利用MAGSAT卫星数据研究青藏高原及其邻近地区磁异常

使用４３７９２个ＭＡＧＳＡＴ卫星磁测数据，编绘青藏高原及邻近地区卫星标量和矢量磁异常图。为了提取岩石层卫星磁异常，首先对ＭＡＧＳＡＴ卫星数据进行了筛选，然后进行主磁场，磁层场，电离层场和感应场改正。     

卫星测高数据监测青藏高原湖泊2010年—2018年水位变化

青藏高原湖泊水位变化是气候变化和生态环境变化研究的重要指标。随着Cryosat-2观测数据的日益丰富和处理技术的提升,可以有效监测更多湖泊的水位变化信息。本研究构建了基于噪声去除技术、改进的波形重跟踪处理算法（ImpMWaPP）和误差混合动态模型为一体的高精度湖泊水位序列提取方法,利用Cryosat-2 SARIn数据获取到133个青藏高原湖泊2010年—2018年的高精度水位序列,并分析了这些湖泊水位变化的时空变化特征。总体上,青藏高原湖泊的水位继续呈上升趋势,但上升速度较2003年—2009年趋缓,年均变化率0.159 m/a。从地域分布上,北部湖泊的水位上升最为显著,而南部湖泊的水位则趋于稳定。从时间上,2010年—2012年和2016年—2018年,大多数湖泊的水位呈现快速上涨,而其他时间水位相对稳定或略有下降。     

北斗三号卫星观测数据质量分析

简要介绍了北斗卫星导航系统的进展情况,并通过一个全新的GNSS观测数据质量评估软件,分析了哈尔滨地区4个具有北斗三号卫星信号的观测数据,从可见卫星数、信噪比、多路径效应等三方面进行了统计分析,并对比GPS卫星信号数据,得到了有益的结论,尤其是北斗卫星信号在抗多路径效应能力方面明显优于GPS,为在城市中推广使用北斗导航卫星提供了参考依据。     

基于云量影像的日照百分率遥感集成模型

通过遥感影像云量数据和地面站点日照百分率观测数据建立遥感集成日照百分率模型,模拟遥感集成日照百分率的空间分布。基本思路是以空间尺度上的富余弥补时间尺度上的稀缺。云的移动是连续的,所以一幅云量遥感影像中,某一格网点周围一定区域范围内的云量都有可能对该点日照情况产生影响,因此对遥感总云量数据在日照轨迹内及云移动所经路径内重采样,能够更接近可照时段内云量的真实情况。然后按云量和日照百分率的负相关性,建立了日尺度的日照百分率遥感集成综合模型,实现对遥感集成日照百分率的模拟,完成日照百分率的遥感集成空间分布模拟图。结果表明：（1）重采样后的总云量克服了云量观测在时间上的局限性;（2）遥感集成日照百分率克服了气象站点空间上的局限性;（3）遥感集成日照百分率模型模拟精度相对插值法有显著的提高。     

HJ-1卫星CCD数据的大气校正及其效果分析

利用MODTRAN 4模型对地表-大气-遥感器之间的辐射传输过程进行模拟,模拟出对应大气参数下的表观辐亮度;利用模拟生成的大气校正查找表,逐像元对HJ-1卫星CCD数据进行大气校正;并从光谱曲线、与MODIS地表反射率产品比较、归一化植被指数(NDVI)三个方面,探讨了HJ-1卫星CCD数据大气校正效果.结果表明:(1...     

SPOT卫星图像辅助数据的两点注记

本文推证了利用SPOT卫星图像辅助数据计算观察角β和卫星到景像中心距离D的计算公式,并根据SPOT卫星资料验证和分析了该公式的正确性及其精度。     

综合环境卫星与MODIS数据的面向对象土地覆盖分类方法

使用面向对象方法对单时相的环境卫星数据进行土地覆盖分类时,几何特征和光谱特征相似的地物无法区分,而MODIS时序数据的空间分辨率较低,不适用于中小尺度的土地覆盖分类。应用面向对象方法,充分利用环境卫星数据的空间、光谱特征和MODIS数据的物候特征建立规则,进行分类,可以有效地解决上述困难。首先对环境卫星数据进行多尺度分割,生成待分类对象;再根据对象的特征,依据由简到难的原则进行分层分类。以双台子河口为例进行土地覆盖分类,总体精度93%,Kappa系数0.92。结果表明,综合环境卫星与MODIS数据的面向对象土地覆盖分类方法应用潜力巨大。     

基于地面观测资料的MODIS云量产品订正

通过对MODIS云量数字产品与气象站云量观测资料的对比分析,发现两者间存在较大偏差。本文以气象站观测云量资料为基准,提出了差值订正、比值订正、差值混合订正、比值混合订正和归一化混合订正5种MODIS云量数字产品的订正方法。结果表明:5种订正方法均有效,其中比值订正法最简单易行,且效果最好,是基于地面观测资料MODIS云量数字产品的最优订正方法。订正后的MODIS云量与气象站观测云量在空间分布特征和数值上都非常吻合。加密站验证结果表明:各月绝对误差平均值均小于5%。本研究为利用地面观测资料订正相关卫星数字产品提供了借鉴方法,有效发挥了卫星空间连续观测的优势,对高原、荒漠和山地等地面测站稀缺地区的相关研究具有重要意义。     

地理编码的卫星数据

本文叙述了地理编码卫星数据的概念及其处理方法。     

卫星遥感数据解译的研究

以研究遥感影像数据用于基础地理信息数据采集为目的，根据实际需要建立相应的解译标志，并根据这些标志和其他相关信息研究建立遥感信息模型的可行性。     

青藏高原那曲地区MODIS 地表温度估算

地表温度是区域和全球尺度陆面过程研究中的一个关键参数,利用遥感卫星资料反演得到的地表温度数据在气象、水文和生态领域研究中有重要作用.本文基于改进后的针对MODIS 数据的分裂窗口算法,对MODIS L1B 卫星数据进行实用而简便的云检测处理,并根据青藏高原陆地、水体和冰雪等常见下垫面状况的遥感影像分类结果,反演得到了2007-01-03 、04-18 、06-12 和10-02 四日的无云下垫面地表温度.最后,将Sobrino 结果在青藏高原那曲地区与MODIS 日地表温度产品及CAMP/Tibet 观测站地表温度数据进行了对比验证分析.结果表明,该方法得到的地表温度结果与MODIS 数据产品具有较好的一致性,并且地表温度结果与地面观测数据(去除可疑点后)的平均误差仅为1.435 K .     

全球气候数据集生成及气候变化应用研究

科技部在"十三五"期间部署的国家重点研发计划"全球变化及应对"专项资助了"全球气候数据集生成及气候变化关键过程和要素监测"研究项目。项目围绕由全球气候观测系统提出的基本气候变量,完善地空天基观测体系,生成中国首套以遥感数据为主体的涵盖大气、海洋和陆表长时间序列、高精度、高时空一致性的产品,即气候数据集,动态监测全球变化关键过程和要素。     

Lake variations in response to climate change in the Tibetan Plateau in the past 40 years

The Qinghai-Tibetan Plateau plays an important role in global climate and environmental change and holds the largest lake area in China, with a total surface area of 36,900 km². The expansion and shrinkage of these lakes are critical to the water cycle and ecological and environmental systems across the plateau. In this paper, surface areas of major lakes within the plateau were extracted based on a topographic map from 1970, and Landsat MSS, TM and ETM+ satellite images from the 1970s to 2008. Then, a multivariate correlation analysis was conducted to examine the relationship between the changes in lake surface areas and the changes in climatic variables including temperature, precipitation, evaporation, and sunshine duration. Initial results suggest that the variations in lake surface areas within the plateau are closely related to the warming, humidified climate transition in recent years such as the rise of air temperature and the increase in precipitation. In particular, the rising temperature accelerates melting of glaciers and perennial snow cover and triggers permafrost degradation, and leads to the expansion of most lakes across the plateau. In addition, different distributions and types of permafrost may cause different lake variations in the southern Tibetan Plateau.     

青藏高原地区近地表冻融状态判别算法研究

青藏高原地区以其独特的气候水文特征被称为“亚洲水塔”, 这一地区广泛分布的冻土及其冻融过程对地表非绝热加热与水文过程具有重要影响。然而, 恶劣和复杂的地理环境为这一区域的地表冻融过程本地观测和遥感监测均带来极大挑战。本文利用AMSR-2传感器遥感数据开展青藏高原地区的近地表冻融判别算法研究, 包括判别式算法和季节性阈值算法, 并使用4个青藏高原典型地区的土壤温湿度密集观测网数据对算法进行区域适应性优化。研究特别针对季节性阈值算法进行了两点改进: 首先考虑到地表发射率的变化对于冻融相态的转变指示更为直接,故采用6.9 GHz水平(H)极化的准发射率替换季节性阈值算法中的原有冻结因子; 其次使用一种新的数据归一化方法：标准差归一化方法, 用以替代原有的离差归一化方法, 并通过阈值设定对判别精度的影响分析改进后的优势。结果证明, 冻融判别式算法在升轨时期的整体精度最具优势, 其优势在于能够减少夏季地表发射率复杂变化导致的误判, 基于标准差归一化方法的季节性阈值算法在降轨时期的整体精度具有优势。通过对不同典型区域的冻融土辐射特征和判别精度的分析, 发现地表发射率的变幅(初始液态含水量)大小是影响所有冻融判别算法精度的最关键因素。     

青藏高原地区大气加权平均温度模型的构建

加权平均温度(Tm)是将天顶湿延迟转换为大气可降水量的关键参数,针对青藏高原地区海拔高、地形起伏大、水汽高度分布复杂的特点,本文利用2010—2014年GGOS Atmosphere Tm格网数据和地表高程数据建立Tm垂直递减率函数,进而建立一种顾及Tm垂直递减率变化的适合青藏高原地区的新模型(QTm模型).此外,利用...     

1982-2013年青藏高原植被动态变化时序分析

针对不同的数据源及时间和空间尺度会使植被覆盖度及其与气象因子影响的结果有所差别这一情况,该文基于青藏高原1982-2012年GIMMS NDVI和2001-2013年MODIS NDVI遥感数据集,结合研究区内12个典型的气象站点数据,进行了青藏高原地区植被覆盖时空动态变化规律及其与气象因子响应的时序分析,并利用重合时间段的数据对比分析了两种传感器在青藏高原地区对植被动态变化监测方面的差异.结果表明:近30年来,青藏高原地区植被呈整体改善趋势,尤其是高海拔地区;不同阶段植被的变化趋势有所不同;两种传感器在反映植被动态变化趋势上差异显著,但两者与气候因子的响应规律相同.     

卫星遥感揭示的青藏高原上MCS活动特征及东移传播

利用1998年6—8月日本GMS红外辐射亮温(Tbb)资料，对高原上中尺度对流系统(MCS)的活动进行了自动追踪，得到了高原上夏季MCS的大小、强度、活动区域及生命史、形状特征。在此基础上，利用国家气象中心高分辨率有限区域分析预报系统(HLAFS)的数值分析格点值，研究了MCS的东移传播与其周围环境场物理量之间的关系，建立了400hPa和500hPa两个层次上有利于MCS移出高原的物理量场概略模型图。     

青藏高原地表冻融循环与植被返青期的变化趋势及其气候响应特征

青藏高原特殊的地理环境使其对全球气候变化十分敏感,所以研究其地表冻融循环和植被返青期的时空动态对于回顾和预测青藏高原对全球气候变化的响应具有重要意义。本文通过利用双指标地表冻融状态识别算法和被动微波亮温数据(SMMR、SSMI和SSMIS)来获取青藏高原长时间序列(1982年—2013年)逐日地表冻融状态,通过对GIMMS全球植被指数数据产品进行NDVI的滤波重建和返青期提取来获取青藏高原植被长时间序列(年份)的返青期;并且分析了地表冻融循环和植被返青期的变化趋势、相互关系及对青藏高原气候变化的响应特征。总体来看,在空间上,青藏高原的地表冻结集中发生在10月30日至次年4月2日,平均地表融化首日集中在5月12—27日,平均植被返青期集中在5月19—29日。植被返青期平均发生在地表融化首日后的3.94±5.58日,两者具有显著的相关关系(R=0.51,P=0.003)。青藏高原的地表融化首日和植被返青期在1982年—2013年间经历了推迟、提前再推迟的3个过程,融化时间和返青期在1982年—1987年分别以1.93±1.81 d/a和0.28±1.01 d/a的速度推迟;在1987年—2006年分别以0.67±0.20 d/a和0.13±0.16 d/a的速度提前;在2006年—2013年分别以0.97±0.84 d/a和1.04±0.52 d/a的速度推迟。中国气象局布设在青藏高原的CMA气象站的温度数据表明,高原的春季地表0 cm土壤温度呈持续上升的趋势,而植被返青期和地表融化首日并未持续提前,这可能是由几十年来高原不同地区降水等其他环境因素变化的差异造成。同时在气温持续升高期间,植被返青期的返青温度阈值也不断具有上升的趋势(R=0.72,P0.001),这可能与植被适应气候变化的自身调节能力有关。     

利用天宫一号高光谱红外谱段估算青藏高原地表通量与蒸散量

利用天宫一号高光谱红外谱段,结合准同步的Aqua MODIS (MYD021KM) 资料,在对地表特征参数估算的基础上,利用地表能量平衡系统模式计算藏北高原地区的地表通量与蒸散量.结果表明基于天宫一号高分辨率高光谱红外谱段的地表通量与蒸散量估算结果和地表实际状况吻合,具有很大的应用潜力.