用NOAA/AVHRR探测地表反射率和NDVI的订正及误差分析

NOAA/ AVHRR反射率和标准化差值植被指数 (NDVI) 资料在气象、水文等领域都有广泛的应用。但因为地表双向反射和大气对可见光和近红外辐射的影响, 即使在地表没有变化的情况下, 卫星探测到的反射率和NDVI也有很大的变化。在除云处理和NOAA-14/AVHRR衰减校准的基础上, 利用6S模式对NOAA-14/AVHRR可见光和近红外反射率及NDVI资料进行了大气订正, 并利用Roujean和Rahman模式在大气订正后进行了双向反射订正。大气订正使可见光反射率减小3.34(反射率单位), 近红外反射率增加3.43(反射率单位), NDVI增加了0.22, 分别占各自平均值的78.2%, 15.9%, 35.5%。双向反射订正对NDVI的绝对值影响不大, 但消除了反射率和NDVI的不规则变化, 订正后能够较好地反映森林植被的物候效应。对各订正参数进行了误差分析, 结果表明订正对太阳和卫星天顶角的误差最敏感。     

西北地区MODIS/NDVI与MODIS/EVI对比分析

为了了解西北地区MODIS/NDVI和MODS/EVI 2种植被指数的特点,利用2003年植被生长期TERRA/MODIS资料和西北地区植被类型数据,分析了西北地区MODIS/NDVI和MODIS/EVI空间分布特征和不同类型植被随时间变化特征,比较了大气订正对NDVI和EVI的影响。结果表明:NDVI和EVI空间分布格局一致,与降水空间分布形式比较一致。NDVI与EVI值的差异随着植被覆盖度的增加而增大。不同类型植被NDVI和EVI变化特征一致。大气对NDVI和EVI的影响较大,大气订正前许多地区NDVI值小于EVI值。大气订正使NDVI增大,EVI减小,大气订正后NDVI值普遍大于EVI值。通过对大气气溶胶粒子较多地区的NDVI和EVI值的对比分析,EVI具有较好的抗大气气溶胶的作用。     

Terra和Aqua卫星MODIS 3 km AOD与北京PM_(2.5)对比分析

本文利用2014年全年北京市12个空气质量监测站的逐小时PM_(2.5)地面观测资料,以及Terra卫星和Aqua卫星的MODIS 3 km气溶胶光学厚度(AOD)产品,分析了地面PM_(2.5)和两颗卫星AOD的时空分布特征,并在时空匹配的基础上,建立了AOD与PM_(2.5)浓度之间的回归模型。结果表明:PM_(2.5)浓度在城区高、郊区低,最低值位于定陵站,城区站和郊区站的逐时PM_(2.5)浓度的日变化分别呈"双峰型"和"单峰型";两颗卫星AOD数值也均是城区高、郊区低,沿山区的边界有明显的AOD梯度,且城区上午Terra卫星的AOD高于下午Aqua卫星的AOD,而郊区上、下午的AOD基本相同;Aqua卫星AOD与PM_(2.5)的确定系数(R2)较Terra卫星AOD与PM_(2.5)的确定系数平均高0.11,且城区站点两颗卫星AOD与PM_(2.5)相关性均较郊区站点AOD与PM_(2.5)相关性偏高;综合来看,Aqua卫星的AOD与城区的PM_(2.5)相关系数最高,即Aqua卫星的AOD更适于监测和反演城区地面的PM_(2.5)。     

不同植被LAI的MODIS反演及其在青藏高原东部的应用

应用Terra和Aqua卫星的MODIS资料和三维叶分布模式,结合MODIS陆地植被覆盖产品数据,估算了6种生物群落的LAI,并与我国西北地区叶面积仪观测结果进行了对比和分析。结果表明,从两颗卫星连续8天的观测资料可以估算出LAI,反演结果的相对误差基本在±20%以内,平均相对误差为13.7%,说明该方法可以反演实际植被的LAI;根据植被类型的差异,建立了6种生物群落LAI与NDVI的指数关系,相关性较好;青藏高原东部的LAI时间变化有不一致性的特征,反映了不同生物群落的生物学特性的差异;不同季节的LAI变化在空间上有很大差异,说明本研究区域西部冷、干和高原东部相对暖、湿的复杂气候特征。     

两种红外晴空辐射订正方法及其反演大气参数的比较

比较了目前开发的两种红外晴空辐射订正算法：1）匹配的红外和微波探测值融合的算法,如AIRS／AMSU晴空订正算法（大气红外探测器AIRS,先进的微波探测器AMSU）;2）匹配的红外成像与探测值融合的算法,如AIRS／MODIS晴空订正算法（中分辨率光谱成像仪MODIS）。结果表明,相对于MODIS的晴空观测值而言,AIRS／MODIS晴空订正算法优于AIRS／AMSU晴空订正算法,而且AIRS／MODIS晴空订正辐射值反演的大气温湿廓线与欧洲中期天气预报中心（ECMWF）的客观分析场更接近;尽管这两种晴空订正算法本质上相当不同,但都是有效且互补的,当微波探测资料不能获得时,融合红外成像仪和探测器资料就成为唯一可靠的、间接使用有云影响的红外观测值的办法。     

黄河源区植被变化趋势及其对气候变化的响应过程研究

利用1982～2001年NOAA/AVHRR(美国大气海洋局卫星/甚高分辨率辐射计)NDVI(归一化植被指数)资料、2000～2008年EOS/MODIS(地球观测系统卫星/中等分辨率成像光谱仪)NDVI资料以及1982～2008年黄河源区的玛多、玛曲和兴海气象台站逐月气温和降水资料,分析了黄河源区玛多、玛曲和兴海地区...     

基于AVHRR和VIRR数据的改进型Becker“分裂窗”地表温度反演算法

为了将基于NOAA-9/AVHRR数据提出的Becker和Li的“分裂窗”地表温度算法成功地应用于长序列NOAA/AVHRR和FY 3A/VIRR数据的地表温度反演,为气候变化研究提供长序列、高精度、高分辨率的地表温度数据集,从辐射传输方程出发,首先利用MODTRA 4.1模式模拟了多种地表和大气状态下的光谱辐亮度数据,并结合AVHRR和VIRR通道4、5的光谱响应函数建立了温度数据集(TS,T4,T5);然后,基于该数据集采用最小二乘法重新计算了Becker和Li算法中的各参数,提出了一个适用于NOAA/AVHRR和FY-3A/VIRR数据的改进型Becker和Li分裂窗地表温度反演算法;并利用改进型算法对2008年4月27日03时12分(世界时)观测的一景覆盖北京地区的NOAA-17/AVHRR数据进行了地表温度的反演,将反演结果与日本东京大学提供的同地区、同时相的MODIS地表温度产品进行了对比分析.结果表明,两种地表温度产品的相关系数为0.88,均方根偏差(RMSD)为2.1K;在两种地表温度差值图像的频率直方图上有69.6％的像元的值在±2K之内,37％的像元的值在±1K之内.     

星载GPS数据及高精度轨道模型在极轨卫星轨道计算中的应用

利用GPS测量的卫星位置数据, 计算出卫星的瞬时位置和速度, 并以此为初值, 用基于数值积分的高精度轨道模型对卫星轨道进行预报。将这种方法分别用于Terra/MODIS和Aqua/MODIS的轨道计算, 并与GPS测量的卫星轨道进行比较。结果表明:由此方法计算出的卫星在某一时刻瞬时速度矢量与GPS测量的卫星速度偏差不超过±0.1 m/s; 再以此为初值计算卫星位置和速度, 与GPS测量值进行比较, 在Terra/MODIS和Aqua/MODIS一条时长约10 min的轨道数据中卫星位置偏差不超过±40 m, 速度偏差不超过±0.2 m/s。因此该方法基本适用于FY-3卫星轨道计算, 且根据数值方法计算结果的连续稳定性, 还可以用于检验GPS测量数据的可靠性。     

全球风云三号D星MERSI/NDVI产品质量评估

MERSI/NDVI是风云三号D星的一个关键业务产品,深入了解其质量状况对推广产品应用、改进产品算法都具有重要意义.文中针对业务化运行后的全球MERSI/NDVI产品(2019年5月至2020年12月),以同期Terra MODIS/NDVI产品(MOD13A2)为参考,通过空间格局和时间序列的对比、APU(准确度Ac...     

基于Terra和NPP卫星的NDVI产品在呼伦贝尔地区植被监测中的对比

为了探索基于多源卫星产品组建长时间序列NDVI并开展生态监测与灾害评估的可能性，利用相关系数、均方根误差、标准差和平均偏差等方法，结合泰勒图，对呼伦贝尔地区2012—2021年基于Terra和NPP卫星逐16 d的NDVI产品进行比较。结果表明：NPP/NDVI的多年均值略高于Terra/NDVI，两者在草原植被类型下的一致性最优，其次为耕地，森林植被的一致性较差。在呼伦贝尔非植被生长季，Terra/NDVI与NPP/NDVI的偏差主要集中在森林，且以Terra/NDVI偏高为主。在植被生长季初期2种NDVI产品的偏差呈现零散、随机分布，中期的偏差相对较小，生长季后期则以Terra/NDVI小于NPP/NDVI的负偏差为主。虽然2种卫星产品的总体偏差不大，但在开展NDVI的距平分析或计算VCI等指数时，较小的偏差会被放大。呼伦贝尔草地在考虑两种NDVI产品偏差纠正的前提下基本可替代使用，而耕地、林地植被的协同应用仍需谨慎。     

FY-3A/VIRR反演云微物理特征及与TERRA/MODIS反演结果的比较

利用FY-3A/VIRR多光谱资料反演了云微物理参数,针对2009年4月18日和5月21日两个个例,选取深厚积云、高、中、低云作为分析对象,并与TERRA/MODIS反演结果进行了比较,分析了FY-3A的可靠性和稳定性.结果表明:(1)FY-3A反演的云微物理参数形成的可视化RGB合成图,色彩层次较为丰富,与TERRA...     

基于C／S与B／S混合模式开发气象应用软件

通过使用C／S与B／S的混合开发模式,应用Delphi、SQL Server、Asp等关键技术,开发了一套适于本地的集旅游气象、医疗气象、交通气象、沙疗气象为一体气象服务应用系统,初步探索了气象业务应用软件的开发方法。     

CINRAD／SA新一代天气雷达RHI／PPI扫描模式设计

中国新一代天气雷达CINRAD／SA，是以美国下一代天气雷达NEXRAD WSR-88D技术为基础进行研发的。由于NEXRAD雷达只支持体积扫描工作方式，需要对CINRAD／SA雷达系统进行改造，以实现RHI／PPI扫描工作方式。对CINRAD／SA雷达RHI／PPI扫描模式的系统设计和实现方法进行了讨论。     

CINRAD/SC型雷达高低压故障的诊断分析

CINRAD/SC型天气雷达的高低压部分比其他部分的故障率相对要高些。文章介绍利用HH4331A型通用示波器和500型万用表诊断CINRAD/SC型新一代天气雷达高低压故障的过程,并进行了个例分析,在此基础上对维修过程中应注意的问题作了说明。     

山西省夏季年际气候异常研究2．北少（多）南多（少）雨型

采用EOF分解和合成分析方法研究了1960-2003年山西夏季降水异常之北少(多)南多(少)型(第二类雨型)和山西省气温的变化异常.结果表明,两者具有较好的对应关系.分析了第二类异常雨型的时空分布,并给出相应的典型年份.EOF时间系数变化特征揭示了山西夏季降水第二类雨型有显著的年际振荡.利用合成分析,从500hPa位势高度场、纬向风、850hPa风场、700hPa水汽场和水汽输送场等物理量场研究了山西夏季第二类雨型的环流异常特征.结果表明,第二类雨型与弱的东亚夏季风相关联,北多南少和北少南多是弱夏季风的不同表现.山西省夏季降水北多南少年副高呈带状分布,位置偏北,强度较强;中高纬度地区异常波列呈大圆路径分布,在高纬度地区存在纬向排列的- -波列,同时在东亚大陆沿岸存在经向排列的- -波列.并且华北北部有西风异常,北支锋区偏北,由西南向东北水汽输送较强.北少南多年与之相反.海温场分析表明,第二类雨型与中北太平洋海温异常紧密相关.     

EOS/MODIS遥感数据与应用前景

美国地球观测系统（EOS）的TERRA和AQUA卫星的中分辨率成像光谱仪（MODIS）具有36个波段和250－1000m地表分辨率，采取直接广播的形式下发数据，免费接收使用。MODIS遥感数据可广泛应用于地表覆盖变化、生物生产力和生态环境监测、气候预测和自然灾害监测（包括洪涝、干旱、森林草原火灾、雪灾、荒漠化）等领域。     

CINRAD/SA雷达回扫充电控制电路调试技巧及故障处理

从济南新一代天气雷达CINRAD/SA的日常测试与调试工作出发,着重介绍了发射机同扫充电控制系统3A10组件的调试方法与注意事项,同时简述了实际工作中出现的常见故障、成因及其排除方法,旨在使技术保障人员掌握该雷达测试与调试的方法,能在最短的时间内排除设备故障,保障雷达处于良好的运转状态.     

ENSO循环与亚、澳季风和南、北方涛动的关系

文中从研究 ENSO循环的成因出发 ,分析了厄尔尼诺 ( El Nino)和拉尼娜 ( La Nina)的产生与西太平洋暖池地区西风异常的关系 ;在此基础上 ,探讨了西太平洋西风异常的形成和变化与亚洲和澳大利亚冬季风的关系 ;最后 ,分析了亚、澳冬季风的活动 ,西太平洋西风异常的形成和东传 ,以及厄尔尼诺和拉尼娜的交替出现等现象与南方涛动和北方涛动传播波的联系。     

基于C/S-B/S联合模式的气象计量管理系统

根据目前各省对外气象计量服务工作普遍存在的自动化程度差、管理工作仍处于人工手动记录、电话联系的落后状况,提出了基于C/S(Client/Server)与B/S(Browser/Server)相结合的模式、采用SQL服务器数据库和VB 6.O可视化编程语言以及ASP.NET等技术,开发了省级气象计量管理服务系统.经过一段时间试运行,表明,该系统不仅在气象系统内部实现了信息共享和业务网络化管理,而且通过Web与外界信息进行相互交换,为社会各类用户迅速提供了全面、准确的信息服务,具有完善的服务功能、较强的实用性和可操作性.     

汛期旱涝趋势预测因子的选择和信息综合及应用

建立在统计模型基础上的旱涝趋势预测的稳定性和准确性, 依赖于预测因子的选择和综合。该文在选择前期预测因子时, 既考虑了因子的物理意义, 又从尺度对应原理出发, 对与预测对象相应时间尺度的因子作综合处理, 最大程度保留了可用预测信息。对长江三角洲汛期降水场进行试验比较, 证明该方法能显著提高预测技巧。