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。     

EOS/MODIS遥感数据的接收与处理

EOS即地球观测系统 ,是美国国家航空航天局 ( NASA)针对全球变化研究对建立长期的数据采集系统的实际需求而规划实施的计划。地球观测卫星系列是最基本和最重要的环节 ,EOS卫星系列计划由 1 0颗卫星组成 ,并在今后的 1 0 a内陆续发射上天 ,构成连续 1 5 a的数据采集系统 ,其规模在地球观测卫星发展史上是空前的。1 999-1 2 - 1 8,EOS系统的“旗舰” - Terra卫星 ( EOS-AM1 ) ,发射上天。MODIS是 Terra卫星的主要探测仪器 ,也是唯一直接广播的对地观测仪器。MODIS提供了对云、气溶胶、辐射收支平衡 ,以及对通过能量、二氧化碳、…     

EOS/MODIS遥感数据的接收与处理

提高地面测报工作的质量，在短期内也许是易事，而要长期保持高质量的地面测报工作则决非易事。我经过８年的地面测报值班工作（从观测员到预审员再到分管业务的副局长），初步摸索出５点体会。１有高度的工作责任感和正确的职业道德观念每一个观测员都知道测报工作的宗旨是什么，目的是什么，《地面观测规范》中的内容是什么，但如果不把这些落实在行动上，于是，迟测、早测者有之；涂改伪造者有之；天气现场不连续观测随便记录者有之；冬季不溶冰观测者有之等。因此所获得的资料也就失去其真实性。如果每个观测员都有高度的工作责任感和正…     

数据可视化反演软件Vis5D简介

Vis5D是一个用于把数值预报模式的产品数据进行可视化显示的软件。自从80年代后期开发并投入使用以来,经过十多年的发展完善,如今已成为一个功能强大,可运行于多种操作平台的图形显示系统,广泛应用于各种气象数值预报模式,成为广大气象科研工作者得力的辅助工具。     

EOS/MODIS数据在西藏森林火灾中的应用

介绍了EOS/MODIS资料在西藏森林火灾监测中的应用,并用多年的历史资料来验证,说明该方法在我区森林火灾监测中是可行的。      

苏北大型湖泊水域的EOS/MODIS遥感监测

为了从宏观上了解江苏省境内主要湖泊水体的动态变化及原因,并为有关部门指挥防洪抗旱和治理水环境提供准确的决策依据,利用2005年夏季多景EOS/MODIS卫星遥感影像数据,对入夏以来苏北地区主要湖泊水域——骆马湖、洪泽湖、高邮湖(含邵伯湖)进行了卫星遥感动态监测,生成3通道合成彩色图像,运用阈值法提取湖泊及其周边水域的水体边界,并计算水体面积。最后从气象因素对湖泊的水体面积变化进行了分析。遥感图像与面积统计数据直观地反映出,2005年入夏以来苏北各大湖泊水域的水体面积随着前期干旱和其后大量降水的发生而出现比较明显的减小和增加,可见一段时期内的日照时数、降水量等气象因子会对湖泊及周边水域的面积增减产生很大影响。     

EOS/MODIS数据在甘蔗寒害监测评估中的应用

利用250 m分辨率的EOS/MODIS数据,采用植被状况指数法,以广西甘蔗种植区为例,研究应用遥感方法进行甘蔗寒害监测评估的技术方法。在通过使用地理信息数据,结合GPS测定的甘蔗训练样本区,应用EOS/MO—DIS数据获取了广西甘蔗种植区域的基础上,根据甘蔗遭受寒害后叶绿素减少,从而导致归一化植被指数值发生变化的原理,建立甘蔗寒害遥感监测评估模型和产品制作流程。对2008年初广西甘蔗寒害的空间分布及其灾害面积进行监测评估,监测评估结果与灾情调查实况一致,重寒害区主要出现在广西北部和中部的甘蔗种植区,东南部、沿海地区及右江河谷的甘蔗区寒害相对较轻,灾害面积测算误差小于5%,结果表明:应用EOS/MODIS数据开展甘蔗寒害的空间分布及灾害面积的监测评估,能较好地满足业务需求。     

基于EOS/MODIS资料的沙尘遥感监测模型研究

在EOS MODIS资料可见光波段光谱特性的深入分析的基础上，提出了一种完全用MODIS可见光波段监测沙尘信息的技术方法。充分利用MODIS资料可见光范围波段划分细致的特点，构造了不同的光谱特征判别函数作为决策树的分支，最后用决策树法成功地对几次沙尘暴过程进行了沙尘信息遥感监测。结果表明，该方法具有良好的效果和实用性。     

遥感图像处理系统ENVI及其在MODIS数据处理中的应用

介绍了美国遥感图像处理系统ENVI的主要功能,包括数据接口、交互式分析功能、波谱工具、矢量处理功能、及遥感图像处理功能等。并将MODIS影像(HDF数据格式)在NEVI中进行了处理分析,包括数据读入、影像几何校正、监督分类和制图。应用证明,ENVI可以处理最先进的卫星数据格式,在高级遥感图像处理和高光谱影像处理方面具有优势。     

T213预报产品在电力负荷预测中的应用

用2005—2006年4—9月准东电网负荷资料和T213预报产品资料,建立日平均有效时间序列数据,对电力负荷与T213主要预报因子的相关性进行了分析,筛选出影响该地区负荷变化的重要预报因子为700 hPa水汽通量、850 hPa水汽通量和降水量,建立日平均电力负荷变化的预报方程。对2007年进行试报,负荷变化趋势与实际一致,但对负荷发生明显波动的预报有时出现偏差,原因是T213对降雨天气预报有误所致。提出改进方案,采用模式与预报员经验相结合,从气象观测要素中再筛选出新的降雨因子,与T213重要预报因子重建预报方程,再次试报结果更接近实况。对2007年4—9月预报误差进行分析得到,计划负荷平均误差为11.5%,T213建模平均误差为8.2%,通过改进后重新建模的平均误差为6.4%。在降雨天气条件下,计划负荷误差22.3%,T213建模误差13.4%,而改进后的预测误差降低到8.9%。     

短期强降水面雨量预报与T213产品的天气学释用

通过对长江上游六大流域1971－200年50mm以上强降水面雨量100个个例进行天气分析，归纳总结了各流域24小时预报指标。将预报指标落实到T213产品对应时次、对应要素的预告场上，经计算机自动进行指标判别，从而作出六大流域24小时、48小时强降水面雨量预报。2002年6－10月进行了逐日业务试运行，结果表明，对强降水面雨量有较好的预报能力，T213产品的天气学释用是行之有效的。     

用T213产品动力过程相似释用法制作暴雨预报

用MICAPS平台中的T213产品场与暴雨发生的初始、中间、结束过程相对应的三维空间物理量场的相似程度,根据场相似的数量综合判别分析作出有无区域暴雨的预报。预报因子选取涡度、散度、垂直速度和水汽通量散度,空间使用850、700、500hPa,时间上选取12、24、36h预报场。该方法实现了区域暴雨预报的客观化和程序化。根据天气过程分类建立的两类模型以场平均距离为依据,作出的暴雨预报检验效果令人满意,2004—2010年的5—10月7年平均预报准确率超过33%,具有较好的实践参考指导作用。     

T213数值预报产品在白银市盛夏中雨以上降水中的释用技术

基于MICAPS系统,利用T213数值预报格点资料、预报关键区34个站点的高空资料以及市内4县区不同时次的本站气压和日降水量资料,通过分析白银市中雨以上降水的天气特征,归纳出中雨以上降水的天气形势,并据此进行客观定量化分型;选取对白银市中雨以上降水具有明显物理意义的消空指标和预报因子,利用PP数值释用方法,建立了白银市盛夏中雨以上降水的短期预报模型。对2007年6～8月进行试报,预报准确率平均达66.7%,预报效果较好。     

T213 100hPa高度预报场的检验

用2002年3月～2004年9月能使用的共24个月的T213 100hPa24～168h7个时效的逐日高度预报场资料，分别计算各时效逐月高度预报场的月平均误差和方差，分季进行检验分析；对冬半年超长波调整过程中长波东移以及夏季南亚高压呈双体型时副热带长波槽东移的预报能力进行了综合检验；检验结果对预报工作有很大的实用价值。     

基于T213产品与水汽收支的强降水面雨量预报方法及其误差分析

基于T213数值预报产品,以水汽收支平衡方程为基础,研制预报强降水的落区及强度的预报方法,并利用此方法制作6h面雨量的预报。该方法在2003年汛期淮河流域洪涝期间进行了应用,利用所得面雨量结果与实况降水进行各种误差分析。结果表明,预报正确率较高,该方法较为可靠,有一定的预报价值。     

T213资料在冰雹短期预报中的释用

基于MICAPS系统,利用T213数值预报格点资料和预报关键区域30个站点的高空天气图．以及市内7县(区)4个观测时次的气象要素等资料,从单站要素反映、天气形势分析、热力、动力、稳定度等参数计算,选取对冰雹天气具有明显物理意义的预报因子和消空指标,利用PP数值预报释用方法,建立了盛夏平凉市冰雹短期预报模型。经2003年7～8月份业务运行,基本报准了唯一出现的一次冰雹过程,空报率0．0％。     

T213与T639模式热带气旋预报误差对比

应用国家气象中心全球谱模式T213L31(简称T213) 及其升级版本T639L60(简称T639) 对2009—2010年西北太平洋热带气旋数值预报的结果进行对比。结果表明:T213与T639模式24～120 h预报平均距离误差基本相近,但由于T639模式分辨率较高,T639模式的热带气旋强度预报明显好于T213模式。从分类误差来看,T639模式对于西北行登陆及转向热带气旋的路径预报好于T213模式,但对西行及北上热带气旋预报误差偏大。对于异常路径热带气旋预报,T639模式能较好预报环流形势的突然调整,对路径突变的热带气旋预报比T213模式有明显优势;从登陆类热带气旋预报的移向误差来看,T213模式存在东北偏北向系统性偏差,T639模式存在东北偏东向系统性偏差。     

T213全球集合预报系统性误差订正研究

针对模式系统性误差一直存在的现状,研究使用卡尔曼滤波的自适应误差订正方法对国家气象中心业务全球集合预报系统的系统性误差进行估计和订正.本文主要介绍这种方法及其原理,其优点是需要的样本量比较小,能够快速经济地对模式产品进行有效的误差估计和订正.使用这种方法对全球T213集合预报系统500 hPa高度场、850 hPa温度场和2 m温度的预报产品进行一阶偏差订正,对订正前后集合预报产品进行检验分析和对比,结果表明,订正后的高层形势场集合预报和2 m温度集合预报的均一性、集合平均的均方根误差和距平相关系数都得到了改善,系统性偏差得到了不同程度的订正,对于存在较大系统性误差的2 m温度预报,订正效果尤其显著.     

对T213降水预报产品短期预报水平的评估

将T213降水预报资料插值到孝感市各测站上，对24h、48h降水预报做了客观统计检验。分析结果表明：T213对孝感市有无降水预报具有较好的指导意义；强降水48h预报有比较好的参考作用。通过的降水预报误差的分析发现，在一般情况下，T213降水预报值要比实况偏大。