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基于扰动的大气辐射传输方程综合反演地表温度与大气剖面参数

作　者: 宋金红
导　师: 陈圣波
学　校: 吉林大学
专　业: 地图制图学与地理信息工程
关键词: 大气辐射传输非线性牛顿迭代不适定的 Tikhonov Regularization MODIS Terra Aqua
分类号: TP79
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

陆地表面温度(LST)是地表能量平衡中的一个重要参数,它在地表与大气相互作用过程中起着重要的作用,特别在气象、地质、水文、生态等众多领域有着广泛的应用需求。本文总结和分析了地表温度反演中的线性和非线性数值方法基础上,为了提高反演精度,通过建立扰动形式的大气辐射传输方程,研究利用吉洪诺夫正则化和非线性牛顿迭代算法求解扰动形式的大气辐射传输方程,实现地表温度、地表比辐射率和大气剖面参数的反演。基于该方法,分别在鄱阳湖和栾城地区,采用Terra和Aqua上的MODIS数据分别反演大气剖面参数和地表参数;同时,尝试综合利用Terra和Aqua上的MODIS数据实现其反演。最后,结合实验区地表温度观测数据和NASA地表温度和比辐射率数据产品来验证反演结果。

全文目录

内容提要  4-10
第一章概论  10-26
  1.1 地表温度反演线性数值方法  11-13
    1.1.1 分裂窗算法  11-12
    1.1.2 单窗算法  12-13
    1.1.3 多角度法  13
  1.2 地表温度反演非线性数值方法  13-22
    1.2.1 神经网络算法  13-14
    1.2.2 最小二乘法  14-16
    1.2.3 非线性牛顿迭代算法  16-18
    1.2.4 吉洪诺夫正则化方法  18-20
    1.2.5 两步物理算法  20-21
    小结  21-22
  1.3 研究思路和论文结构  22-26
    1.3.1 研究思路  23-25
    1.3.2 论文结构  25-26
第二章辐射传输方程  26-31
  2.1 辐射传输方程  26-28
  2.2 扰动辐射传输方程  28-31
第三章扰动辐射传输方程求解  31-40
  3.1 经验正交函数分析  31-35
    3.1.1 EOF 分析  31-34
    3.1.2 EOF 算法应用  34-35
  3.2 吉洪诺夫正则化  35-37
    3.2.1 不适定问题  35-36
    3.2.2 正则化  36-37
  3.3 非线性牛顿迭代算法  37-40
第四章实例验证与分析  40-95
  4.1 MODIS 数据及其预处理  40-42
    4.1.1 MODIS 数据  40-41
    4.1.2 数据预处理  41-42
  4.2 地表与大气参数反演结果验证  42-86
    4.2.1 反演实验区  42-45
    4.2.2 扰动方程反演地表与大气参数  45-48
    4.2.3 地表参数反演结果  48-57
    4.2.4 大气参数反演结果  57-86
  4.3 精度分析  86-91
    4.3.1 精度分析  86-87
    4.3.2 误差分析  87-91
  4.4 敏感性分析  91-95
第五章结论与讨论  95-99
  5.1 主要工作与结论  95-97
  5.2 存在问题与工作计划  97-99
参考文献  99-104
摘要  104-106
ABSTRACT  106-108
致谢  108-109
导师及作者简介  109

基于扰动的大气辐射传输方程综合反演地表温度与大气剖面参数

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