L波段SMAP衛(wèi)星的中西太平洋平靜海表面亮溫信息提取研究
發(fā)布時間:2021-07-28 11:34
微波遙感相比于光學遙感,具備全天候、全天時監(jiān)測大范圍的水文及海洋環(huán)境動力要素的優(yōu)勢,是衛(wèi)星遙感監(jiān)測海表面亮溫的有效手段,其中L波段(1.4~1.427GHz)是受到國際條約保護的、用于無線電天文學研究的波段,云對該波段的影響可以忽略不計,并且是目前國際上公認微波觀測技術(shù)監(jiān)測海表面亮溫首選的波段。海表面亮溫是微波遙感正向輻射傳輸模型研究的關(guān)鍵因子,并且獲取真實有效的海表面輻射亮溫是反演其他海洋表層物理、幾何參量(包括海表面鹽度、海表面風場)的基礎(chǔ)。論文以中西太平洋海域為研究對象,仿真研究了K-S(Klein-Swift)、M-W(Meissner-Wentz)、Bl(Blanch-Auasca)三種應(yīng)用廣泛的海水介電常數(shù)模型的差異性,分析了2018年春、夏、秋、冬四個季節(jié)的風速與亮溫增益的相關(guān)性,并且對中西太平洋海域的季節(jié)性平靜海表面亮溫信息進行了提取與誤差分析。為海表面鹽度等海洋環(huán)境要素的反演提供了參考,具有一定的科學意義和應(yīng)用前景。論文首先通過使用K-S、M-W、Bl三種海水介電常數(shù)模型進行溫仿真模擬,進而比較分析三種模型的實部和虛部值隨電磁波入射角變化的差異,并且使用介電常數(shù)模型仿...
【文章來源】:上海海洋大學上海市
【文章頁數(shù)】:64 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
研究區(qū)域Fig.1-1Mapofthestudyarea
上海海洋大學碩士學位論文5最后與修正SMAP模型亮溫計算出的平靜海表面亮溫進行對比分析,定量評價該亮溫模型提取海表面亮溫信息的可用性。全文的基本技術(shù)路線見圖1-2。圖1-2技術(shù)流程圖Fig.1-2Flowchartofthetechnology1.4主要內(nèi)容和創(chuàng)新點論文所研究的主要內(nèi)容是選擇合適的海水介電常數(shù)用于計算中西太平洋部分海域的平靜海表面亮溫,與剔除風致海表面粗糙度的具有季節(jié)代表性的輻射亮溫進行線性回歸分析研究。首先是通過輸入鹽度、溫度、入射角、極化方式等實驗數(shù)據(jù)計算海水介電常數(shù)的實部、虛部值,對三種介電常數(shù)模型進行仿真分析其差異性,然后使用2018年春季(10月)、夏季(1月)、秋季(4月)、冬季(7月)共4個季節(jié)的SMAP衛(wèi)星L2C亮溫以及Windsat風場數(shù)據(jù),分析風速與亮溫增益之間的相關(guān)性,接著利用最小二乘法建立三個風速區(qū)間亮溫增益與風速的亮溫模型,在考慮白冠對亮溫的影響情況下,利用選擇出的介電常數(shù)模型計算平靜海表面亮溫,作為參考亮溫,最后與修正SMAP衛(wèi)星亮溫進行對比分析研究。
上海海洋大學碩士學位論文7第二章衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)和Argo浮標數(shù)據(jù)集2.1衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)2.1.1SMAP衛(wèi)星數(shù)據(jù)介紹美國國家航空航天局NASA于2015年1月31日使用德爾塔II型(Delta-2)火箭在加利福尼亞范登堡空軍基地發(fā)射SMAP衛(wèi)星升空(圖2-1),同年4月份正式開始觀測,該衛(wèi)星主要任務(wù)是探測土壤濕度,是NASA首顆土壤水分觀測衛(wèi)星,也可用于海水鹽度和海表面風場的反演,搭載的L波段(1.4GHz-1.427GHz)輻射計和雷達計[31],能夠穿透地表5cm深度,具有穿透云和中等程度植被觀測覆蓋的特色[[32]、[33]]。采用主被動結(jié)合工作方式,有助于人類對于干旱監(jiān)測[34]、因降水和融雪導(dǎo)致的洪水監(jiān)測以及氣候的預(yù)測,搭載的輻射計可以獲取空間分辨率為35km的垂直極化和水平極化亮溫數(shù)據(jù)和第三、四斯托克斯參數(shù),SMAP衛(wèi)星傳感器包括散射計和輻射計,軌道高度685km,準確的重訪周期為8d。表2-1是SMAP衛(wèi)星及輻射計主要參數(shù)介紹,表2-2是SMAP衛(wèi)星數(shù)據(jù)產(chǎn)品介紹。圖2-1SMAP衛(wèi)星觀測圖(參考https://www.nasa.gov/topics/earth/images/index.html)Fig.2-1TheovservationsofSMAPsatellite(Referencetohttps://www.nasa.gov/topics/earth/images/index.html)
【參考文獻】:
期刊論文
[1]The Influence of Wind Speed and Sea States on Whitecap Coverage[J]. JIA Nan,ZHAO Dongliang. Journal of Ocean University of China. 2019(02)
[2]海洋環(huán)境因素對白冠覆蓋率的影響及其數(shù)值估算[J]. 王亞楠,趙棟梁. 海洋與湖沼. 2018(04)
[3]環(huán)境參數(shù)對L波段鹽度計觀測亮溫的影響研究[J]. 王迎強,嚴明,嚴衛(wèi),張銳,李萍. 海洋技術(shù)學報. 2017(06)
[4]海表溫度對SMOS鹽度遙感反演精度的影響[J]. 金旭晨,朱乾坤,潘德爐,龔芳,何賢強. 遙感學報. 2017(06)
[5]亮溫擬合模型在南海海表鹽度反演中的應(yīng)用[J]. 鄧廣,李洪平. 地理空間信息. 2017(07)
[6]海面掠入射散射特性及布儒斯特效應(yīng)研究[J]. 劉萬萌,童創(chuàng)明,彭鵬,王童. 微波學報. 2017(03)
[7]渤、黃、東海泡沫厚度的分布及對亮溫的修正[J]. 石永芳,趙紅,楊永增. 海洋科學進展. 2016(04)
[8]海面粗糙度引起的SMOS衛(wèi)星亮溫增益研究[J]. 李化良,韓震,張宜振. 遙感信息. 2016(05)
[9]海洋鹽度的主被動微波遙感探測技術(shù)研究[J]. 王叢叢. 空間電子技術(shù). 2015(04)
[10]利用SMOS衛(wèi)星數(shù)據(jù)反演海洋鹽度方法研究[J]. 盧紅麗,王振占,殷曉斌. 遙感技術(shù)與應(yīng)用. 2014(03)
博士論文
[1]泡沫覆蓋海面微波輻射機理研究[D]. 劉淑波.中國科學院研究生院(海洋研究所) 2015
碩士論文
[1]實孔徑微波輻射計海面鹽度反演方法研究[D]. 劉雅麗.華中科技大學 2016
本文編號:3307839
【文章來源】:上海海洋大學上海市
【文章頁數(shù)】:64 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
研究區(qū)域Fig.1-1Mapofthestudyarea
上海海洋大學碩士學位論文5最后與修正SMAP模型亮溫計算出的平靜海表面亮溫進行對比分析,定量評價該亮溫模型提取海表面亮溫信息的可用性。全文的基本技術(shù)路線見圖1-2。圖1-2技術(shù)流程圖Fig.1-2Flowchartofthetechnology1.4主要內(nèi)容和創(chuàng)新點論文所研究的主要內(nèi)容是選擇合適的海水介電常數(shù)用于計算中西太平洋部分海域的平靜海表面亮溫,與剔除風致海表面粗糙度的具有季節(jié)代表性的輻射亮溫進行線性回歸分析研究。首先是通過輸入鹽度、溫度、入射角、極化方式等實驗數(shù)據(jù)計算海水介電常數(shù)的實部、虛部值,對三種介電常數(shù)模型進行仿真分析其差異性,然后使用2018年春季(10月)、夏季(1月)、秋季(4月)、冬季(7月)共4個季節(jié)的SMAP衛(wèi)星L2C亮溫以及Windsat風場數(shù)據(jù),分析風速與亮溫增益之間的相關(guān)性,接著利用最小二乘法建立三個風速區(qū)間亮溫增益與風速的亮溫模型,在考慮白冠對亮溫的影響情況下,利用選擇出的介電常數(shù)模型計算平靜海表面亮溫,作為參考亮溫,最后與修正SMAP衛(wèi)星亮溫進行對比分析研究。
上海海洋大學碩士學位論文7第二章衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)和Argo浮標數(shù)據(jù)集2.1衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)2.1.1SMAP衛(wèi)星數(shù)據(jù)介紹美國國家航空航天局NASA于2015年1月31日使用德爾塔II型(Delta-2)火箭在加利福尼亞范登堡空軍基地發(fā)射SMAP衛(wèi)星升空(圖2-1),同年4月份正式開始觀測,該衛(wèi)星主要任務(wù)是探測土壤濕度,是NASA首顆土壤水分觀測衛(wèi)星,也可用于海水鹽度和海表面風場的反演,搭載的L波段(1.4GHz-1.427GHz)輻射計和雷達計[31],能夠穿透地表5cm深度,具有穿透云和中等程度植被觀測覆蓋的特色[[32]、[33]]。采用主被動結(jié)合工作方式,有助于人類對于干旱監(jiān)測[34]、因降水和融雪導(dǎo)致的洪水監(jiān)測以及氣候的預(yù)測,搭載的輻射計可以獲取空間分辨率為35km的垂直極化和水平極化亮溫數(shù)據(jù)和第三、四斯托克斯參數(shù),SMAP衛(wèi)星傳感器包括散射計和輻射計,軌道高度685km,準確的重訪周期為8d。表2-1是SMAP衛(wèi)星及輻射計主要參數(shù)介紹,表2-2是SMAP衛(wèi)星數(shù)據(jù)產(chǎn)品介紹。圖2-1SMAP衛(wèi)星觀測圖(參考https://www.nasa.gov/topics/earth/images/index.html)Fig.2-1TheovservationsofSMAPsatellite(Referencetohttps://www.nasa.gov/topics/earth/images/index.html)
【參考文獻】:
期刊論文
[1]The Influence of Wind Speed and Sea States on Whitecap Coverage[J]. JIA Nan,ZHAO Dongliang. Journal of Ocean University of China. 2019(02)
[2]海洋環(huán)境因素對白冠覆蓋率的影響及其數(shù)值估算[J]. 王亞楠,趙棟梁. 海洋與湖沼. 2018(04)
[3]環(huán)境參數(shù)對L波段鹽度計觀測亮溫的影響研究[J]. 王迎強,嚴明,嚴衛(wèi),張銳,李萍. 海洋技術(shù)學報. 2017(06)
[4]海表溫度對SMOS鹽度遙感反演精度的影響[J]. 金旭晨,朱乾坤,潘德爐,龔芳,何賢強. 遙感學報. 2017(06)
[5]亮溫擬合模型在南海海表鹽度反演中的應(yīng)用[J]. 鄧廣,李洪平. 地理空間信息. 2017(07)
[6]海面掠入射散射特性及布儒斯特效應(yīng)研究[J]. 劉萬萌,童創(chuàng)明,彭鵬,王童. 微波學報. 2017(03)
[7]渤、黃、東海泡沫厚度的分布及對亮溫的修正[J]. 石永芳,趙紅,楊永增. 海洋科學進展. 2016(04)
[8]海面粗糙度引起的SMOS衛(wèi)星亮溫增益研究[J]. 李化良,韓震,張宜振. 遙感信息. 2016(05)
[9]海洋鹽度的主被動微波遙感探測技術(shù)研究[J]. 王叢叢. 空間電子技術(shù). 2015(04)
[10]利用SMOS衛(wèi)星數(shù)據(jù)反演海洋鹽度方法研究[J]. 盧紅麗,王振占,殷曉斌. 遙感技術(shù)與應(yīng)用. 2014(03)
博士論文
[1]泡沫覆蓋海面微波輻射機理研究[D]. 劉淑波.中國科學院研究生院(海洋研究所) 2015
碩士論文
[1]實孔徑微波輻射計海面鹽度反演方法研究[D]. 劉雅麗.華中科技大學 2016
本文編號:3307839
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