地表溫度是地球表面能量平衡和溫室效應(yīng)的重要指標(biāo),也是區(qū)域和全球尺度地表物理過程的一個關(guān)鍵因子,而地表發(fā)射率的反演精度直接影響了地表溫度的估計(jì),因此精確獲得地表發(fā)射率是地表溫度反演的關(guān)鍵。本論文利用CRTM（Community Radiative Transfer Model）輻射傳輸模式,結(jié)合風(fēng)云三號氣象衛(wèi)星C星（FY-3C）的微波成像儀資料,反演沙漠地區(qū)微波地表發(fā)射率與其影響因子之間的函數(shù)關(guān)系模型。通篇以提高地表發(fā)射率反演精度,構(gòu)建算法模型展開的。全文共分為六章,前兩章分別介紹了當(dāng)前國內(nèi)外對地表發(fā)射率反演的研究進(jìn)展、研究成果以及CRTM模式。第一章主要給出地表發(fā)射率反演的物理模型、半經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ秃唾Y料分析方法三種分析方法,詳細(xì)描述各種模型的應(yīng)用途徑和局限性;第二章介紹了 CRTM模式及本論文使用的資料,重點(diǎn)是為了利用CRTM模式描述輻射傳輸過程的真實(shí)狀態(tài),以及算法程序的流程。通過總結(jié)前人的研究成果以及現(xiàn)有的算法模式,我們嘗試開發(fā)針對特定問題的算法模型。第三章引入了一種基于遺傳算法和牛頓法的聯(lián)合算法來反演沙漠地區(qū)微波地表發(fā)射率的函數(shù)模型,具體是結(jié)合遺傳算法全局高效搜索和牛頓法局部細(xì)致搜索的... 

【文章來源】：南京信息工程大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖３．２原模式和改進(jìn)的地表發(fā)射率在不同掃描點(diǎn)的值??由圖３．２可看出改進(jìn)的和原模式地表發(fā)射率值差別很大，原模式地表發(fā)射??

迭代次數(shù)??圖３．３聯(lián)合算法中目標(biāo)函數(shù)值隨迭代次數(shù)的變化??由于目標(biāo)函數(shù)值量級的差異，圖３．４給出聯(lián)合算法中牛頓迭代下目標(biāo)函數(shù)??的變化，可見，藍(lán)色線在剛開始迭代的５０次里，目標(biāo)函數(shù)下降的速度很快，５０??次后下降的速度變緩直至趨于穩(wěn)定，取迭代５６次時(shí)的值作為牛頓迭代的最優(yōu)解，??這時(shí)，目標(biāo)函數(shù)值為１８１．５６（?Ｋ２?），相比最初的代價(jià)函數(shù)值下降了?３１２２１．６７（?Ｋ２?），??平均一個掃描點(diǎn)的亮溫誤差僅為２．１３?（Ｋ）左右，相對原來的模式結(jié)果，這里??的誤差己經(jīng)很小，達(dá)到精度要求。此時(shí)對應(yīng)的最優(yōu)１?＝?（－０．００５４，－０．００２４，２．３６４１）。??２８??

為了考察聯(lián)合算法中由遺傳算法提供的初始值的作用，這里設(shè)計(jì)了一個試??驗(yàn)，即利用隨機(jī)初始值，如義，＝（－０．００３３，－１．７０７２，２．２７７８）提供給牛頓法進(jìn)行迭??代（圖３．５），剛開始時(shí)目標(biāo)函數(shù)值為２６３８．４６?（Ｋ２），迭代５４次，目標(biāo)函數(shù)值??達(dá)到最小，但從５４次后繼續(xù)迭代目標(biāo)函數(shù)有局部的上升，迭代７０次后趨于穩(wěn)??定，取此時(shí)的結(jié)果為最優(yōu)解，此時(shí)目標(biāo)函數(shù)為１０８７．７４?（Ｋ２），相比最初的代價(jià)??函數(shù)值下降了?１５５０．７２?（?Ｋ２?），平均到４０個格點(diǎn)，每一個點(diǎn)的亮溫誤差約為５．２２??（Ｋ），而在聯(lián)合算法中牛頓法雖然只迭代了?５６次，但誤差卻比單純的牛頓法??小很多�？梢娕ｎD法對初始值非常敏感，初始值不同即使迭代次數(shù)相同，但結(jié)??果卻可能相差甚遠(yuǎn)，不合適的初始值很難達(dá)到誤差要求�？梢娐�(lián)合算法在處理??目標(biāo)函數(shù)極小化問題上，前期的遺傳算法為后期的牛頓法提供了合適的初值，??為目標(biāo)函數(shù)達(dá)到全局最優(yōu)奠定了基礎(chǔ)。??２９??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]遺傳算法優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的非線性函數(shù)擬合研究[J]. 王光明,王愛平.  赤峰學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(22)
[2]CRTM微波亮溫模擬對地表和云參數(shù)的敏感性分析[J]. 白翎,師春香,劉冰,成璐,楊袁慧.  氣象. 2014(11)
[3]沙漠地區(qū)微波地表發(fā)射率年內(nèi)變化規(guī)律與氣候因子的關(guān)系分析[J]. 吳瑩,王振會,翁富忠.  國土資源遙感. 2014(03)
[4]微波地表發(fā)射率模型研究進(jìn)展[J]. 吳瑩,王振會.  國土資源遙感. 2013(04)
[5]沙漠地區(qū)微波地表發(fā)射率和土壤質(zhì)地關(guān)系分析[J]. 吳瑩,WENG Fuzhong,王振會,YAN Banghua.  高原氣象. 2013(02)
[6]被動微波遙感反演地表發(fā)射率研究進(jìn)展[J]. 吳瑩,王振會.  國土資源遙感. 2012(04)
[7]地表發(fā)射率不同的估算方法對地表溫度的影響[J]. 肖瑤,王艷慧,趙文慧,阿多.  地理空間信息. 2012(01)
[8]青藏高原地表微波比輻射率的反演與分析[J]. 何文英,陳洪濱,孫強(qiáng),王旻燕.  遙感技術(shù)與應(yīng)用. 2011(06)
[9]基于遺傳-擬牛頓混合算法的到達(dá)時(shí)間差定位[J]. 史洪宇,賀前華,魏曉慧.  計(jì)算機(jī)工程. 2011(11)
[10]遺傳算法理論及其應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 邊霞,米良.  計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2010(07)

碩士論文
[1]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的手寫字符識別系統(tǒng)[D]. 王泰剛.大連海事大學(xué) 2013



本文編號：3094231