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基于高光谱遥感反射比的太湖水体叶绿素a含量估算模型 总被引：19，自引：1，他引：19
旨在寻找叶绿素a的高光谱遥感敏感波段并建立其定量估算模型。通过对太湖水体的连续监测，获得了从2004年6月到8月3个月的太湖水体高光谱数据和水质化学分析数据。利用实测的高光谱数据分析计算太湖水体的离水辐亮度和遥感反射比；然后，通过相关分析寻找反演叶绿素a浓度的高光谱敏感波段，进而建立反演太湖水体叶绿素a浓度的高光谱遥感定量估算模型，并用相关数据对模型进行精度分析。研究发现，水体的遥感反射比光谱在719nm和725nm存在两个峰，其中719nm处的峰更明显且稳定。通过模型的对比分析，发现用这两个峰值处的遥感反射比参与建模可以提高叶绿素a的估算精度；并且认为由反射比比值变量R719／R670所建立的线性模型对叶绿素a浓度的估算精度最理想。 相似文献
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应用实测光谱估测太湖梅梁湾附近水体叶绿素浓度 总被引：40，自引：1，他引：40
遥感方法测定水体中叶绿素含量的核心问题是建立遥感数据和叶绿素含量的定量关系;利用太湖梅梁湾附近水体的实测光谱和水质采样实验室分析,从数量上揭示了位于682nm附近和706nm附近对叶绿素含量估测最重要的两个光谱特征,分别通过比值(R706/R682、R706/R572)、微分、面积、峰高、峰谷距离以及反射峰位置等建立与叶绿素浓度的线性或非线性相关回归模型,通过R2、平均误差以及RMS误差等的分析对比,认为比值和反射峰位置对叶绿素浓度有很好的指示作用,是估测太湖梅梁湾附近水体叶绿素浓度的最好方法,其中与反射峰位置的指数关系R2达0.9199,与R706/R682的直接线性关系R2达0.9038。相对于706nm附近的峰谷距离、峰高以及反射峰面积而言,反射峰的位置是指示叶绿素浓度最敏感的变量;572nm附近、682nm附近以及706nm附近等三个波段对探测叶绿素a具有重要作用。 相似文献
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鄱阳湖叶绿素a浓度遥感定量模型研究 总被引：1，自引：0，他引：1
叶绿素a浓度是反映湖泊水体营养状况的重要指标,本研究通过分析水体叶绿素a浓度与高光谱反射特征的相互关系,采用一阶微分值和峰值比值法分别建立了叶绿素a的高光谱定量反演模型,在此基础上与同步MODIS数据敏感波段建立卫星定量反演模型。结果表明:叶绿素a荧光峰出现在波段690nm-700nm,波段696nm一阶微分值相关系数最大;波段700nm与波段680nm的比值与其对数相关性较好,MODIS数据波段2和波段1比值的指数模型为最佳的回归模型。 相似文献
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叶绿素a荧光遥感研究进展 总被引：11，自引：0，他引：11
继叶绿素a反演的“蓝绿比值法”后,叶绿素a荧光遥感成为海水叶绿素a浓度反演的重要方法,对提高二类水体和赤潮水体的叶绿素a浓度的反演精度效果明显。本文回顾了人们对水体叶绿素a荧光的认识、测量和研究的历史过程,介绍了荧光产生的生物学机理以及它随叶绿素a浓度的正相关和“红移现象”等主要光谱特征。本文还总结了荧光量子产量、不同藻种生理状态、水体其他物质及大气的吸收等多种因素对叶绿素a荧光遥感的影响。基于对叶绿素a荧光光谱特征和影响因素的认识,人们相继建立了两种荧光遥感方法———基线荧光高度法和归一化荧光高度法。对于前景广阔的叶绿素荧光遥感领域,人们正进行着更深入的研究与探索,积累更多的现场数据和卫星同步数据,逐步完善和改进反演模型。 相似文献
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松嫩平原典型土壤高光谱定量遥感研究 总被引：5，自引：0，他引：5
为实现松嫩平原典型土壤理化参数时空信息的快速获取,为定量遥感、精准农业等相关研究服务,以松嫩平原典型土壤的高光谱反射率为研究对象,分析土壤反射光谱特征及其与土壤理化参数的关系,建立基于反射光谱指数的土壤理化参数遥感估算模型;提取黑土光谱特征点,建立黑土反射光谱曲线模拟函数.结果表明:松嫩平原不同土壤光谱特征差异主要在450-600,600-800 nm两个吸收谷部分,土壤有机质是黑土反射光谱特征的决定因素;不同于南方土壤,铁对松嫩平原典型土壤反射光谱特征的影响较小;随着含水量的增加,土壤水分对土壤光谱反射率的作用过程可以用三次方程定量描述;基于土壤反射率及反射光谱特征的土壤理化参数光谱预测模型可以用于土壤相关理化参数的快速测定;基于光谱特征点的黑土反射光谱曲线模拟函数可以准确描述黑土的反射光谱特征,这一方法可以用于高光谱数据压缩和基于多光谱数据的高光谱反射率重建. 相似文献
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This study attempts to use the geographic information system (GIS) technique to map and understand the tectonics and crustal structures of Pakistan. Maps of surficial tectonic features and seismological parameters including Moho depth, Pn velocity and Pg velocity are complied. Based on the seismological data-set of the country the earthquake hazard map of Pakistan is also presented by applying regression technique on seismological, geological and topographical parameters. A case study of 8 October 2005 earthquake is used to validate the hazard map. It is envisaged that the developed GIS database would help policy-makers and scientists in natural hazard evaluation, seismic risk assessment and understanding of earthquake occurrences in Pakistan. 相似文献
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利用遥感数据评价燃煤电厂空气质量 总被引：1，自引：0，他引：1
卫星观测数据可以评价燃煤电厂的空气质量等级。NO2、SO2 和烟尘是燃煤电厂排放的主要污染物,本文利用卫星遥感观测的NO2、SO2和气溶胶光学厚度AOD(Aerosol Optical Depth)开展燃煤电厂空气质量评价。以中国华北地区为实验区,分析对比了3种污染物不同时间分辨率和空间分辨率的污染状况,确定了单因子的5级分级标准,根据燃煤电厂排放污染物的权重不同,提出了评价近地表空气质量状况的模型。本文综合考虑3种污染因子来反映电厂空气质量,有利于提高评价的准确性以及反应信息的全面性。结果表明,该模型能正确反映不同地区电厂的空气质量特点。 相似文献
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C.D. Lloyd P.M. Atkinson 《International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation》2004,5(4):293-305
Five techniques were used to map nitrogen dioxide (NO2) concentrations in the United Kingdom. The methods used to predict from point data, collected as part of the UK NO2 diffusion tube network, were local linear regression (LR), inverse distance weighting (IDW), ordinary kriging (OK), simple kriging with a locally varying mean (SKlm) and kriging with an external drift (KED). These techniques may be divided into two groups: (i) those that use only a single variable in the prediction process (IDW, OK) and (ii) those that make use of additional variables as a part of prediction (LR, SKlm and KED). Nitrous oxides emission data were used as secondary data with LR, SKlm and KED. It was concluded that SKlm provided the most accurate predictions based on the summary statistics of prediction errors from cross-validation. 相似文献
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Hyun Jung Cho Igor Ogashawara Deepak Mishra Joseph White Andrew Kamerosky Lori Morris 《地理信息系统科学与遥感》2014,51(2):120-138
Differentiation between benthic habitats, particularly seagrass and macroalgae, using satellite data is complicated because of water column effects plus the presence of chlorophyll-a in both seagrass and algae that result in similar spectral patterns. Hyperspectral imager for the coastal ocean data over the Indian River Lagoon, Florida, USA, was used to develop two benthic classification models, SlopeRED and SlopeNIR. Their performance was compared with iterative self-organizing data analysis technique and spectral angle mapping classification methods. The slope models provided greater overall accuracies (63–64%) and were able to distinguish between seagrass and macroalgae substrates more accurately compared to the results obtained using the other classifications methods. 相似文献
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Satellite-based atmospheric CO2 observations have provided a great opportunity to improve our understanding of the global carbon cycle. However, thermal infrared (TIR)-based satellite observations, which are useful for the investigation of vertical distribution and the transport of CO2, have not yet been studied as much as the column amount products derived from shortwave infrared data. In this study, TIR-based satellite CO2 products – from Atmospheric Infrared Sounder, Tropospheric Emission Spectrometer (TES), and Thermal And Near infrared Sensor for carbon Observation – and carbon tracker mole fraction data were compared with in situ Comprehensive Observation Network for Trace gases by AIrLiner (CONTRAIL) data for different locations. The TES CO2 product showed the best agreement with CONTRAIL CO2 data resulting in R2 ~ 0.87 and root-mean-square error ~0.9. The vertical distribution of CO2 derived by TES strongly depends on the geophysical characteristics of an area. Two different climate regions (i.e., southeastern Japan and southeastern Australia) were examined in terms of the vertical distribution and transport of CO2. Results show that while vertical distribution of CO2 around southeastern Japan was mainly controlled by horizontal and vertical winds, horizontal wind might be a major factor to control the CO2 transport around southeastern Australia. In addition, the vertical transport of CO2 also varies by region, which is mainly controlled by anthropogenic CO2, and horizontal and omega winds. This study improves our understanding of vertical distribution and the transport of CO2, both of which vary by region, using TIR-based satellite CO2 observations and meteorological variables. 相似文献
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中国地区大气CO2浓度对全球气候变化有重要的影响。本文基于日本GOSAT卫星短波红外CO2的长期观测数据,对2010年-2016年中国大陆上空CO2浓度的分布特征和变化趋势进行分析研究。利用高精度的地基TCCON站点CO2观测对GOSAT CO2数据进行精度验证,结果表明,GOSAT CO2具有较高的精度,相对TCCON CO2的偏差为-1.04±2.10 ppm,两者的相关系数高达0.90;利用中国地区7年的GOSAT CO2观测数据分析研究显示,CO2浓度高值主要分布在中国的浙江-江苏-安徽地区、京津冀地区和湖南-湖北-河南-陕西地区;截至2016年,中国大部地区CO2浓度超过400 ppm;中国大陆CO2平均浓度呈现明显的逐年增长趋势,从2010年的387.76 ppm增长到2016年的402.18 ppm,年增长率约为2.31 ppm/a,略高于同期全球平均水平。 相似文献
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Jiayi Li 《International Journal of Digital Earth》2020,13(4):474-486
ABSTRACTUrbanization in China is closely connected with ambient particulate matter 2.5 (PM2.5). However, the potential for altering PM2.5 through the urban landscape characteristics is uncertain. In this study, we analyzed the urban PM2.5 pollution situation for 2014–2016 and investigated the impact of landscape factors on urban PM2.5 in China at the city level. All the prefecture-level cities were stratified by urban population size into small (<500,000), medium (500,000–1,000,000), and large (>1,000,000), and the other second-level administrative cities were assigned as ‘other’ cities. The multivariate regression model including both urban landscape factors and social-economic variables explained 70.0%, 32.8%, 19.2%, and 12.4% of the arithmetic mean PM2.5 concentration (AMC-PM2.5) for the other, small, medium, and large cities, respectively. With regard to the configuration of land cover, agricultural activity is a major contributor of PM2.5 pollution, for which the explanatory power ranged from 7.6% (for the large cities) to 64% (for the other cities). In addition, grassland aggregation also has a limited but negative effect on urban PM2.5 pollution, despite the negligible effect on dry deposition. Overall, these findings likely reflect the interaction between urban air quality and urbanization, and will have implications for air quality control strategies. 相似文献
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细颗粒物PM2.5（Fine Particulate Matter）是影响空气质量和公共健康的关键因素之一。高时空分辨率的PM2.5数据是公共健康风险评估和流行病学研究的基本需求。相较于地面站点,卫星遥感技术具有连续观测、宽覆盖和低成本的优势,基于卫星气溶胶光学厚度AOD（Aerosol Optical Depth）反演PM2.5质量浓度的方法已成为热点。本研究概述了卫星AOD产品反演PM2.5浓度的原理,介绍了用于PM2.5反演的主要卫星AOD产品及其反演精度;总结了现有的PM2.5估算方法及其优缺点,指出目前PM2.5反演研究存在的问题;提出未来PM2.5反演方向主要集中在高时空分辨率的PM2.5浓度重建、基于激光雷达数据的三维PM2.5浓度反演及PM2.5化学组分反演等方向。比例因子法、物理机理模型和统计模型这3种方法都能在不同时期不同程度地准确估算PM2.5浓度,代表了那个时期较为前沿的研究热点,但比例因子法和物理机理模型因其自身的局限性而应用较少,而统计模型因其独特的时间或时空异质性的可描述性和强大的非线性描述能力的优势而被广泛应用并不断改进。目前PM2.5反演研究存在的问题主要有3种：（1）卫星AOD的非随机缺失问题造成估算的PM2.5数据缺失;（2）反演模型的精度问题;（3）PM2.5的化学成分估算问题。基于此,本文为了准确揭示近地面PM2.5的时空变化趋势,提高基于卫星AOD产品的近地面PM2.5反演研究的准确性,提出了几点未来的研究方向：首先,新型的高空间（如风云四号、高分五号）、高时间分辨率（Himawari-8/9）卫星AOD产品在PM2.5的精细化估算研究上具有很大优势,这对于高时空分辨率的PM2.5浓度重建具有重要意义;其次,随着大气探测技术的发展,星载、机载及地基激光雷达都能够获取垂直分布信息,搭载在无人机上的颗粒物传感器可实现PM2.5垂直方向上的监测,将其与光学遥感卫星数据及地面监测数据结合,可实现三维的PM2.5浓度反演;最后,PM2.5化学组分信息对于分析污染成因、暴露特征等尤其重要,其时空变化趋势研究是一个重要的发展方向,然而,地面PM2.5组分观测站网仍不完善,如何克服卫星遥感估算中对地面站网的依赖,实现PM2.5化学成分的高精度反演需要进一步研究。通过本研究,有助于进一步了解不同PM2.5估算方法的原理机制及其优缺点,为基于卫星AOD产品反演近地面PM2.5浓度的新的发展方向提供启示,提升近地面PM2.5浓度反演的精度及时空分辨率。 相似文献
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短波红外通道卫星CO2遥感是近年国际研究热点。首先,开展了卫星观测对气溶胶及大气温度的敏感性研究;其次,针对基于最优化理论的非线性迭代反演方法反演过程中的不收敛问题,提出了修正的阻尼牛顿方法(MDNM),并利用模拟数据评估了MDNM方法的有效性;最后,利用GOSAT卫星数据反演CO2的垂直混合比浓度,并与地基TCCON站点数进行比对。研究结果表明:短波近红外CO2卫星遥感受气溶胶散射及温度影响明显;通过地基比对初步验证了MDNM具有良好的精度,两者的相关性R2达到了0.729。 相似文献
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针对PM2.5污染比较严重的川渝地区，本研究利用日本静止葵花卫星（Himawari-8）反演的气溶胶光学厚度（AOD）进行垂直订正和湿度订正估算川渝地区2017年—2018年09：00—16：00时的PM2.5浓度。首先，基于气象观测的能见度（v i s ![]()
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