MODIS数据的云顶高度反演

云的辐射特性和它的高度影响到辐射的收支可以导致地球的变暖或变冷,在地球大气能量收支平衡中．云具有特别显著的调节作用,是影响气候变化的一个重要因子。云顶性质包括云顶气压、云顶温度和有效云量或有效比辐射率。很多方法被用来从多光谱资料中估计云参数,而CO₂薄片算法(截断法)则是使用被动遥感资料反演云顶性质的重要方法之一。利用15μmCO₂吸收带的几个吸收不同的MODIS红外波段,对于大气不同高度层次的不同敏感度,通过从地球大气系统的几个CO₂波段同时测量向上红外辐射,以及大气的温度和透射率廓线的基础上,可以推断出云顶气压。这项技术应用于HIRS资料上已经有20年的历史,而EOS系列地球环境卫星的升空,使EOS上搭载的MODIS探测器成为第一个拥有CO₂薄片波段的高空间分辨率探测器。本文依据CO₂薄片算法(截断法)的理论模型结合实例讨论算法的特点及不足,同时分析其误差以利改进。     

风云静止卫星双星立体观测云顶高度反演初步研究

推导出利用风云静止卫星双星视云坐标计算云下点坐标和云顶高度的理论算法，对静止双星865E/104.5E和86.5E/112E两种组合观测条件下视云位移分布特征以及视云位移与云高关系进行分析计算，在此基础上，提出一种可以实现全区域高精度立体云高反演的非线性视云位移云高反演模型。结果显示，观测数据空间分辨率0.01°条件下，两种双星组合云高分辨率平均值分别为1.28 km和0.93 km，表明86.5E/112E组合反演精度优于86.5E/104.5E组合。最后，利用FY2D和FY2F双星数据在西北太平洋进行立体云高反演实验，并将反演结果与Cloudsat卫星微波雷达云高测量数据进行对比分析。     

卫星截止高度角、对流层映射函数和海潮模型对南极GNSS精密定位的影响分析

利用长城站、中山站及周边13个IGS站2018年的观测数据,对比分析不同卫星截止高度角、对流层映射函数和全球海潮模型对GNSS坐标精度的影响。结果表明,截止高度角设为7°时,GNSS坐标解算精度最优,随着截止高度角的增大或减小,精度逐渐降低;采用VMF3模型解算的双差定位精度优于NMF、GMF和VMF1模型,VMF3模型解算的精密单点定位精度与GMF和VMF1模型相当;海潮负荷对GNSS坐标解算的影响与坐标方位有关,高程方向可达cm级,选用不同的海潮模型解算的GNSS坐标差异可忽略不计。     

基于无人机倾斜摄影技术的三维地形辅助测量方法研究

针对现有三维地形辅助测量结果的平面坐标中误差、高程坐标中误差、高度中误差、长度中误差大,导致测量精度低的问题,引入无人机倾斜摄影技术,开展对三维地形辅助测量方法的设计研究。基于无人机倾斜摄影技术,结合测区大小及测量准确性需要,布设外业像控点,多角度获取测区影像数据,最后完成多视影像密集匹配。通过对比实验证明,该方法各项中误差明显降低,测量精度较高。     

球形全景影像核线方程推导及其应用

核线约束是影像在数字摄影测量中的一项核心技术,可限制同名像点的搜索范围,显著提高计算效率和可靠性。目前,核线约束在传统中心投影影像与卫星扫描影像上取得了广泛的应用,而全景影像具有不同的几何模型,核线模型的推导与应用存在很大的难度。以往实现全景三维重建方法大多通过不同方位影像,应用大量的控制点,结合光束法平差以实现构筑物三维重构,缺乏球形全景核线数学方程的推导及应用。鉴此,本文通过对球形全景影像的投影几何研究,基于共面方程建立该类影像的核线几何模型,推导出数学方程及其特性,为核线在球形全景影像中的应用提供了理论基础,实验表明该球形全景核线方程的正确性与可行性。     

低高度角卫星信号对提高对流层估计精度的影响分析

分析低高度角卫星信号对解算精度的影响,运用Bernese软件计算了不同卫星高度角下对流层折射偏差及对高程误差的影响,得出结论为5°截止卫星高度角能获得更好的对流层估算精度和高程定位精度。     

无参数高分辨率遥感影像的建筑高度快速提取方法

无参数高分辨率遥感影像快速提取建筑高度,在城市建设和土地管理中有重要的现实意义。当前的研究多以已知参数的遥感影像获取,但其提取方法受限制条件多。本文提出以无参数高分辨率遥感影像,综合利用单张影像上的特征点所构成的4类特征线换算建筑高度的方法。4类特征线包括屋顶位移点与其阴影点的连线、建筑高差引起的屋顶像点位移、阴影全长和建筑遮挡后的阴影长。通过已知的少量建筑的实际高度和推导出的4类特征线换算建筑高度的计算模型,可对大量建筑进行快速、精确地高度量算。结合南京市的Google Earth影像进行了验证,结果表明,该方法采用的影像易于获得,综合量算方法大大增加了单张影像上提取建筑高度的可操作性,并解决了量算建筑高度时无相关参数的问题。该方法精度较高,可大面积、快速提取建筑高度,在生产实践中有较大的实用价值。     

典型山区SRTM3与ASTER GDEM数据精度对比分析——以青藏高原东麓深切河谷区为例

目前广泛应用的数字高程模型(DEM)包括SRTM和ASTER GDEM,但在地形影响下,两类数据的误差分布并不均匀。本文选用1:5万地形图DEM及河流要素作为参照,在青藏高原东麓山区开展实验,分别采用"河流-河谷"位置偏移量与高程中误差来评价两类数据的平面精度与垂直精度,结果表明:(1)实验区内SRTM3存在向西南方向的水平位置偏移,平均偏移量为127.8 m,ASTER GDEM则以正西方向偏移为主,平均偏移量为104.1 m,该区域ASTER GDEM的总体平面精度较好;(2)SRTM3数据样本的绝对误差分布相对集中,高程中误差为35.3 m,小于ASTER GDEM样本的高程中误差50.2 m,总体垂直精度优于ASTER GDEM;(3)在平均高程大于4500 m的高海拔区域,两类数据的中误差与高程值正相关,SRTM3中误差随高程增速较慢,垂直精度较ASTER GDEM高;(4)两组数据垂直精度对坡度有较大依赖性,中误差随坡度近似指数曲线增长,在平缓区域SRTM3中误差小于ASTER GDEM。本研究为该类数据在山区的选用及误差修正提供依据。     

利用GOCE卫星观测数据反演地球重力场模型

利用GOCE卫星约6个月的重力梯度数据和约1 a的几何轨道数据,联合解算250阶次的地球重力场模型TJGOCE01。GOCE重力梯度数据的低频误差采用ⅡR数字滤波器处理,粗差采用阀值法和移动窗口阀值法组合探测与剔除。直接在梯度仪坐标系中建立GOCE卫星的重力梯度观测方程,采用改进的短弧边值法建立几何轨道观测方程。两类观测值的权根据其先验精度确定,采用Kaula规则约束的正则化方法解算法方程。解算的TJGOCE01模型相对于EIGEN6C2模型在250阶次的大地水准面误差和大地水准面累积误差分别为19.4 mm和177.9 mm。北美地区GPS水准观测数据的检验结果表明,TJGOCE01模型的中误差为0.544 m,略优于欧空局公布的同阶次的第二代时域法和空域法解算的GOCE重力场模型。     

一种三维模型的压平冗余简化方法

随着倾斜摄影测量三维建模技术的飞速发展及广泛应用,通常以倾斜摄影测量三维模型为基础,并在基础模型场景中融合其他不同数据类型的模型,如建筑信息模型。在倾斜摄影测量三维模型场景中直接添加其他模型会发生模型的混叠,导致拓扑错误并影响可视化效果。针对在同一地理空间范围内多类型三维模型同时加载出现的模型混叠问题,本文提出一种三维模型压平方法,通过对选定区域内三维模型格网进行投影变换,将模型映射到二维平面实现模型的消减,避免出现模型混叠;同时,为减轻系统在多类型三维模型场景中的渲染压力,提出一种投影平面栅格划分简化算法。结果表明,在保持压平可视化精度和效果的同时,实现了对压平区域倾斜摄影测量三维模型高度简化,加速了具有三维模型压平区域的场景渲染速度。     

Joint occurrence period of wind speed and wave height based on both service term and risk probability

Return periods calculated for different environmental conditions are key parameters for ocean platform design.Many codes for offshore structure design give no consideration about the correlativity among multi-loads and over-estimate design values.This frequently leads to not only higher investment but also distortion of structural reliability analysis.The definition of design return period in existing codes and industry criteria in China are summarized.Then joint return periods of different ocean environmental parameters are determined from the view of service term and danger risk.Based on a bivariate equivalent maximum entropy distribution,joint design parameters are estimated for the concomitant wave height and wind speed at a site in the Bohai Sea.The calculated results show that even if the return period of each environmental factor,such as wave height or wind speed,is small,their combinations can lead to larger joint return periods.Proper design criteria for joint return period associated with concomitant environmental conditions will reduce structural size and lead to lower investment of ocean platforms for the exploitation of marginal oil field.     

高分辨率遥感影像阴影与立体像对提取建筑物高度比较研究

建筑物高度信息的快速准确获取对于城市规划管理、生态环境评价具有重要意义。本文以南京市主城区为研究区,选择2011年Geoeye-1卫星高分辨率遥感影像立体像对数据,结合Google Earth数据及实地建筑物高度测量,分别利用单幅遥感影像和立体像对计算建筑物高度,并以实测建筑物高度数据验证不同方法的提取精度,进而比较这2类方法的优缺点。结果表明：利用立体像对提取建筑物高度的方法更加精确,提取结果误差在2.8 m以内,能够快速地获取大范围建筑物高度,具有实用价值;单幅遥感影像阴影提取建筑物高度适用于建筑物高大、毗邻建筑物间隙大、周围无遮挡的情况,而立体像对提取建筑物高度不受建筑四周环境影响,在建筑物密集分布、高度均一的情况下,其普适性更强。     

风云二号E星和多角度成像仪的云导风资料质量对比

针对现在缺少对风云二号E星云导风资料的详细对比评估,结合多角度成像仪与风云二号E星云导风的特性,提出了将二者云导风资料的交叉对比方法,利用多角度成像仪云导风资料的优势特征作为对比参照,对2010以及2011年的风云二号E星云导风资料进行参照对比,分析风云二号E星云导风资料的特性。选择2010、2011年1～8月的风云二号E星资料分别与多角度成像仪云导风资料进行分析,对两种资料进行匹配处理,并对匹配结果进行准确的统计分析,便于分析风云二号E星云导风资料的优缺点以及质量变化。研究结果表明:风云二号E星云导风资料的整体质量要稍差于多角度成像仪云导风资料;但是就风云二号E星云导风资料自身而言,2011年的资料质量较2010年有不同程度的提高。     

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云垂直结构的可行性检验的信息数字化方法分析

利用气象探空资料,采用信息数字化的溃变结构图（V-3θ）法分析多个个例的云垂直结构,发现此方法能判定晴空和云区及其云层的位置,清晰分辨出云顶、云底及多层云、云夹层等结构。并将得到的分析结果与相对湿度阈值法判定的进行对比分析,结合实况发现一致性较好,验证了V-3θ结构图法判断云的垂直结构具有可行性,具有实际应用价值。     

林下植被遥感反演研究进展

林下植被在森林生态系统碳、水和营养元素的累积和循环方面有着重要作用与科学意义。多角度、高光谱和激光雷达遥感系统凭借对森林分层结构的敏感性,成为量化林下植被的重要手段。本文综述了森林林下植被的遥感反演研究进展：首先讨论了林下植被的定义,其次对当前林下植被的遥感反演现状作了深入分析,总结了多角度、高光谱和激光雷达遥感观测的森林背景的反射率、林下植被的叶面积指数、高度和覆盖度的遥感反演原理和方法。基于不同卫星观测角度下森林冠层和森林背景对总反射的贡献差异,林下反射率可通过多个角度的观测数据进行反演。此外,借助激光雷达穿透冠层直接观测林下植被的优势,总结了激光点云数据和回波波形信息反演林下植被的覆盖度和高度的方法,以及今后使用遥感技术反演的难点和获取林下植被信息的主要发展方向。     

Multi-scale wavelet analysis of TOPEX/Poseidon altimeter significant wave height in eastern China seas

The multi-scale characteristics of wave significant height (Hss) in eastern China seas were revealed by multi-scale wavelet analysis. In order to understand the relation between wave and wind, the TOPEX/Poseidon measurements of Hs and wind speed were analyzed. The result showed that Hs and wind speed change in multi-scale at one-, two-month, half-, one- and two-year cycles. But in a larger time scale, the variations in Hs and wind speed are different. Hs has a five-year cycle similar to the cycle of ENSO variation, while the wind speed has no such cycle. In the time domain, the correlation between Hs and ENSO is unclear.     

GeoEye-1立体像对在公路勘测中的应用研究

高分辨率遥感影像获取公路沿线空间地理信息速度快、信息丰富,其立体像对可定位测图.对基于0.5m分辨率GeoEye-1立体像对在公路勘测中的应用技术进行了研究,给出了利用GeoEye-1立体模型制作公路数字高程模型和大比例尺测图的流程,采用GPSRTK布设地面控制点,通过空三平差消除RPC模型系统误差,实验结果表明可提高...     

Analysis on monthly-averaged distribution of sea surface wind and wave over the seas southeast of Asia using ERS-2 scatterometer data

The wind system over the seas southeast of Asia (SSEA) plays an important role in China's climate variation. In this paper, ERS scatterometer winds covering the period from January 2000 to December 2000 and the area of 2-41 °N, 105- 130°E were analyzed with a distance-weighting interpolation method and the monthly mean distribution of the sea surface wind speed were given. The seasonal characteristics of winds in the SSEA were analyzed. Based on WAVEWATCH Ⅲ model, distribution of significant wave height was calculated.