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大气水汽含量的遥感反演方法研究

作 者: 王丽美
导 师: 夏春林
学 校: 辽宁工程技术大学
专 业: 摄影测量与遥感
关键词: 大气水汽含量 MODTRAN 查找表 MODIS HJ-1A HIS
分类号: P407
类 型: 硕士论文
年 份: 2009年
下 载: 159次
引 用: 1次
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内容摘要


大气中的水汽是大气中最活跃的成分,它不仅是成云致雨的条件,也是连接地气系统中物质、能量传输的纽带。大气水汽含量不仅是预报降水、灾害性天气的重要参数,更是研究全球水循环、气候变化和地气系统能量循环的重要因子,也是研究气溶胶反演和地表温度反演等的输入参数。本文首先在现有的大气水汽含量反演方法的研究基础上,分析了MODIS传感器的通道设置,基于以往的研究基础,通过利用MODTRAN模拟实现了MODIS数据的大气水汽含量反演。MODIS用于水汽含量反演的通道有5个,中心波长分别是860nm、905nm、936nm、940nm和1240nm。其中,前三个通道是水汽吸收通道,后两个是大气窗口通道。反演采用通道比值法,部分消除了地表反射率及大气中其他气体对水汽反演的影响,通过MODTRAN模拟在大气透过率与大气水汽含量之间建立查找表的方法反演大气水汽含量,反演误差在10%左右。接着,探讨了我国环境与减灾小卫星HJ-1A HSI数据的大气水汽含量反演的原理和实施过程,并进行了应用,取得了很好的效果。实践证明环境卫星高光谱数据可以成功的反演大气水汽含量。

全文目录


致谢  4-6
摘要  6-7
Abstract  7-10
1 绪论  10-17
  1.1 研究背景  10-11
  1.2 研究目的和研究内容  11-12
  1.3 国内外研究现状与进展  12-14
  1.4 技术路线与创新  14-16
  1.5 论文结构  16-17
2 太阳辐射在大气中的传输  17-21
  2.1 太阳辐射与大气的相互作用  17-20
    2.1.1 大气对电磁辐射的吸收作用  17-18
    2.1.2 大气对电磁辐射的散射作用  18-20
  2.2 近红外通道大气的吸收和散射特性  20-21
3 辐射传输模型及水汽反演影响因子的模拟分析  21-27
  3.1 辐射传输模型介绍  21-25
  3.2 水汽反演影响因子的模拟与分析  25-27
    3.2.1 水汽含量与大气透过率的关系  25-26
    3.2.2 大气透过率与传感器视角的关系  26-27
4 MODIS 数据的大气水汽含量反演  27-47
  4.1 MODIS 遥感数据介绍  27-30
    4.1.1 MODIS 传感器简介  27-28
    4.1.2 MOD1518 数据介绍  28-30
  4.2 本项研究的输入与输出数据  30
  4.3 算法原理  30-35
    4.3.1 1um 附近的地表反射率分析  31
    4.3.2 MODIS 水汽吸收通道大气透过率的获取  31-35
    4.3.3 MODIS 近红外水汽反演的数学模型  35
  4.4 MODIS 近红外水汽反演算法的应用  35-46
    4.4.1 研究区概述  35-36
    4.4.2 数据预处理  36-37
    4.4.3 MODTRAN 模拟大气透过率与水汽含量的关系  37-40
    4.4.4 结果展示与精度评价  40-46
  4.5 小结  46-47
5 HJ-1A HIS 数据反演大气水汽含量  47-57
  5.1 环境卫星传感器及数据简介  47-48
  5.2 HJ-1A 大气水汽含量反演原理  48-50
  5.3 输入输出与算法流程  50-51
  5.4 算法应用及结论  51-57
结论  57-58
参考文献  58-60
作者简历  60-62
学位论文数据集  62-63

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中图分类: > 天文学、地球科学 > 大气科学(气象学) > 一般理论与方法 > 大气遥感
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