基于遥感数据渤海海域与典型地表发射率光学特性分析

论文摘要

发射率是热红外遥感中的重要参量,也是辐射传输中的重要参数。它是表征物质表面辐射能力强弱的物理量,是物体自身的固有特性,其广泛应用于天气预报、突发气象灾害的预报、全球环流模式以及区域气候模式等研究领域中。本文基于MOD02 1km卫星遥感图像数据,利用ENVI5.5软件对渤海海域的海表发射率进行反演。首先利用MCTK扩展工具进行几何校正和定标处理;其次需要对数据的存储类型进行转换进而满足大气校正模块对数据的要求;再次利用FLASSH大气校正工具对数据进行反演得到默认扩大10 000倍的海表反射率数据;另外需要对数据进行进行裁剪,进而得到渤海海域的海表反射率数据;最后根据反射法测量原理,海表发射率是海表反射率的补集,通过波段运算获得渤海海域的发射率数据。研究结果表明:2018年全年12个月,四个区域在中心波长为0.8695μm附近处出现极小值的峰值;在中心波长为0.94μm附近处出现极大值的峰值。春季渤海海域的海表发射率随波长成波浪形分布,Ⅳ区的海表发射率最大,Ⅲ区的海表发射率最小;夏季渤海海域的海表发射率随波长成波浪形分布,Ⅰ区和Ⅱ区数值差不多一样大且大于其他两个区的值,Ⅲ区的海表发射率最小;秋季海海域的海表发射率随波长成单峰分布趋势,四个区域的海表发射率数值十分接近,Ⅰ区的海表发射率偏大,Ⅳ区的海表发射率偏小;冬季海海域的海表发射率随波长成单峰分布趋势,Ⅰ区的海表发射率偏大,Ⅲ区的海表发射率偏小。本文基于MOD11B1卫星遥感图像数据,利用HDF插件获取典型地表温度参数,具体包括沙地、黄土、草坪、江水、冰面和雪地。在ENVI Classic软件环境下,针对2015年12月至2016年8月不同区域、不同季节的典型地表进行6个热红外波段发射率数据获取,研究不同季节典型地表的发射率随波长以及温度的变化规律。研究结果表明:冬季典型地表发射率参数最高且变化范围小。沙地的发射率数值平均在0.870~0.990之间;草坪、黄土和江水的发射率数值平均在0.910~0.990之间,冰面和雪地的发射率数值平均在0.965~0.985之间。草坪、沙地、黄土、江水、雪地和冰面地表发射率在波长3~5μm范围内随温度成波浪型分布;草坪、江水、雪地和冰面地表发射率在波长8~12μm范围内随温度不变化。

论文目录

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 物体红外发射率的国内外研究现状

1.2.2 地物红外辐射特性国内外研究现状

1.3 本文研究内容

2 发射率研究的理论基础

2.1 红外辐射基础理论

2.1.1 普朗克定律

2.1.2 斯蒂芬-玻尔兹曼定律

2.1.3 维恩位移定律

2.1.4 基尔霍夫定律

2.2 发射率的种类与测量方法

2.2.1 发射率的种类

2.2.2 发射率的测量方法

3 渤海海域发射率的反演及结果分析

3.1 海表发射率研究区域概述

3.2 海表发射率的数据来源

3.3 渤海海域海表发射率的反演流程

3.4 渤海海域的海表发射率反演结果分析

3.4.1 渤海春季海表发射率的反演结果分析

3.4.2 渤海夏季海表发射率的反演结果分析

3.4.3 渤海秋季海表发射率的反演结果分析

3.4.4 渤海冬季海表发射率的反演结果分析

4 典型地表发射率的反演及结果分析

4.1 典型地表研究区域概述

4.2 典型地表发射率的反演流程

4.3 典型地表发射率反演结果分析

4.3.1 沙漠发射率的反演结果分析

4.3.2 黄土发射率的反演结果分析

4.3.3 草坪发射率的反演结果分析

4.3.4 江水发射率的反演结果分析

4.3.5 冰面发射率的反演结果分析

4.3.6 雪地发射率的反演结果分析

5 总结与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 刘淼

导师: 顾吉林

关键词: 地表发射率,反演,海表发射率

来源: 辽宁师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 海洋学

单位: 辽宁师范大学

分类号: P715.7

总页数: 73

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