An improved method for correction of air temperature measured using different radiation shields

The variation of air temperature measurement errors using two different radiation shields （DTR502B Vaisala,Finland,and HYTFZ01,Huayun Tongda Satcom,China） was studied.Datasets were collected in the field at the Daxing weather station in Beijing from June 2011 to May 2012.Most air temperature values obtained with these two commonly used radiation shields were lower than the reference records obtained with the new Fiber Reinforced Polymers （FRP） Stevenson screen.In most cases,the air temperature errors when using the two devices were smaller on overcast and rainy days than on sunny days; and smaller when using the imported rather than the Chinese shield.The measured errors changed sharply at sunrise and sunset,and reached maxima at noon.Their diurnal variation characteristics were,naturally,related to changes in solar radiation.The relationships between the record errors,global radiation,and wind speed were nonlinear.An improved correction method was proposed based on the approach described by Nakamura and Mahrt （2005） （NM05）,in which the impact of the solar zenith angle （SZA） on the temperature error is considered and extreme errors due to changes in SZA can be corrected effectively.Measurement errors were reduced significantly after correction by either method for both shields.The error reduction rate using the improved correction method for the Chinese and imported shields were 3.3％ and 40.4％ higher than those using the NM05 method,respectively.     

光学遥感大气校正研究进展

大气校正是光学遥感信息定量化研究中必不可少的一步,将各种大气校正方法归纳为基于图像特征的相对校正法、基于地面线性回归模型法、基于大气辐射传输模型法和复合模型法4类,详细分析了每一类方法的优缺点、适用范围或影响因素,并对大气校正的未来发展做了几点思考.     

基于六参数仿射变换的控制点选取及坐标校正分析

以经纬度坐标转换到深圳坐标为例,利用卫星遥感影像,通过全局搜寻算法选择控制点对求解仿射变换六参数值,在不同约束目标下对坐标距离偏差程度进行筛选分析,确定适合深圳坐标下能有效提高校正精度的控制点对组合及校正坐标公式。     

多时相TM影像相对辐射校正研究

多时相影像对应波段中地物波谱“准”不变特征点(Pseudo-Invariant Features,PIFs)的选取是相对辐射校正的前提,采用目视解译选取主观性较强,在一定程度上影响了校正精度。利用绍兴试验区两时相TM影像,通过样本点间差异阈值,主成份分析和回归分析方法控制选取影像对应波段间的PIFs,使得校正样本点的选取具有客观性。在此基础上获取增益和偏移量并对两时相影像进行相对辐射校正,取得了较好的校正效果,从而有利于土地利用/覆盖变化监测。     

MODIS卫星遥感估计福州地区近地面PM2.5浓度

卫星遥感反演气溶胶光学厚度已被广泛应用于近地面空气污染遥感监测。为揭示福州地区细颗粒物污染的空间分异趋势,利用2014年—2015年的地基监测细颗粒物(PM_(2.5))浓度数据、MODIS 3 km气溶胶光学厚度(AOD)卫星数据以及GEOS-FP气象数据,分别构建了估计福州地区近地面PM2.5浓度的日校正模型和站点一日校正模型,并利用十折交叉验证方法对2个模型进行评价验证。结果表明:(1)日校正模型和站点一日校正模型分别能够解释福州地区PM2.5浓度76.2%和81.4%的变异,反演的2014年—2015年福州地区近地面PM2.5浓度和地面实测站点数据之间的相关性R~2分别为0.724(RMSE=10.993μg·m~(-3))和0.781(RMSE=9.687μg.m~(-3));(2)分别针对不同下垫面环境的城市站点和县郊站点数据进行模型拟合验证,两个模型反演的PM2.5浓度值与地面实测值之间皆具有良好的相关性,R~2最高可达0.808;(3)将模型反演的PM2.5浓度季均值与地面实测季均值进行对比分析,结果也显示二者高度相关,据此反演的2015年福州地区年平均PM2.5浓度分布图可清晰地揭示福州地区PM_(2.5)浓度分布的空间变化情况。由此可见,基于MODIS 3 km AOD产品和气象数据建立的近地面PM_(2.5)浓度遥感估算模型能够很好地反演出福州地区近地面PM2.5浓度分布情况。     

一种新的遥感影像变化检测相对辐射校正方法

分析了相对辐射校正在变化检测中的重要性,以基于植被指数的变化检测为例,比较常用相对辐射校正方法及其对变化检测的影响,并且提出一种基于相关系数稳健的相对辐射校正的新方法。通过试验发现相对辐射校正能够减小多时相遥感图像间由于大气、照度和传感器标度等存在差异而造成的影响,提高了基于植被指数变化检测的精度。自动稳健的相对辐射校正方法能够减少辐射误差,提高植被变化检测的精度,与传统的方法相比具有结果稳定、不容易受到误差干扰的特点。     

中巴地球资源卫星数据反演地表温度产品设计

利用CBERS IRMSS/IRS传感器红外通道数据,基于MODTRAN4和查找表算法,根据地表数字高程和全球/区域一体化数值预报模式,建立相应高度和气象条件下温度反演配套系数,利用CBERS可见/近红外通道和地表比辐射率数据库最终生成地表温度/地表发射率产品.最后介绍了温度产品的验证工作,并对温度反演中存在的参数敏感性和不确定性问题进行了分析.     

生物完整性在时间尺度趋势分析中的偏差和校正研究——以松花江流域为例

以松花江流域为对象,利用2012-2015年底栖动物调查数据及生物完整性指数(index of biotic integrity,IBI)评价结果,定量分析并阐释了IBI(基于参照位点法)在时间尺度趋势分析中产生的偏差和影响,提出采用校正系数r(r表示参数赋分计算中,比较年参数基础值相对初始年参数基础值的倍数)及初始年数据对IBI结果进行校正的方法.研究表明,正向参数(干扰越大分值越低的参数)参照组2013-2015比较年的值较初始年(2012年)呈现不同程度升高,反向参数(干扰越大分值越高的参数)受损组值呈现下降.同时,正向参数和反向参数的r值分别分布在1.1～4.9和0.7～0.8之间,参照组/受损组参数的95th年度间变化显著,参数赋分环节的记分偏差不可忽略.在评价标准划分环节中,最差及优良区域占比的差异达10.0%～13.4%,偏差对趋势分析的干扰显著.2012-2015各年度IBI经校正后,评价达良好-优状态的区域占比较校正前高4.3%～13.3%,评价为很差状态的区域占比较校正前低6.7%～30.0%.完整性评价中关键环节产生的偏差可显著影响时间尺度趋势的分析和判定,基于校正的评价方法可以初步解决完整性评价在趋势分析中产生的偏差干扰问题.     

南海新生代构造演化及岩石圈三维结构特征

地震层析资料表明，南海地区，自红河口向南经南海、苏禄海到苏拉威西海，岩石圈速度低，底部横波速度仅4．4km／s，岩石圈厚度在60～80km之间，为薄岩石圈地区。软流层的速度也较低，在4．2-4．4km／s之间，但厚度较大，大于200km。从红河-莺歌海断裂带经南海到苏禄海，存在一条北西向宽约200km的上地幔北西向低速带，面波速度在4．05～4．25km／s之间。由上述资料可见，东亚大陆边缘及边缘海的上地幔存在一巨型低速带，在南海地区低速带的走向为北西向，在东海地区为北北西向。这种走向与地表的区域构造走向基本一致，反映这里新生代构造活动可能与地幔低速带分布有关，即上地幔低速带反映了岩石圈的区域流动。这类岩石圈区域流动引起岩石圈表层的张性构造，形成裂谷及稍后的海底扩张，在亚洲东部边缘形成一系列边缘海盆。     

陡峭山区影像的半经验地形校正

本文提出一种新的半经验地形校正模型SCEDIL(Simple topographic Correction using Estimation of Diffuse Light),该模型通过结合DEM与光学影像数据寻找局部区域内完全光照和阴影的水平像元,并以光照、阴影水平像元的平均反射率值估算局部区域散射辐射比,提高了陡峭山区影像的地形校正精度。以高分一号卫星和Landsat ETM+影像为例,从目视判读和定量分析两个方面,比较分析该算法与传统半经验地形校正算法(C、SCS+C)的校正结果。结果表明:(1)对较为平坦的地形,SCEDIL和C、SCS+C校正都有较好的目视结果;对地面起伏较大的陡峭地形,C、SCS+C校正后,原阴影区域易呈现破碎化特征,SCEDIL校正后,原阴影区域过渡较为平滑。(2)SCEDIL校正后,各波段反射率的均值和标准差优于C、SCS+C校正,SCEDIL校正后,影像总分类精度与同类地物光谱信息均一性均优于C和SCS+C校正。SCEDIL半经验地形校正方法能有效地去除影像中的地形干扰,尤其对陡峭地形的校正效果,优于常规地形校正模型。