海表面盐度的微波遥感——平静海面的微波辐射机理研究

基于平静海面微波辐射理论和海水相对电容率εr的经验公式,探讨了平静海面在L波段(1.4GHz)的微波辐射特性.依据两个不同的经验公式获得的海水相对电容率εr有较大差异,这种差异也体现在盐度反演结果上.海表面温度TS越高,海表面盐度SS对平静海面亮温(Tbv或Tbh)的影响越大,即|( )Tbv,bh/( )SS|越大.因此,在TS较高的海域,SS遥感容易达到较高的精度;反之,SS反演的精度则会降低.采用小角度入射角观测方案进行SS遥感具有优势.此时,SS和TS越高,则前述两种海水相对电容率εr经验公式反演SS的差异越小.在较小的入射角条件下,对于具有较高TS和SS的平静海面,使用现有海水相对电容率εr经验公式反演SS比较可行.而对于具有较低SS的近岸海域,则反演的SS可能产生比较大的误差.

被动微波遥感监测土壤冻融界限的研究综述

主要介绍了被动微波遥感数据在研究土壤冻融状态方面的国内外研究进展。目前常用的而且比较成熟的冻融界限判别指标是 37GHz亮度温度及负亮温谱梯度 ,重点对这两个冻融边界判别指标的发展进行了详细讨论 ,并对冻融判别和积雪判别的关系及其相互影响进行了分析和讨论。发展可靠实用的微波遥感土壤冻融状态的判别算法 ,以提供区域和全球尺度上的土壤状态信息 ,对水文学、气象学以及农业科学、工程地质研究与应用都有重要意义。

对流层水汽和液态水的地基微波遥感探测

本文论述了遥感对流层水汽和液态水的新型双通道微波辐射计的设计原理和结构特点,给出了不依赖无线电探空资料的系统定标方法。讨论了水汽总量和云中液态水含量的统计反演法以及水汽垂直分布的迭代反演法。最后给出了1989年夏季中尺度预实验观测中辐射计的部分观测结果及其与无线电探空仪的对比。

用微波遥感技术对海底输油管道进行监测

对假定海底管道发生油溢事故时形成的空气、油膜和海水的组合体模型进行了详细分析,揭示了模型的辐射亮温与油膜厚度的关系、有效发射率增量与入射角之间的关系、不同频率下辐射亮温与油膜厚度之间的关系。得出,利用微波遥感技术检测海底管道泄漏及泄漏量、污染区域在理论上是可行的,并由此理论设计了机载微波辐射计,文章还介绍了该系统的组成结构和系统的优选方案,指出利用高精度微波辐射计架设在无人机上监测的优点。

毫米波频段亮温度的计算

许多由普朗克定律的瑞利-琼斯近似推导而来的亮温度计算方法已被广泛应用,但适当的误差修正却容易被忽视。随着地球遥感科学和微波噪声标准应用频率的不断升高,这些误差变得更为显著。研究了一些广泛应用的亮温度近似公式的误差修正方法,计算了这些公式在不同条件下与普朗克定律计算结果的偏差,旨在对这些公式的误差修正引起重视并作出相应的修正。

星载微波遥感观测海表温度的研究进展

随着卫星遥感技术的快速发展,星载微波遥感作为观测海温的手段之一,受到越来越多的关注。总结了国内外星载微波遥感观测海温的发展历程和微波遥感反演海温的理论基础,归纳了多元线性回归算法和非线性迭代算法两种主要的算法类型,在此基础上介绍了国外的TMI和AM-SR-E以及国内FY-3和HY-2等卫星上搭载的先进微波传感器仪器的运行参数、通道特征及其相应的反演算法,最后分析了微波遥感反演海温的影响因素,指出了目前研究中存在的问题,并对今后的研究方向进行了展望。

应用微波遥感数据的东北地区地表温度反演

针对无源微波遥感时间分辨率高可以克服云层影响获取地表温度的问题,该文应用AMSR-E微波亮度温度数据,分别选取了基于发射率估计的单通道反演法和多通道线性拟合法反演东北地区地表温度。在原有方法的基础上提出算法改进:对单通道反演法按照植被生长周期在生长季与非生长季分别建立发射率估计方程,探究各微波通道在每种地表覆被类型的反演能力并组合反演精度最高的通道,将微波极化差异指数作为表征发射率参数加入多通道拟合方程。结果显示,获取的地表温度剔除水体和冰雪无效像元后可用性达到100%,改进后的单通道反演法均方根误差由3.58~4.6降低至2.0~3.1,在75%的区域的误差小于2 K;多通道拟合法的最终均方根误差为2.6~3.5,同样有较高精度且只使用微波亮温数据就能获取地表温度。

鄂尔多斯高原及周边地区地面温度的计算研究

采用一种分裂窗方法，利用ＮＯＡＡ－ＡＶＨＲＲ资料计算了鄂尔多斯高原及周边地区的地面温度。用３、４、５通道的数据计算地面发射率，其后以发射率和４、５通道亮温结合计算地面温度。通过与当地气象站接近时次的实测资料相比，夜间计算差值在±１℃以内的占８０％，白天占６７％，最大差值－３．８℃。作为一种宏观地表监测手段，该方法是可行的。

一种地基微波辐射计定标源设计与研制

微波辐射计定标技术是实现其定量化遥感应用的先决条件,针对地基微波辐射计的定标需求,设计开发了由冷定标源、常温定标源和热定标源构成的定标源组保障辐射计观测亮温度区间校准工作的顺利完成。本文介绍了辐射计定标源工作原理,给出辐射体的发射率电磁仿真和测试结果,结果表明,辐射体具有0.9999左右的发射率。介绍了定标源的控温方式、控温结构和温度试验结果,试验结果表明,该定标源组温度均匀性优于0.2K,温度稳定性优于0.023K。本装置具有高精度、高可靠性的特点,已在地基辐射计日常校准工作中得到应用。

海表面盐度卫星微波遥感研究进展

海表面盐度SSS(Sea Surface Salinity)是研究大洋环流和海洋对全球气候影响的重要参量、是决定海水基本性质的重要因素之一。卫星微波遥感可以满足盐度研究过程中大范围、连续观测的需要,国际上统一的认识是选择频率为1.413GHz的L波段作为盐度遥感的首选波段。目前,国外发展的海面盐度微波遥感反演算法主要有两种:基于海表发射率估算海表盐度的算法和基于贝叶斯定理提出的反演算法。影响盐度反演精度的因素主要有太空辐射、电离层法拉第旋转、大气、海面粗糙度等。其中,海面粗糙度对盐度反演影响很大,海面粗糙度处理模型可以分为3大类:理论算法(间接发射率模型、直接发射率模型)、经验算法、半经验半理论算法(Hollinger半经验模型、WISE半经验模型、Gabarró模型)。SMOS卫星和Aquarius/SAC-D卫星的成功发射,将海表面盐度遥感的反演精度控制在0.2psu以内,通过改进反演算法,有望得到更高的反演精度。