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基于风云静止卫星的气温反演研究

作　者: 王和斌
导　师: 裴亮; 延昊
学　校: 辽宁工程技术大学
专　业: 摄影测量与遥感
关键词: 静止卫星热红外遥感气温陆地表面温度偏差订正反演
分类号: P412.27
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 20次
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内容摘要

本论文主要是基于热红外遥感和温度反演的研究之上,发现热红外的11μm和12μm波段与温度的关系密切,而纬度和儒略日对于温度的变化是很明显的。于是提出了一种新的反演气温的方法,并将其应用到午后的14点和凌晨2点上,同时进行了夏季和冬季按天和气象站点的检验。这种的算法的形式简单且要求较低,可以用到其他时段上和其他的遥感卫星上。1)提出了一种新的气温反演方法：使用原始的FY热红外数据(T11μm和T12μm亮温)和儒略日及位置参数(经度、纬度、高程)来获得空气温度,具体是通过初猜回归方程和偏差改正方程来反演空气温度。2)单日数据的获取：利用ENVI+IDL编写的程序读取风云静止卫星TBB (11μm)、 IR2(12μm)、IR3(7μm)、IR4(3.75μm)、VIS(0.75μm)波段的影像和气象观测数据文件。根据气象站点的经纬度提取相应位置的风云静止卫星的TBB (11μm)、 IR2(12μm)、IR3(7μm)、IR4(3.75μm)、VIS(0.75μm)数据,并将这些数据和气象站点的年、月、日、时段及站点号、经度、纬度、高程、由月份及日期算出的儒略日合并,这样就形成了一个站点的所需要的所有数据。单日的其他站点的数据都按这种方法组合。3)利用初猜方程算出逐日各个站点的初猜值及其与实测气温的偏差。并查看初猜值与实测值之间的性质。使用IDL编程将已生成的全年逐日的文本文件数据按站点号生成一个文本文件。4)提取高、中、低纬度上的典型站点。查看初猜气温、实测气温及其差值与纬度和日期之间的关系,并建立偏差值与纬度和日期的方程。算出高、中、低纬度上偏差方程的系数与纬度关系式。求出其他纬度上的偏差项的表达式。5)利用初猜值和偏差项算出反演出的气温。提取夏季、冬季典型单日数据和高、中、低纬度站点数据进行精度检测。

全文目录

致谢  4-5
摘要  5-6
Abstract  6-8
目录  8-11
1 绪论  11-18
  1.1 研究背景  11-12
  1.2 研究意义  12-13
    1.2.1 气象站点的局限  12-13
    1.2.2 卫星遥感的优势  13
  1.3 国内外研究现状及进展  13-16
    1.3.1 利用内插方法获得空间分布气温  13-14
    1.3.2 利用遥感反演方法获得空间分布气温  14-16
  1.4 论文的选题意义和主要研究内容  16-17
    1.4.1 选题意义  16
    1.4.2 研究的内容  16-17
  1.5 技术路线图  17-18
2 风云静止卫星和数据介绍  18-22
  2.1 风云静止卫星介绍  18-20
  2.2 气象站数据和气温影响因素  20
    2.2.1 气象站数据  20
    2.2.2 气温影响因素  20
  2.3 我国夏季与冬季气温的特点  20-21
    2.3.1 夏季气温的特点  20
    2.3.2 冬季气温的特点  20-21
  2.4 日最高与最低气温  21-22
3 热红外遥感及其与气温的研究  22-30
  3.1 热红外遥感介绍  22-24
    3.1.1 热红外遥感的大气窗口  22-23
    3.1.2 地表温度的限制因素  23-24
  3.2 热作用与温度  24
    3.2.1 地表温度  24
    3.2.2 辐射温度  24
    3.2.3 亮度温度  24
  3.3 热辐射传输方程  24-25
  3.4 陆地表面温度反演方法  25-26
    3.4.1 单通道法  25
    3.4.2 两通道法  25
    3.4.3 多通道法  25-26
  3.5 植被指数的作用  26
  3.6 气温反演方法  26-30
    3.6.1 LST+NDVI反演气温  27-28
    3.6.2 利用统计学的方法反演出气温  28-30
4 基于偏差订正的FY-2C气温反演研究  30-56
  4.1 数据预处理  30
  4.2 基于偏差订正的气温遥感反演方法的提出  30
  4.3 云检测和去云方法  30-31
    4.3.1 云检测  30-31
    4.3.2 FY-2C去云方法  31
  4.4 午后14点气温反演  31-48
    4.4.1 初猜方程分析  31-36
    4.4.2 偏差订正方程的建立  36-39
    4.4.3 按季节分析反演气温的误差  39-41
    4.4.4 按站分析反演气温的误差  41-44
    4.4.5 按儒略日分析反演气温的误差  44-46
    4.4.6 按纬度分析反演气温的误差  46-48
  4.5 凌晨2点的气温反演  48-56
    4.5.1 按日分析初猜气温和反演气温  48-51
    4.5.2 按站分析初猜气温与反演气温  51-53
    4.5.3 按儒略日分析2点平均气温  53-55
    4.5.4 按纬度分析2点平均气温  55-56
结论  56-57
参考文献  57-60
作者简历  60-62
学位论文数据集  62

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