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Coupling numerical simulation with remotely sensed information for the study of frozen soil dynamics
The acquisition of spatial-temporal information of frozen soil is fundamental for the study of frozen soil dynamics and its feedback to climate change in cold regions. With advancement of remote sensing and better understanding of frozen soil dynamics, discrimination of freeze and thaw status of surface soil based on passive microwave remote sensing and numerical simulation of frozen soil processes under water and heat transfer principles provides valuable means for regional and global frozen soil dynamic monitoring and systematic spatial-temporal responses to global change. However, as an important data source of frozen soil processes, remotely sensed information has not yet been fully utilized in the numerical simulation of frozen soil processes. Although great progress has been made in remote sensing and frozen soil physics, yet few frozen soil research has been done on the application of remotely sensed information in association with the numerical model for frozen soil process studies. In the present study, a distributed numerical model for frozen soil dynamic studies based on coupled water-heat transferring theory in association with remotely sensed frozen soil datasets was developed. In order to reduce the uncertainty of the simulation, the remotely sensed frozen soil information was used to monitor and modify relevant parameters in the process of model simulation. The remotely sensed information and numerically simulated spatial-temporal frozen soil processes were validated by in-situ field observations in cold regions near the town of Naqu on the East-Central Tibetan Plateau. The results suggest that the overall accuracy of the algorithm for discriminating freeze and thaw status of surface soil based on passive microwave remote sensing was more than 95%. These results provided an accurate initial freeze and thaw status of surface soil for coupling and calibrating the numerical model of this study. The numerically simulated frozen soil processes demonstrated good performance of the distributed numerical model based on the coupled water-heat transferring theory. The relatively larger uncertainties of the numerical model were found in alternating periods between freezing and thawing of surface soil. The average accuracy increased by about 5% after integrating remotely sensed information on the surface soil. The simulation accuracy was significantly improved, especially in transition periods between freezing and thawing of the surface soil. 相似文献
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基于遥感的城市热岛效应研究 总被引：15，自引：0，他引：15
热红外遥感和气候学的交叉融合为城市热岛效应提供了新的研究方法。从城市热岛的空间分布与土地利用类型、植被覆盖关系、人为热关系以及城市热岛效应演变4方面分析热红外遥感在城市热岛研究中的应用现状;探讨目前存在的两个主要问题:城市地物真实温度难以获取,遥感和气候模型结合不密切;提出遥感和气候模型结合以及多平台、多尺度、多角度遥感的综合应用等是城市热岛效应遥感研究的发展趋势。 相似文献
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以香港地面站观测的AOD与WVC数据为参照,首先分析了MISR/AOD和MODIS/WVC产品的不确定性描述方法,然后在考虑二者联合不确定性的影响下,推导了辐射传输方程法估算地面太阳短波辐射的相对误差分布函数。通过统计2005―2013年香港MISR/AOD和MODIS/WVC反演值的分布情况,得出两者的联合概率密度函数,然后将AOD和WVC的联合概率密度函数作为权重函数与相对误差分布函数积分,得到对辐射传输方程法估算地面太阳短波辐射的相对误差数学期望。结果表明,夏季在太阳天顶角为0°时,使用MISR/AOD和MODIS/WVC产品估算地面太阳短波辐射的相对误差期望为3.17%,并且有90%的把握使估算结果相对误差＜3.53%;不同季节不同太阳天顶角下、不同置信水平下,地面太阳短波辐射估算的相对误差大小,可为不同应用研究提供基础数据,为评估亚热带地面太阳短波辐射估算结果是否符合应用需求提供依据。 相似文献
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区域尺度蒸散发遥感估算——反演与数据同化研究进展 总被引：3，自引：0，他引：3
遥感技术近年来在估算区域尺度蒸散发中应用广泛。不同方法在驱动数据、模型机理和适用范围往往存在很大差别。鉴于此,阐述了基于传统方法空间尺度扩展的遥感模型,经验统计公式,特征空间法,单源、双源垂向能量平衡余项法等几类的遥感蒸散发反演方法,简要介绍了三温模型、非参数化模型、半经验模型、集成模型等常用模型。同时,分析了遥感数据同化实现连续估算区域蒸散发的主要思路,综述了基于能量平衡和基于复杂过程模型的数据同化的原理、方法演进及常用同化算法等。最后,探讨了各类区域蒸散发遥感方法的优劣、展望了模型机理完善、不确定性研究、结果验证等与蒸散发直接反演和数据同化相关的研究方向。 相似文献
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城市土地利用/覆盖变化与热环境生态调控研究进展与展望 总被引：3，自引：3，他引：0
城市土地利用/覆盖变化(LUCC)与热环境生态调控是城市生态学和城市气候适应性关注的热点问题。在提出城市LUCC/空间结构与生态服务热调节功能连接的重要性的基础上,综述了城市土地利用变化、城市绿色基础设施在热岛减缓和气候适应性发挥的作用,评述了观测实验、定量遥感和过程模型方面以及热调控的进展情况。基于此认为,局地或区域尺度城市高精度结构组分高精度遥感探测方法、城市高精度下垫面多尺度(功能区/覆盖组分/构造或材质等)对局地气温和辐射能量平衡影响机理和定量贡献识别、城市生态系统热调节功能的城市地表结构组分调控阈值确定、以及区域或全球尺度城市土地利用/覆盖变化影响的生物地球物理机制定量化认知等,是未来重要的发展方向。 相似文献
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《The Journal of geography》2012,111(6):262-271
Field data collection is often crucial to the success of investigations based upon remotely sensed data. Students of environmental remote sensing typically learn about the discipline through classroom lectures, a textbook, and computer laboratory sessions focused on the interpretation and processing of aircraft and satellite data. The importance of field validation of the data and products derived from them is rarely demonstrated through a field experience. Exercises designed for two separate courses are described: one at the undergraduate level and one at the graduate level. Through the comparison of pre- and post-test results, it was concluded that efforts to engage students in remote sensing data collection significantly benefits their understanding of the physical basis of environmental remote sensing (radiation/Earth surface interaction). 相似文献
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Problems in the interpretation of passive optical remote sensing data obtained by telespectrometric measurements on board a research vessel (or aircraft) are discussed. Two methods are considered: (1) The correlation method, where correlative relationships between the remotely sensed spectra and concentrations of optically active substances in the water are determined and corresponding regression formulae found; (2) the similarity method, where the remotely sensed spectrum is compared with the multitude of spectra obtained by means of model calculations. The application of these methods and analysis of the results are made using our remote and in situ data. It is found that the correlation method is far from being general (the regression parameters depend on the location, season and weather conditions), but it has the advantage of being applicable without the need to describe the aquatic environment by a theoretical model. The similarity method is much more general but involves difficulties in including the optical properties of the aquatic environment in the theoretical model, especially the backscattering properties of several types of suspended matter in the water bodies.
Some aspects of detecting oil-slick pollution on the sea surface by means of passive optical remote sensing methods are discussed and corresponding examples are shown. 相似文献
Some aspects of detecting oil-slick pollution on the sea surface by means of passive optical remote sensing methods are discussed and corresponding examples are shown. 相似文献
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地表净辐射是地球表面的短波和长波辐射输入和输出通量辐射平衡的结果,也是地表蒸散与水热平衡研究中非常重要的方面。利用2014年8月下旬的Landsat8遥感影像,采用BISHT等提出的净辐射估算方法,首先通过计算瞬时大气传输率、瞬时短波太阳辐射和下行长波辐射得到了短波辐射与长波辐射的估算值,并进一步通过计算地表反照率等得到了瞬时净辐射和日均净辐射,最后利用地面实测净辐射值对估算结果进行了验证。研究表明：利用分辨率较高的Landsat8数据和部分气象参数能够很好地模拟该地区晴天的瞬时和日间净辐射的分布,并且与地面实测净辐射值具有较好的一致性,平均误差为14.5 W·m-2。研究弥补了利用其他遥感数据估算地表辐射参数复杂、精度偏低的缺陷,可以适用于干旱地区的晴天瞬时和日间净辐射值的估算,并且能够有效的提高估算精度。 相似文献
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被动微波遥感数据反演地表温度研究进展 总被引：7，自引：1，他引：6
被动微波遥感具有穿透云层( 甚至雨区) 获取地表辐射信息的能力, 在处理云的问题上, 明 显优于可见光、红外遥感, 可更好地服务于相关领域研究。由于微波信号受多种因素的影响, 目前 被动微波反演地表温度的算法还不成熟。根据建模手段和方法的不同, 从经验反演模型和物理反 演模型两方面入手, 系统回顾国内外被动微波数据反演地表温度的算法并加以评述, 指出今后应 加强尺度转换、物理机理以及多数据源结合方面的研究。 相似文献
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七十年代以来美国土地调查遙感应用的发展 总被引：1，自引：0，他引：1
第二次世界大战以后,美国的土地利用研究把大量注意力放在城市化及共对土地利用的影响上,许多部门忙于编制土地利用现状图,以便为城市的扩展进行有效的规划,用全色中比例尺航片进行土地利用制图,则是人们公认的收集土地利用信息的合适方法。 相似文献
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干旱生态系统净初级生产力估算及变化探测 总被引：9，自引：0，他引：9
针对中国西部干旱区特有的气候-植被特征,利用卫星遥感混合像元分解技术对干旱区植被进行了光合作用植被和非光合作用植被区分和组分解析,尝试通过对干旱覆被植被灌层结构进行解析而解决因植被区系差异和环境背景干扰的问题,并参考国际上遥感-生态模型GLO-PEM和CASA,借助遥感生态反演的物理分析,初步构建起基于遥感与生态过程的干旱区适用的光能利用率模型NPP-PEM,并以中国西部干旱区喀什地区叶尔羌-喀什噶尔河流域山地-绿洲-荒漠生态系统为案例,利用AVHRR/NOAA气象卫星遥感数据和气候资料估算了1992年和1998年中国西部喀什地区叶尔羌-喀什噶尔河流域山地-绿洲-荒漠生态系统1 km分辨率年净第一性生产力,并进行了变化探测分析。模拟检验结果精度较好,生态系统碳吸收的空间异质性特征明显。结果表明,考虑了干旱植被生理特征和灌层结构的光能利用模型,模拟结果较为合理,也为引入其他生态模型应用到干旱区生态系统研究提供了借鉴,从而为干旱区陆地生态系统碳循环研究开辟了途径。 相似文献
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土壤盐渍化遥感应用研究进展 总被引：35，自引：4，他引：31
文章从地面数据的调查、盐渍土影象的目视判读特征、光谱特征和土壤盐渍化区域的植被特征以及多光谱、高光谱遥感技术等方面综述国内外应用遥感数据探测土壤盐渍化程度及其制图的研究。利用数字图象并结合野外调查数据进行目视解译和计算机自动解译、图象变换提取盐渍土信息;结合G IS方法在分类中加入非遥感数据来提高分类精度;在研究盐渍土的光谱特征的基础上应用高光谱技术定量或半定量地提取盐渍土信息。这都是制定综合治理措施、决定土地利用方向的关键,也是进行区域土壤盐渍化动态预报的重要依据。 相似文献
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遥感降水产品种类繁多,单一遥感降水产品难以满足所有气候区的降水估算。多源遥感降水融合方法可弥补这一缺陷,进而提高降水估算精度。本研究选择四种全球典型遥感降水产品（CHIRPS v2.0、CMORPH v1.0、PERSIANN-CDR、TRMM 3B42V7）,利用集成模型输出统计（EMOS）进行数据融合,并与均值（MME）对比分析,阐明遥感降水产品和EMOS,在不同气候区的基本统计性能（BIAS、RMSE、r和KGE）、等级性能（POD）和水文性能（NSE）。结果发现：① 四种遥感降水产品均能捕获多年降水的空间分布格局,但EMOS改进了遥感降水产品整体低估现象。相对于MME,EMOS显著地（P<0.05）减小了4个气候区的BIAS,减小全国降水BIAS和RMSE分别为36.9%和10.2%。全国尺度而言,EMOS提高r和KGE分别为18.2%和71.4%。② PERSIANN-CDR中寒旱区微量降雨的POD高于其他三种产品,但是对大雨的POD低于其他产品。EMOS对微量降雨POD的提高出现在干旱区和青藏高原,对中雨POD则在过渡区和湿润区,而对小雨则适用于全国各气候区。③ TRMM 3B42V7的径流模拟能力优于其他三种遥感降水产品,表现最差的为CHIRPS v2.0产品。相对MME而言,除过渡区外,EMOS均提高了其他气候区的水文模拟性能,且在青藏高原、干旱区和湿润区的NSE分别提高26.3%、8.5%和2.2%。研究结果不仅为遥感降水产品在不同气候区数据源的选择提供参考依据,而且为多源遥感降水数据的融合和应用开拓了新思路。 相似文献
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Evaluation of approaches for forest cover estimation in the Pacific Northwest, USA, using remote sensing 总被引：3，自引：0，他引：3
The transformation of land cover, in particular coniferous forest, constitutes one of the most notable agents of regional-to-global-scale environmental change. Remote sensing provides an excellent opportunity for providing forest cover information at appropriate spatial and temporal scales. The optimal exploitation of remote sensing relies on the link between known forest cover and the remotely sensed dataset. This paper explores the accuracy of three methods – vegetation indices, regression analysis and neural networks – for estimating coniferous forest cover across the United States Pacific Northwest. All methods achieved a similar accuracy of forest cover estimation. However, in view of the benefits and limitations of each, the neural network approach is recommended for future consideration. 相似文献
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应用“北京一号”遥感数据计算官厅水库库滨带植被覆盖度 总被引：7，自引：0，他引：7
“北京一号”卫星是拥有多方面技术优势的一颗对地观测小卫星。本文在运用“北京一号”、SPOT5、QuickBird遥感图像对官厅水库库滨带植被覆盖度进行综合监测的基础上,对三种不同分辨率的遥感图像进行基于统计的尺度转换,并应用尺度转换的结果修正了“北京一号”图像提取的植被覆盖度。经检验,运用SPOT5和QuickBird图像对“北京一号”图像进行像元分解,将统计结果与“北京一号”图像的提取信息建立统计模型,应用该统计模型可以有效地提高“北京一号”图像提取植被覆盖度的精度。对湿生植被进行样方调查,结果证明运用像元分解和统计模型的方法使“北京一号”提取植被覆盖度的精度较运用植被指数转换模型的计算精度提高了22.7%。应用该方法可以更有效地运用“北京一号”遥感数据进行连续、大面积的植被监测。 相似文献
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1 Introduction Arid western China stretches from west of Helan Mountains to south of the piedmont of Kunlun Mountains, covering about 2.50×106 km2 or 26.08% of the total territorial area of China. Its unique geographic location in the hinterland of Euras… 相似文献
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地学应用中的遥感图像处理若干问题的分析 总被引：5，自引：3，他引：5
遥感技术在地理学应用中是如何从遥感影像上直观、准确的得到所需的信息,为本专业服务。文章从地学应用部门在进行遥感影像处理时遇到的几个问题:多光谱数据的选取与合成;多源信息的复合;新型图像分类器的应用;专题提取的精度等方面的进展作了分析。 相似文献
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基于决策树的遥感影像分类方法研究 总被引：30，自引：0，他引：30
基于决策树分类算法在遥感影像分类方面的深厚潜力。探讨了3种不同的决策树算法（UDT、MDT和HDT）。首先对决策树算法结构。算法理论进行了阐述：具体利用决策树算法进行遥感土地覆盖分类实验，并把获得的结果与传统统计分类法进行比较，研究表明，决策树分类法相对简单，明确，分类结构直观，有诸多优势。 相似文献