOD产品.通过重采样方法降低1km MAIAC AOD产品分辨率后,相同尺度下的MAIAC AOD数据精度优于DT算法、DB算法和DTB算法AOD产品,因此,MAIAC算法更适用于小尺度城市群集中区域的大气环境监测.

长江河口悬浮泥沙向浙闽沿岸输运近期变化的遥感分析

利用2000~2015年Terra-MODIS(terra-moderate resolution imaging spectroradiometer,中等分辨率成像光谱仪)数据和2014年洪枯季现场数据建立泥沙反演模型,分析入长江河口泥沙大幅减少后河口表层悬沙向浙闽沿岸输运的时空变化和扩散形态。结果表明:(1)利用MODIS数据的二次型模型能够揭示长江口及邻近海域悬沙分布及输运特征,入海输运的长江口悬浮泥沙是浙闽沿岸连续悬浮泥沙带存在的物源;(2)受季风和沿岸流动力驱动,长江口悬沙向浙闽沿岸输运具有明显的季节性:春季,悬浮泥沙从长江口向浙闽沿岸呈条带状输运,春夏之交,南下的悬沙至温岭近岸海域出现中断现象;夏季,长江口大量悬沙滞留在长江口杭州湾近岸,仅有少量悬沙向南输运,泥沙带中断;秋季,10月下旬—11月中旬逐渐形成连续的近岸泥沙带;历冬至春,循环复始;(3)受近年来长江流域进入河口的泥沙减少影响,浙闽沿岸秋冬季连续的输沙带在春季提前断开,在秋季有推迟恢复的现象。本研究对于探究浙闽沿岸泥沙减少新格局,分析近海生态环境新变化具有重要意义。

中国气溶胶光学厚度与太平洋海表温度相关性研究

文章基于2001—2014年间中等分辨率成像光谱仪(MODIS)气溶胶光学厚度数据和NOAA提供的海表温度数据,首先利用经验正交函数分析中国气溶胶光学厚度的时空变化特征,然后用奇异值分解法分析中国气溶胶光学厚度和太平洋海表温度之间的时空联系。结果表明:1中国陆地气溶胶光学厚度存在两个主要模态,第一模态气溶胶光学厚度分布变化一致,其中华北平原存在大值中心,对应的时间系数呈显著减小趋势,且存在4~5年的周期;第二模态则对应南北区域的反位相变化。2SVD第一模态显示中国陆地气溶胶光学厚度与中东太平洋海表温度呈负相关,与中东太平洋两侧的区域呈正相关;第二模态则显示出西北区域与西太平洋中纬度地区的高正相关性。

细微颗粒全球吐纳图

NASA绘制的一张全球空气颗粒污染浓度图,让我们更直观地了解了全世界各个地区极细微颗粒的分布,这些直径小于2.5微米的颗粒直接与我们的心肺健康相关。

采用6S模型的多时相MODIS植被指数NDVI归一化方法

基于6S辐射传输模型,对连续6个时相的MODIS影像进行逐像元大气校正获取地表反射率,以此实现MODIS NDVI的时相归一化。归一化后,地物NDVI的时相趋势与校正前相比差异显著,能更加准确地描述地物随时间变化的规律,在浓密植被区域表现更为明显。开展对NDVI时相归一化的研究,对全球变化、作物物候监测等遥感时序分析相关应用具有着重要的意义和实用价值。

利用卫星影像进行南极格罗夫山蓝冰变化监测

利用MODIS及Landsat的系列影像数据,监测东南极格罗夫山的蓝冰变化。首先,使用MODIS原始数据进行蓝冰提取与范围统计,总结了蓝冰年度内的变化规律：蓝冰面积在9~12月间有上升趋势,直到第二年的1月中旬至下旬达到面积最大值,2~4月面积重新减小。然后,对Landsat影像使用监督分类结合目视判别的方法提取蓝冰地物。通过蓝冰边缘线的比较,得出蓝冰范围有东移趋势的结论。最后,揭示了短波辐射与气候变化对蓝冰范围变化的影响。