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1.
基于欧洲中尺度天气预报中心(ECMWF)大气廓线库和RTTOV9.3辐射传输正向模式,探讨了大气CH4混合比浓度垂直廓线和柱总量的经验正交函数(EOF)反演方法,并利用地基傅里叶热红外光谱仪(FTS)观测数据和红外EOSAQUA卫星的大气红外传感器(AIRS)实际观测资料进行反演实验和验证。并且与地基傅里叶热红外光谱仪(FTS)观测结果相比,300hPa以下EOF模型反演的CH4混合比均方根相对误差小于AIRS的CH4产品,CH4柱总量的相对误差也小于AIRS产品。与AIRS的CH4产品相比,EOF模型反演的CH4混合比廓线相关系数为0.97,均方根相对误差小于2.5%。验证结果表明EOF模型可以为物理反演提供很好的初始值,由于其稳定且运算更快捷,在业务化运行方面具有很大应用前景。 相似文献
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火山喷发产生的高浓度SO2气体及其远距离输送会对全球气候变化和航空飞行安全产生重要影响。卫星遥感技术以大面积连续观测、高时空分辨率等优势成为大气SO2监测的重要手段之一。作为中国第一颗紫外可见光波段的高光谱载荷,高分五号卫星大气痕量气体差分吸收光谱仪（GF-5 EMI）通过探测地球大气或表面反射、散射的紫外辐射来解析SO2总量的分布和变化。本文首先基于大气辐射传输模型SCIATRAN,选择中低纬地区地表类型均一的海洋区域像元,模拟了典型大气条件下的晴空天顶反照率,用以评价EMI载荷天顶观测光谱的精度。其次,基于TROPOMI L1 Radiance辐亮度数据和DOAS反演原理,经477 nm O4云筛选、光谱定标、慢变剔除、斜柱转垂直柱等步骤后,获得同一火山喷发区域的SO2总量反演结果并与TROPOMI官方offline L2 SO2产品进行对比分析。最后,利用GF-5 EMI UV-2通道观测数据,采用DOAS算法反演获得GF-5 EMI大气SO2总量,并将反演结果与国际同类载荷S5P/TROPOMI SO2总量结果进行比较分析,评判GF-5 EMI在全球火山活动SO2变化监测方面的能力。结果显示,300—400 nm波段范围内,海洋区域采样点EMI观测光谱值低于SCIATRAN模拟光谱值,EMI与TROPOMI观测光谱呈现出相似的系统性偏差。基于高空间高光谱分辨率的TROPOMI L1 Radiance辐亮度数据、315—327 nm、325—335 nm和360—390 nm共3个波段窗口、以及上述DOAS反演原理获得的SO2结果与TROPOMI官方发布的offline L2 SO2产品结果相关性较高,两者的相关系数可达到0.97—0.99,相对偏差在3%—9%。GF-5 EMI能够获取火山喷发SO2排放的时空分布特征,并与国际同类载荷TROPOMI反演结果具有较高的空间一致性,能够满足全球火山喷发监测、预警及其气候影响研究的应用需求。 相似文献
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本文选用不同时相NOAA极轨气象卫星AVHRR1、2、4通道遥感图像资料,通过图像增强处理,提取与水体中藻类、泥沙等有关的信息。结果表明,利用极轨气象卫星监测滇池水体宏观动态变化,是可行的,而且具有花费少、实时性强等特点。 相似文献
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大气污染物浓度全方位动态监测是进行区域大气污染精细化防控的重要前提。为开展长三角地区小时分辨率PM2.5浓度无缝制图,本研究通过耦合AOD缺失信息重建与多模数据融合技术,建立了一套能够有效集成卫星遥感、地面观测、数值模拟等多源异构数据资料的近地面PM2.5浓度无缝制图方案,并据此生产了2015年—2020年长三角地区小时分辨率无缝PM2.5浓度格点数据产品。结果表明：本研究生产的PM2.5浓度无缝格点产品与国控站点观测数据的交叉验证相关系数达0.9,平均偏差不超过10 μg·m-3。较于空间分布不均且相对稀疏的站点观测PM2.5浓度资料,面域无缝PM2.5浓度格点数据更能有效揭示长三角地区PM2.5污染的时空变化特征;在2015年—2020年研究期内,其平均下降速率超过3 μg·m-3·a-1。本研究发展的PM2.5浓度无缝制图方法和生产的相关数据产品有望为区域灰霾污染防控和PM2.5暴露健康风险评估研究提供方法参考和基础数据支撑。 相似文献
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农作物长势综合监测——以印度为例 总被引：2，自引：0，他引：2
提出农作物长势综合监测方法,利用卫星遥感得到的NDVI时间序列数据,综合采用实时监测、过程监测和时间序列聚类监测方法,明确不同方法适用的监测尺度及监测目的,对不同范围农作物长势进行监测。改进了Crop Watch全球农情遥感速报系统运行化作物长势监测方法,克服了原有作物长势监测中实时监测方法无法反映相同区域苗情在整个生长过程中的连续变化情况的缺点。实现对相同区域作物长势连续变化的定量描述,可对作物长势进行更准确的判断。利用官方发布的作物单产变幅数据,对单产变幅较大的12个作物主产省区作物长势监测结果的准确性进行判断,结果表明:6个邦的实时监测和聚类监测方法所得结果一致,都符合作物单产变化的实际状况;4个邦的聚类监测方法所得结果对作物长势监测更为准确,更符合该区域作物单产的实际变化;1个邦实时监测结果对作物长势监测比聚类监测方法更为准确;只有1个邦采用两种方法对作物长势的监测存在误差,聚类监测方法在对农作物生长过程的连续监测及空间分布的定量化表述方面,比实时监测更为准确。3种方法可以综合使用,实现业务化运行的农作物长势监测。 相似文献
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对流层二氧化氮（NO2）是一种重要的痕量污染气体。现有基于OMI卫星探测器、覆盖亚洲地区的NO2公开产品QA4ECV、OMNO2和POMINO受到广泛使用,然而对于这3个产品的差异的定量认识仍然不足。我们将前期开发的POMINO产品进行了改进和优化,更新至v2.1并将反演区域扩大至覆盖东亚、东南亚和南亚大部分地区,随后定量分析了QA4ECV、OMNO2 v4和POMINO v2.1对流层NO2垂直柱浓度在2015年—2020年在不同采样条件下的异同。结果显示,POMINO版本的更新对自身NO2柱浓度反演结果的整体影响较小（<10%）。当3个产品均基于POMINO v2.1进行一致采样时,产品之间在整个亚洲区域的平均差异约为10%,在京津冀等污染地区的差异最高可达40%。3个产品均显示,京津冀地区NO2柱浓度在五年间下降了约30%,而长三角地区的变化趋势较小。当3个产品进行分别采样时,POMINO v2.1的有效数据量比其他两个产品增加了11%—44%,特别是更好地保留了重污染情形下的NO2数据,从而降低了采样引起的对NO2污染水平的系统性低估。本研究对于NO2卫星产品差异的定量分析有助于认识氮氧化物污染状况以及排放和影响评估。 相似文献
7.
许多城市建立的相对稠密的网格化监测站点,为精细化监管城市空气质量奠定了基础。本文选用徐州市网格化监测数据、地球静止卫星Himawari-8/AHI及COMS/GOCI的表观反射率和气溶胶光学厚度数据、气象和其他辅助数据,开展了徐州地区0.005°空间分辨率网格的PM2.5浓度精细化制图研究。本文使用了极端梯度提升（XGBoost）、随机森林（RF）及时空加权回归（GTWR）等3种方法,并选用多种特征参数组合进行对比分析。综合分析模型精度和过拟合程度,结果表明XGBoost模型表现最好,其R2为0.90,RMSE为11.65 μg/m3。进一步将本文结果与国控站点、清华大学的TAP数据集和马里兰大学的CHAP数据集的对比分析,结果表明基于网格化站点的PM2.5制图结果能更好地反映城市内部不同区域的PM2.5浓度分布差异性,弥补因国控站点稀疏带来的缺陷,更好地服务于城市空气质量精准管控。 相似文献
8.
在油气资源遥感探测中，通过烃渗漏引起的海表面甲烷气浓度异常来探测海底气藏是最直接的方法之一。为了更好地识别海表甲烷异常，提高遥感反演精度，对海表甲烷气含量进行定量光谱分析研究。设计室内甲烷波谱测试平台，获取海水背景下不同含量甲烷高光谱数据为数据，对光谱数据预处理及进行比值导数光谱法，并提取光谱吸收特征参数，对甲烷含量与光谱参数之间进行相关性分析，构建甲烷含量的反演模型。比值导数光谱法确实抑制了海水背景信息，突出了甲烷特征。1650—1664 nm和2180—2210 nm波段范围的光谱参数与甲烷含量相关性显著；其中，波谷、波深、面积、斜率与甲烷含量显著相关。基于2180—2210 nm波段范围建立的波谷、波深、面积、斜率四元回归方程y=-14.356 - 5931.796x1 - 4325.081x2+241.481x3+7531.973x4拟合效果最好，R2为0.9817；且在此波段范围内基于波深建立的单变量甲烷反演模型y = 2047.571x - 9.758，R2为0.9741，比基于其他变量所建立的反演模型效果要好。成功获取了和海水背景下甲烷含量线性相关显著的对应波段和吸收特征，可为利用多/高光谱遥感预测勘探海表面甲烷气浓度提供一定的理论和技术依据。 相似文献
9.
本文介绍了将NOAA/AVHRR图像数据扩展用于江汉盆地油气资源遥感勘查。将AVHRR的波段5(红)、波段2(绿)、波段1(蓝)假彩色合成的图像能清楚地了解江汉盆地周缘的宏观构造轮廓;取AVHRR的波段1,波段2,波段4作非监督处理分32类,得到该盆地较稳定的湖相沉积范围(即主要的生油岩区);取AVHRR的波段1,波段2和波段5作非监督处理分出了32类,并结合TM资料发现了该盆地3条基底断裂线性构造;用视热惯量制图,了解到该盆地主要的油气区段的视热惯量介于该盆地视热惯量分布的最高与最低之间。 相似文献
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红树林是世界上生产力最高、价值最高的湿地生态系统之一。冠层叶绿素含量CCC（Canopy Chlorophyll Content）作为红树林重要的生物物理参量,是估算其生产力和评价其健康状况的重要指标。本文利用珠海一号高光谱卫星（OHS）影像与Sentinel-2A多光谱数据计算传统植被指数与组合植被指数并构建了高维数据集,综合利用正态分布检验、最大相关系数法与变量重要性评价进行数据降维和变量优选;分别基于单一线性回归算法、机器学习回归算法和堆栈集成学习回归算法构建了红树林CCC遥感反演模型,探明北部湾红树林CCC的最佳遥感反演模型,验证OHS高光谱影像与Sentinel-2A数据反演红树林CCC的精度差异,评估SNAP-SL2P算法反演红树林CCC的适用性。研究结果表明：（1）通过数据降维和变量选择处理,从高维度OHS数据集选取了8个特征变量,其中RSI（12,17）、DSI（12,18）和NDSI（6,12）组合植被指数对红树林CCC反演精度的贡献率较高;（2）联合OHS数据和最优堆栈GBRT集成学习回归模型（Score=0.999,RMSE=0.963 μg/cm2）的训练精度优于最优RF机器学习回归模型（RMSE降低了7.531 μg/cm2）,明显优于最优Lasso线性回归模型（RMSE降低了19.383 μg/cm2）;（3）在最优堆栈集成学习回归模型下,OHS数据反演红树林CCC的精度（R2=0.761,RMSE=16.738 μg/cm2）高于Sentinel-2A影像（R2=0.615,RMSE=20.701 μg/cm2）;（4）联合OHS和Sentinel-2A数据的最优堆栈集成学习回归模型反演红树林CCC的精度都明显优于SNAP-SL2P算法（R2=0.356,RMSE=49.419 μg/cm2）。研究结果论证了正态分布检验、最大相关系数法和基于XGBoost的特征选择方法有效降低了高维数据集的维度,并得到了最优特征变量;OHS数据的最优堆栈GBRT集成学习回归模型训练精度最高,是估算红树林CCC的最优反演模型;OHS和Sentinel-2A数据都能有效反演红树林CCC（R2均大于0.61）,而OHS数据的估算精度更高（R2大于0.75）;SNAP-SL2P算法不能有效反演红树林CCC（R2小于0.4）,且对红树林CCC数值存在系统性低估。 相似文献
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基于辅助数据的遥感干旱分析 总被引：1，自引：0，他引：1
介绍了当前用NOAAAVHRR进行土壤湿度监测的3种主要关系模型,详细分析了它们的解其过程。利用地面实测数据对3种模型进行验证,同时利用该地区其他辅助数据对不同程度干旱的分布及孕灾环境进行了分析。 相似文献
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Evapotranspiration is a key parameter for water stress assessment as it is directly related to the moisture status of the soil-vegetation system and describes the moisture transfer from the surface to the atmosphere. With the launch of the Meteosat Second Generation geostationary satellites and the setup of the Satellite Application Facilities, it became possible to operationally produce evapotranspiration data with high spatial and temporal evolution over the entire continents of Europe and Africa. In the frame of this study we present an evaluation of the potential of the evapotranspiration (ET) product from the EUMETSAT Satellite Application Facility on Land Surface Analysis (LSA-SAF) for drought assessment and monitoring in Europe.To assess the potential of this product, the LSA-SAF ET was used as input for the ratio of ET to reference evapotranspiration (ET0), the latter estimated from the ECMWF interim reanalysis. In the analysis two case studies were considered corresponding to the drought episodes of spring/summer 2007 and 2011. For these case studies, the ratio ET/ET0 was compared with meteorological drought indices (SPI, SPEI and Sc-PDSI for 2007 and SPI for 2011) as well as with the anomalies of the fraction of absorbed photosynthetic active radiation (fAPAR) derived from remote sensing data. The meteorological and remote sensing indicators were taken from the European Drought Observatory (EDO) and the CARPATCLIM climatological atlas.Results show the potential of ET/ET0 to characterize soil moisture variability, and to give additional information to fAPAR and to precipitation distribution for drought assessment. The main limitations of the proposed ratio for drought characterization are discussed, including options to overcome them. These options include the use of filters to discriminate areas with a low percentage vegetation cover or areas that are not in their growing period and the use of evapotranspiration without water restriction (ETwwr), obtained as output of the LSA-SAF model instead of ET0. The ET/ETwwr ratio was tested by comparing its accumulated values per growing period with the winter wheat yield values per country published by Eurostat. The results point to the potential of using the remote sensing based LSA-SAF evapotranspiration and the ET/ETwwr ratio for vegetation monitoring at large scale, especially in areas where data is generally lacking. 相似文献
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全国干旱遥感监测运行系统的研制 总被引：11，自引：2，他引：11
该研究利用1981－1994的NOAA AVHRR 8km分辨率的NDVI资料，以及对应时段全国102个固定农业观测站的20cm深的土壤湿度资料，建立了植被状态指数（VCI）与土壤湿度之间的统计模型，由土壤湿度旱情等级标准来换算出每旬用VCI进行干旱监测的旱情等级标准，以确定出全国的旬旱情分布状况，在此工作的基础上建成了“全国干旱遥感则运行系统”，该运行系统使遥感手段监测全国干旱成为可能，将能提供每年3－9月每旬全国的干旱监测情况，为国家有关决策部门提供干旱减灾的决策依据。 相似文献
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《地理信息系统科学与遥感》2013,50(3):183-190
Many remote sensing applications are predicated on the fact that there is a known relationship between climate and vegetation dynamics as monitored from space. However, few studies investigate vegetation index variation on individual homogeneous land cover units as they relate to specific climate and environmental influences at the local scale. This study focuses on the relationship between the Palmer Drought Severity Index (PDSI) and different vegetation types through the derivation of vegetation indices from Landsat 7 ETM+ data (NDVI, Tasseled Cap, and SAVI). A series of closely spaced through time images from 1999 to 2002 were selected, classified, and analyzed for an area in northeastern Ohio. Supervised classification of the images allowed us to monitor the response in individual land cover classes to changing climate conditions, and compare these individual changes to those over the entire larger areas. Specifically, the images were compared using linear regression techniques at various time lags to PDSI values for these areas collected by NOAA. Although NDVI is a robust indicator of vegetation greenness and vigor, it may not be the best index to use, depending on the type of vegetation studied and the scale of analysis used. A combination of NDVI and other prominent vegetation indices can be used to detect subtle drought conditions by specifically identifying various time lags between climate condition and vegetation response. 相似文献
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K. Sreenivas R. S. Dwivedi A. N. Singh S. Raviprakash 《Journal of the Indian Society of Remote Sensing》2010,38(1):119-132
Waterlogging due to rising ground watertable, being a sub-surface phenomenon, is not amenable to detection by optical remote
sensing. Microwave and thermal sensor data have, however, shown some promise in the detection of sub-surface waterlogging.
The present study was taken up to evaluate the potential of near-IR, short-wave IR (SWIR) and thermal-IR data from Moderate
Resolution Imaging Spectrometer (MODIS) aboard Terra-1 acquired during day-and-night time postmonsoon data for detection of
sub-surface waterlogging. The approach involves retrieval of day-and-night land surface temperature (LST), generation of normalized
difference of channel-2 and 6 (ND26); 2 and 7 (ND27); ground truth collection involving concurrent ground water table observations to satellite date of pass, thresholding of
normalized differences (NDs) and correlating the NDs with depth of ground water table. Amongst various spectral indices, day
and night-time LST difference (DLST) and night-time LST have been found to correlate well with the incidence of waterlogging
(water table depth < 2m), followed by normalized difference of band-2 (841–876 nm) and band-7 (2105–2155 nm). The sensitivity
of threshold limits for these indices was maximum for DLST followed by ND26 and ND27. Poor accuracy of detecting sub-surface waterlogging with thermal bands during day time is attributed to the non-corresponding
of the time of Terra MODIS data acquisitions with thermal maxima of the terrain. Though the ND27 gave better accuracy to detect subsurface waterlogging, it is very sensitive to threshold limits. 相似文献
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据遥感影像揭示,除气象因素外,黄河与淮河洪泛形成主要受近代和现代活动构造控制。据分析,黄河下游现行河道存在一定程度隐患,部分河道稳定性较差,淮河中上游地区是现代沉降区,洪水壅滞难泻,对京九铁路及黄淮下游人民生命财产构成威胁 相似文献
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《地理信息系统科学与遥感》2013,50(1):109-129
This study examined the use of remote sensing in detecting and assessing drought in Iloilo Province, Philippines. A remote sensing-based soil moisture index (SMI), rainfall anomaly data from the Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM), and rice production departure (Pd ) data were used for drought detection and validation. The study was conducted using two drought years (2001, 2005) and one non-drought year (2002). According to SMI data, the drought distribution was classified into four major groups. SMI values > 0.3 were considered not to be drought and SMI values ≤ 0.3 were classified as slight, moderate, and severe drought. Results based on SMI revealed that the study area experienced drought in 2001 and 2005, while 2002 exhibited no drought. On the other hand, TRMM-based rainfall anomaly data revealed negative values in 2001 and 2005 and positive values in 2002. Below-normal Pd values were observed in 2005 and above-normal values in 2002, whereas nearly normal values prevailed in 2001. Yield indicator data were crucial for the assessment of drought impacts on rice production. In most cases, the pattern of rice production and productivity revealed that the decline in the production or productivity of rice for a particular year coincided with lower SMI values and greater rainfall departure or negative anomaly. 相似文献
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刘定威 《测绘与空间地理信息》2022,45(1):71-73,78
利用GRACE和GLDAS数据计算美国2003年1月—2013年12月陆地等效水高的时间序列,两者结果呈强相关,相关系数为0.91.GRACE数据计算陆地水储量最低在2012年7月,这与欧洲干旱研究中心发布的帕尔默干旱指数(scPDSI)结果一致,证明了GRACE时变地球重力场模型具备探测干旱的能力.利用NOAA(Na... 相似文献