对称模式下的CHAMP弯曲角掩星数据同化

简单介绍了无线电掩星技术探测行星大气的发展史,列举了该技术中存在的若干问题。从 Eyre提出的统计学的最优估计反演方法,比较了用相位、弯曲角和折射率作为同化因子时出现的问题和各自的优缺点。对弯曲角同化因子,以欧洲中期天气预报中心(ECMWF)资料为背景场,运用一维变分技术,进行CHAMP掩星观测资料变分同化反演,从而获得水汽和温度剖面。将反演获得的气象剖面与非同化的剖面作比较,并且采用相应的探空气球资料作为验证,可以看出变分同化技术比传统的标准反演技术反演误差小。证实掩星数据资料的一维变分同化技术可以改进目前的数值天气预报模式。     

正二十面体六边形全球离散格网编码运算

全球离散格网系统是指把地球表面按照一定规则离散分割成多分辨率层次结构的格网单元,广泛应用于海量多源空间数据的组织、管理和分析中。六边形全球离散格网具有优良的几何特性,非常适合于空间数据的处理,如何进一步提高六边形全球离散格网编码运算的效率仍是当前研究的重点。本文采用正二十面体施耐德投影四孔径六边形全球离散格网模型,基于六边形三轴坐标与编码的二进制数的对应关系构建四孔六边形的基础编码结构,将二十面体划分为32个基础六边形,并将之分为3种基础六边形剖分瓦片,在每个六边形剖分瓦片采用基础编码结构进行编码,建立了四孔六边形全球离散格网编码,同时设计了并实现了四孔六边形编码与六边形三轴坐标之间的快速转换,基于此构建了一种高效的四孔六边形全球离散格网编码运算方案,包括编码的算数运算、空间拓扑运算和邻域检索运算及跨面运算。与现有的六边形全球离散格网编码运算方案相比,本文的方案进一步提高了编码算数运算、空间拓扑运算和邻域检索运算的效率,编码加法运算是HLQT的2～3倍,邻域检索运算分别是HLQT的3～5倍和H3的2～3倍,且受格网编码层次的影响较小,编码的跨面邻域检索运算时间略高于面内的运算,可以为全...     

Measurements of solar occulation: the error in a naive retrieval if the constituent's concentration changes

The stratospheric concentrations of many minor constituents change rapidly at sunrise or sunset. If this happens, there is an inherent error when retrieving the vertical profiles of the constituents from measurements of their absorption of sunlight. For retrievals of NO at sunset the error can be estimated from in-situ measurements alone, without appeal to a model of stratospheric photochemistry. Below 20 km this error can approach 100% so that the retrieved NO is zero. But at 40 km, and at 25 km when the absorption is strong and Lorentzian, it can be less than 20%. Precise calculations of the error, even if small, require model calculations of the sunset and sunrise changes. With a model, we have calculated the error for NO, NO₂, OH and ClO.     

Theory and application for retrieval and fusion of spatial and temporal quantitative information from complex natural environment

This paper briefly presents the research progress of the State Major Basic Research Project 2001CB309400, “Theory and Application for Retrieval and Fusion of Spatial and Temporal Quantitative Information from Complex Natural Environment”. Based on the rapid advancement of synthetic aperture radar (SAR) imagery technology, information theory of fully polarimetric scattering and applications in polarimetric SAR remote sensing are developed. To promote the modeling of passive microwave remote sensing, the vector (polarized) radiative transfer theory (VRT) of complex natural media such as inhomogeneous, multi-layered and 3-dimensional VRT is developed. With these theoretical progresses, data validation and retrieval algorithms for some typical events and characteristic parameters of earth terrain surfaces, atmosphere, and oceans from operational and experimental remote sensing satellites are studied. Employing remote sensing, radiative transfer simulation, geographic information systems (GIS), land hydrological process, and data assimilation, the Chinese land data assimilation system (CLDAS) is established. Towards the future development of China’s microwave meteorological satellites, employing remote sensing data of currently available SSM/I (special sensor microwave/imager), AMSU (advanced microwave sounding unit), MTI (microwave temperature imager), etc., with ground-based measurements, several operational algorithms and databases for atmospheric precipitation, water vapor and liquid water in clouds, and other hydrological/hydrological applications are developed. To advance China’s SAR and InSAR (interferometric SAR) technologies, the image processing and analysis of ERS (European remote sensing), Radarsat SAR, and Chinese SAR, etc., the software platforms are accomplished. Based on the researches of multi-information fusion, some simulations, identification, and information extractions of the targets from complex background clutter scenes are studied. Some experiments of radio wave propagation in anomalous atmospheric status are also carried out. Translated from Advances in Earth Science, 2007, 22(2): 111–125 [译自: 地球科学进展]     

基于星载激光雷达ICESat-2的雪深监测方法研究

目前,被动微波数据是积雪深度反演的主要数据源,受其较粗空间分辨率的影响,反演雪深存在较大的不确定性。激光雷达由于其较高的测高精度,在雪深监测方面具有一定的潜力,基于星载激光雷达ICESat-2数据对北疆地区2018年10月至2019年9月积雪季的雪深进行了提取。由于很难获取ICESat-2轨迹点的雪深观测资料,因此首先利用地面雪深观测数据对目前流行的被动微波雪深反演产品进行验证,获取精度可靠的雪深产品并与发展的ICESat-2监测雪深数据产品进行对比。结果表明：AMSR2雪深产品在北疆地区误差较大,整体存在高估现象,中国雪深长时间序列雪深产品精度相对可靠,以作为对比ICESat-2模拟雪深的参考数据;ICESat-2雪深与中国雪深长时间序列雪深产品在空间上以及变化趋势方面吻合度较高,但ICESat-2雪深变化更加连续,说明ICESat-2激光雷达数据不但可以提取区域积雪的深度,对积雪深度的空间变化也比被动微波数据更加敏感,可以获取更加详细的积雪深度空间变化细节,为精细化的积雪深度空间分布提供数据支撑。     

基于AMSR-E的北疆地区积雪深度反演

利用北疆地区2007/2008-2009/2010年度积雪季(12月至次年2月)的AMSR-E降轨19 GHz与37 GHz波段的水平极化亮温数据, 结合北疆地区45个气象台站的实测雪深数据, 建立了北疆地区基于AMSR-E亮度温度数据的雪深反演模型, 并对模型的精度进行评价. 结果显示: 雪深在3~10 cm时, 模型反演的雪深值负向平均误差为-5.1 cm, RMSE值为6.1 cm; 雪深在11~30 cm时, 模型反演雪深值的平均误差仅为2.6 cm, RMSE、 正向平均误差、 绝对平均误差均较小; 雪深大于30 cm时, 模型反演的各项误差较大. 用合成方法反演北疆地区2006/2007-2010/2011年度5个积雪季的平均雪深分布和最大雪深分布, 结果显示北疆地区积雪主要分布于北部阿尔泰山和南部天山一带, 其中阿勒泰地区所占比重最大, 中部的准噶尔盆地腹地、 克拉玛依地区雪层较浅.     

雪粒径遥感反演研究进展

介绍了雪粒径遥感反演的研究历史,阐述了球形或非球形假设下基于雪在可见光波段高反射,在红外区雪面反射率显著下降且对雪粒径变化敏感原理的遥感反演基础,其中包括诸如温度、波长、颗粒形状等,并总结了目前研究中所应用的模型和算法,指出其优点和不足之处.此外,为了得到反演粒径的准确性,讨论了诸如温度、波长、颗粒形状等因素对粒径反演...     

地图信息的拓扑检索

从本质上看,地图数据处理是一种拓扑变换,即在连续变形(处理)中要保持数据中所内函的不变性(结构特征)。当数据处理系统由拓扑关系所充实与制导时,其智能程度就大为增强,可使其由线性处理演变为非线性处理(关联处理)。根据物体间邻接与关联的强烈程度,可把拓扑关系分为两大类:确定型与模糊型。前者原则上用显式表示,后者则宜用隐式表示。两种表示方式作了简要的对比,並强调隐式结构有着经济性与灵活性的主要优点。同时还强调指出,在建库过程中拓扑信息的人工输入应趋于最少。地理信息的检索可分为两类:常规检索与拓扑检索。对于前者,检索的依据是物体本身的标志,如定性检索与定位检索;而对于后者,检索的依据是物体集合之间的空间关系(如邻接关系、关联关系和包含关系)。实现以常规检索为基础的间接拓扑检索,其实质就是用程序的手段把隐含在数据结构中的所求的拓扑关系借助于两个倒排文件(标题索引与栅格索引)予以显式化。文末介绍了三种典型的间接拓扑检索:基于点集合的拓扑检索,基于线集合的拓扑检索和基于面集合的拓扑检索。     

一种新的地图数据检索方法及其应用软件

本文提出了一种新的实用地图数据检索方法——“放大镜”式地图数据检索,建立了相应的软件系统,并讨论了该方法的数学基础、软件的特点,还给出了应用实例。     

利用GMS－4红外云图资料定量测量淮河流域汛期降水

提出和介绍了利用ＧＭＳ－４红外云图资料定量测量淮河流域汛期降水的ＣＴ－ＴＲＣ（ｃｌｏｕｄｔｏｐｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｒａｉｎｆｕｌｌｃｕｒｖｅ，云顶温度－降水量曲线）方法及实现步骤，并结合个例进行了分析。