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。     

采用IKONOS卫星影像进行立体测图技术的应用研究

本文介绍了采用IKONOS高分辨率卫星立体遥感影像进行立体测图的生产工艺,控制点布设方案及质量控制方法。通过精度统计分析,确定卫星立体影像在城市测绘方面的应用范围。通过试生产,形成了一套完整的立体测图技术方法。     

基于Geo Eye-1立体像对影像提取建筑物高度的方法研究

在城市规划、公共管理、防灾减灾和导航等领域,高精度的城市建筑物三维信息发挥着重要作用。传统的建筑物高度信息获取方法具有成本较高、精度较低、时效性差的缺点。随着亚米级的高空间分辨率遥感卫星的发展和普及,基于遥感卫星立体像对数据反演建筑物高度信息的方法受到广泛关注。基于Geo Eye-1卫星数据,本文提出了一种自动化程度较高的建筑物高度信息提取方法。首先,利用有理函数模型对Geo Eye-1立体像对数据进行几何校正,生成数字表面模型;然后,基于多窗口滤波方法,在无须辅助数据的情况下,利用数字表面模型生成数字高程模型,通过叠置分析提取建筑物的高度信息;最后,根据建筑物轮廓数据绘制研究区建筑的高度分布图。研究结果表明,该方法在多种地表类型上提取出建筑物的高度信息具有较高的精度,具有操作简单、处理速度快等特点。     

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。     

激光云高仪消光系数区分北京地区晴空与雾霾初步研究

针对目前气象观测上主要利用水平能见度和相对湿度间接判定雾霾,没有直接判定雾霾的算法,提出了依据激光云高仪消光系数区分晴空与雾霾的消光系数高度阈值法。采用数理统计方法分析了2011年12月~2012年6月中国气象局气象探测中心云自动化观测考核(北京)中的CYY-2型激光雷达测云仪的垂直路径消光系数数据。分晴空、雾、霾三种不同的天气现象选取了大量数据样本参与统计分析,得到了两个阈值:消光系数阈值0.2(1/km)、高度阈值100米。重新选取了大量数据样本对阈值的合理性进行了验证,结果显示运用这两个阈值能够区分晴空与雾霾天气现象。研究结果表明,在水平能见度与相对湿度未知的情况下,运用激光云高仪消光系数数据,采用消光系数高度阈值法能够有效地区分晴空与雾霾。     

基于摄影测量的ASTER影像云顶高度解算模型与实验

云顶高度是天气预报、天气监测的重要因子,准确的云顶高度对提高天气分析和数值预报的质量,具有重要的科学意义。立体几何法是公认云顶高度解算精度较高的方法,目前,普遍采用卫星-球心-投影云-真云的平面和球面三角几何关系,以及影像匹配技术解算云顶高度,由于采用了理想椭球体和重投影技术,以及对云移动考虑不足,因此误差较大。本文将数字摄影测量理论与遥感技术相结合,首次将摄影测量共线方程用于云顶高度解算。本文利用ASTER影像,依据相关系数法解求云迹风,并将其引入到摄影测量共线方程中,建立了ASTER影像的云顶高度解算模型,进行了未考虑和考虑风速的云顶高度解算,通过地面点计算,本文解算误差为2个像元（30 m）左右,经与MISR云顶高度产品对比分析,认为该模型解算的考虑风速的云顶高度精度优于MISR解算结果。     

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。     

Retrieval of Significant Wave Height Under Typhoon Conditions from Gaofen-3 SAR Imagery

The objective of this paper is to propose an empirical method to inverse significant wave height(SWH)under typhoon conditions from collected dual-polarization Gaofen(GF)-3 synthetic aperture radar(SAR)imagery.The typhoon scenes were cap-tured from narrow scan(NSC)and wide scan(WSC)images,and collocated with European Center for Medium-Range Weather Fore-casts reanalysis data of(ECMWF).To improve the quality of GF-3 SAR images,the recalibration over rainforest and de-scalloping were carried out.To establish the empirical relationship between SAR-derived parameters and collocated SWH,the sensitivity analysis of typical parameters about the normalized radar cross section(Nrcs)and imagery variance(Cvar)were performed to both VV and VH polarized images.Four scenes from GF-3 SAR imagery under typhoon conditions were used for training the model by the multivari-ate least square regression,and one scene was used for preliminary validation.It was found that the joint retrieval model based on VV and VH polarized SAR imagery performed better than any single polarized model.These results,verified by using ECMWF data,revealed the soundness of this approach,with a correlation of 0.95,bias of 0 m,RMSE of 0.44 and SI of 0.01 when VV polarization and VH polarization data were both used.     

基于卷积神经网络的ICESat-2光子点云去噪分类

ICESat-2（Ice, Cloud, and land Elevation Satellite-2）是美国NASA（National Aeronautics and Space Administration）在2018年发射的激光测高卫星,其上搭载的激光测高系统ATLAS（Advanced Topographic Laser Altimeter System）采用微脉冲多波束光子计数激光雷达系统,因其低能耗、高探测灵敏度、高重复频率的特性极大改善了沿轨采样密度,但也使获取的数据中包含大量的噪声,如何有效实现光子点云去噪分类成为后续应用的关键,也是当前研究的热点和难点,为此本文提出一种基于卷积神经网络的光子点云去噪和分类算法。首先将光子点云按照沿轨和高程方向划分格网,去除明显的噪声光子,并将每个粗信号光子点栅格化为影像;然后基于少量样本构建的卷积神经网络分类模型实现光子点云精去噪和分类;最后利用机载激光雷达数据进行验证,并与ATL08产品的去噪分类结果进行对比。结果表明,对于裸地和森林区域,卷积神经网络算法均能有效去除噪声光子,特别对于森林区域,可同时实现去噪和分类;其中,裸地区域地表计算的R²和RMSE分别为1.0和0.72 m,森林区域地表和树冠计算的R²分别为1.0和0.70, RMSE分别为1.11 m和4.99 m。本文利用深度学习算法实现光子点云去噪分类,在裸地和森林区域均取得了较好的结果,为后续光子点云数据处理提供了参考。     

人口区划及其在人口空间化中的GIS分析应用——以山东省为例

对基于土地利用/土地覆盖类型的人口空间化方法,进行人口区划的GIS分析应用是一有效技术途径。本文在全国一级区划基础上,通过数理统计分析提取二级区划各影响因子,建立二级区划指标,进而利用空间分析技术进行人口空间化的二级分区。同时以农村居民地、城镇居民地和耕地数据建立人口空间化模型,在GIS的支持下实现山东省2000年人口统计数据空间化。并通过对比基于一级人口区划和二级人口区划的人口空间化数据,选取郯城县进行结果精度检验。验证结果表明二级人口区划后的人口空间化数据在数值精度和空间精度上都有明显提高。     

A Multilayer Study of pCO2 in the Surface Waters of the Yellow and South China Seas in Spring and the Sea-Air Carbon Dioxide Flux

A multilayer study of pCO2 for the Yellow and South China Seas in the surface waters was conducted based on data from four cruises sponsored by the China SOLAS Project in 2005 and 2006, including data for the surface microlayer (SML), sub- surface layer (SSL) and surface layer (SL). The carbon fluxes across the air-sea interface were calculated. The results showed that the pCO2 values in the surface waters of the study area decreased in the following order: pCO2 SML pCO2 SSL pCO2 SL. The highest val- ues were found in March for all SML, SSL and SL, followed by those in April, and the lowest were in May. The pCO2 values had a significant positive correlation with temperature or salinity. While there was no relationship between pCO2 and longitude, there was a significant negative correlation between it and latitude, i.e., 'high latitude low pCO2'. By using four calculation models, the carbon dioxide fluxes ( FCO2 ) in spring in the Yellow and South China Seas, which were found to act as a 'sink' of atmospheric CO2, were preliminarily estimated on the basis of the pCO2 data in the SML to be -7.00×106t C and -22.35×106t C, respectively. It is suggested that the FCO2 calculated on the basis of pCO2 data in the SML is more reliable than that calculated on the basis of those in the SL.