基于風(fēng)云四號高光譜紅外模擬資料反演大氣溫濕廓線試驗研究
發(fā)布時間:2021-11-11 10:25
大氣溫濕是氣象預(yù)報和氣候預(yù)測研究及業(yè)務(wù)的主要參數(shù),紅外高光譜遙感能提供區(qū)域和全球高精度大氣溫濕資料。風(fēng)云四號(FY-4)是國內(nèi)第一個裝載高光譜紅外垂直探測儀的靜止衛(wèi)星,國際上無相關(guān)高軌同類載荷的相關(guān)研究和反演經(jīng)驗,且隨著風(fēng)云四號高光譜紅外大氣垂直探測儀的處理流程、產(chǎn)品質(zhì)量等指標(biāo)的不斷完善,在溫濕廓線反演研究中使用這些資料的需求越來越迫切。為推動我國FY-4高光譜紅外垂直探測儀(GIIRS)資料溫濕廓線反演研究,本文基于FY-4 GIIRS輻射正演模擬理論,利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建了四套反演體系:全球以及中國區(qū)域的溫度和濕度反演算法模型,對反演效果進行評價,同時建立了 Metop-A高光譜紅外垂直探測儀(IASI)反演溫濕廓線的模型,并對比分析兩種模擬資料反演大氣溫濕廓線的能力。本文的主要研究成果及結(jié)論:(1)完成了 GIIRS和IASI的正演模擬計算過程。將全球晴空訓(xùn)練樣本CIMSS數(shù)據(jù)作為輻射傳輸模式的輸入,通過一系列的理論計算,得到模擬的GIIRS和IASI亮溫值,并作對比分析發(fā)現(xiàn),雖然GIIRS模擬亮溫值在總體上低于IASI,但是兩者在所有通道的模擬亮溫值走勢一致,這也驗證了 GIIRS...
【文章來源】:南京信息工程大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:87 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-1衛(wèi)星在視場范圍內(nèi)接收到的輻射 ̄??2.3大氣的輻射傳輸??2.3.1晴空大氣條件下的紅外輻射遙感??=
傅立葉變換光譜儀在3.62?15.5pm紅外光譜范圍內(nèi)進行對地球大氣進行連續(xù)觀??測,每個通道的光譜分辨率相等((UScn^1),共8461個通道,輻射分辨率0.1???0.5K,如圖3-2所示。IASI儀器的光譜范圍包含了C02、H20、CO、03、CH4和??N20吸收帶。C02吸收帶主要用來探測大氣溫度,H20吸收帶用來探測大氣濕度??和云的特性,如表3-1[34]、3-2[34]所示。從IASI光譜設(shè)置來看,其具有探測能力??強,分辨率和精度高,性能好等特點。IASI儀器對大氣溫濕廓線和氣體的探測??能力強,擁有高分辨率和高精度的性能特征。由于IASI采用的是干涉分光技術(shù),??比采用光柵分光的AIRS具有更多優(yōu)勢,比如高光譜通量、資料預(yù)處理和反演當(dāng)??中的隨機誤差容易訂正等。??19??
??圖3-1為GIIRS紅外光譜覆蓋示意圖,從GIIRS光譜設(shè)置來看,其具有探測??能力強,分辨率和精度高,性能好等特點,其光譜波段被分為長波(700?mOcnf1)??和短波(1650 ̄2250cm—兩類。??3001?犬氣窗匕大氣窗匕 ̄'?'?'?'??-廠\「?識氣-??t:h?i1?:??2〇600?800?1000?1200?1400?1600?1800?2000?2200?2400??波數(shù)(crrT1)??圖3-1為GIIRS紅外光譜覆蓋示意圖??3.1.2?Metop-A高光譜紅外垂直探測儀——IASI??2(^06年10月歐洲第1顆極軌衛(wèi)星Metop-A發(fā)射成功,填補了歐洲多年來無極??軌氣象衛(wèi)星的空白。IASI是Metop-A上的關(guān)鍵儀器,也是最先進的儀器之一。它??是繼2002年美國NASA/Aqua衛(wèi)星裝載的高光譜儀器AIRS在軌運行之后的一個??超高光譜大氣探測器。IASI是一個基于邁克爾遜干涉儀且附有一個成像系統(tǒng)的??傅立葉變換光譜儀在3.62?15.5pm紅外光譜范圍內(nèi)進行對地球大氣進行連續(xù)觀??測,每個通道的光譜分辨率相等((UScn^1),共8461個通道,輻射分辨率0.1???0.5K,如圖3-2所示。IASI儀器的光譜范圍包含了C02、H20、CO、03、CH4和??N20吸收帶。C02吸收帶主要用來探測大氣溫度,H20吸收帶用來探測大氣濕度??和云的特性,如表3-1[34]、3-2[34]所示。從IASI光譜設(shè)置來看,其具有探測能力??強
【參考文獻】:
期刊論文
[1]風(fēng)云氣象衛(wèi)星主要技術(shù)進展[J]. 唐世浩,邱紅,馬剛. 遙感學(xué)報. 2016(05)
[2]利用地基微波輻射計資料反演0~10km大氣溫濕廓線試驗研究[J]. 鮑艷松,錢程,閔錦忠,侯葉葉,陸其峰. 熱帶氣象學(xué)報. 2016(02)
[3]風(fēng)云四號氣象衛(wèi)星及其應(yīng)用展望[J]. 董瑤海. 上海航天. 2016(02)
[4]極軌氣象衛(wèi)星高光譜紅外探測儀簡介[J]. 殷夢濤,鄒曉蕾. 氣象科技進展. 2015(01)
[5]利用紅外高光譜資料CrIS反演大氣溫濕廓線的模擬研究[J]. 馬鵬飛,陳良富,陶金花,蘇林,陶明輝,王子峰,鄒銘敏,張瑩. 光譜學(xué)與光譜分析. 2014(07)
[6]我國極軌氣象衛(wèi)星的發(fā)展[J]. 李葉飛,曹瓊,楊勇,董瑤海. 上海航天. 2012(04)
[7]地基微波輻射計遙感大氣廓線的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)反演方法研究[J]. 劉亞亞,毛節(jié)泰,劉鈞,李峰. 高原氣象. 2010(06)
[8]利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法從高光譜分辨率紅外遙感資料反演大氣溫度廓線[J]. 蔣德明,曹思沁,屈佑銘. 熱帶氣象學(xué)報. 2010(06)
[9]風(fēng)云三號A星(FY-3A)的主要性能與應(yīng)用[J]. 董超華,楊軍,盧乃錳,楊忠東,施進明,張鵬,劉玉潔,蔡斌. 地球信息科學(xué)學(xué)報. 2010(04)
[10]利用地基微波輻射計反演蘭州地區(qū)液態(tài)云水路徑和可降水量的初步研究[J]. 黃建平,何敏,閻虹如,張北斗,閉建榮,靳秦建. 大氣科學(xué). 2010(03)
博士論文
[1]衛(wèi)星紅外超光譜資料及其在云檢測、晴空訂正和大氣廓線反演方面的應(yīng)用[D]. 官莉.南京信息工程大學(xué) 2005
碩士論文
[1]BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的改進研究及應(yīng)用[D]. 劉天舒.東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2011
[2]地基多通道微波輻射計反演大氣溫濕廓線的研究[D]. 周玉馳.中國科學(xué)院研究生院(空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心) 2010
[3]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的星載微波輻射計[D]. 趙曉雪.中國科學(xué)院研究生院(空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心) 2009
[4]基于改進算法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在遙感影像中的應(yīng)用研究[D]. 許仲林.蘭州大學(xué) 2007
[5]AIRS資料反演晴空大氣廓線方法的模擬研究[D]. 宋金暖.南京信息工程大學(xué) 2007
本文編號:3488693
【文章來源】:南京信息工程大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:87 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-1衛(wèi)星在視場范圍內(nèi)接收到的輻射 ̄??2.3大氣的輻射傳輸??2.3.1晴空大氣條件下的紅外輻射遙感??=
傅立葉變換光譜儀在3.62?15.5pm紅外光譜范圍內(nèi)進行對地球大氣進行連續(xù)觀??測,每個通道的光譜分辨率相等((UScn^1),共8461個通道,輻射分辨率0.1???0.5K,如圖3-2所示。IASI儀器的光譜范圍包含了C02、H20、CO、03、CH4和??N20吸收帶。C02吸收帶主要用來探測大氣溫度,H20吸收帶用來探測大氣濕度??和云的特性,如表3-1[34]、3-2[34]所示。從IASI光譜設(shè)置來看,其具有探測能力??強,分辨率和精度高,性能好等特點。IASI儀器對大氣溫濕廓線和氣體的探測??能力強,擁有高分辨率和高精度的性能特征。由于IASI采用的是干涉分光技術(shù),??比采用光柵分光的AIRS具有更多優(yōu)勢,比如高光譜通量、資料預(yù)處理和反演當(dāng)??中的隨機誤差容易訂正等。??19??
??圖3-1為GIIRS紅外光譜覆蓋示意圖,從GIIRS光譜設(shè)置來看,其具有探測??能力強,分辨率和精度高,性能好等特點,其光譜波段被分為長波(700?mOcnf1)??和短波(1650 ̄2250cm—兩類。??3001?犬氣窗匕大氣窗匕 ̄'?'?'?'??-廠\「?識氣-??t:h?i1?:??2〇600?800?1000?1200?1400?1600?1800?2000?2200?2400??波數(shù)(crrT1)??圖3-1為GIIRS紅外光譜覆蓋示意圖??3.1.2?Metop-A高光譜紅外垂直探測儀——IASI??2(^06年10月歐洲第1顆極軌衛(wèi)星Metop-A發(fā)射成功,填補了歐洲多年來無極??軌氣象衛(wèi)星的空白。IASI是Metop-A上的關(guān)鍵儀器,也是最先進的儀器之一。它??是繼2002年美國NASA/Aqua衛(wèi)星裝載的高光譜儀器AIRS在軌運行之后的一個??超高光譜大氣探測器。IASI是一個基于邁克爾遜干涉儀且附有一個成像系統(tǒng)的??傅立葉變換光譜儀在3.62?15.5pm紅外光譜范圍內(nèi)進行對地球大氣進行連續(xù)觀??測,每個通道的光譜分辨率相等((UScn^1),共8461個通道,輻射分辨率0.1???0.5K,如圖3-2所示。IASI儀器的光譜范圍包含了C02、H20、CO、03、CH4和??N20吸收帶。C02吸收帶主要用來探測大氣溫度,H20吸收帶用來探測大氣濕度??和云的特性,如表3-1[34]、3-2[34]所示。從IASI光譜設(shè)置來看,其具有探測能力??強
【參考文獻】:
期刊論文
[1]風(fēng)云氣象衛(wèi)星主要技術(shù)進展[J]. 唐世浩,邱紅,馬剛. 遙感學(xué)報. 2016(05)
[2]利用地基微波輻射計資料反演0~10km大氣溫濕廓線試驗研究[J]. 鮑艷松,錢程,閔錦忠,侯葉葉,陸其峰. 熱帶氣象學(xué)報. 2016(02)
[3]風(fēng)云四號氣象衛(wèi)星及其應(yīng)用展望[J]. 董瑤海. 上海航天. 2016(02)
[4]極軌氣象衛(wèi)星高光譜紅外探測儀簡介[J]. 殷夢濤,鄒曉蕾. 氣象科技進展. 2015(01)
[5]利用紅外高光譜資料CrIS反演大氣溫濕廓線的模擬研究[J]. 馬鵬飛,陳良富,陶金花,蘇林,陶明輝,王子峰,鄒銘敏,張瑩. 光譜學(xué)與光譜分析. 2014(07)
[6]我國極軌氣象衛(wèi)星的發(fā)展[J]. 李葉飛,曹瓊,楊勇,董瑤海. 上海航天. 2012(04)
[7]地基微波輻射計遙感大氣廓線的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)反演方法研究[J]. 劉亞亞,毛節(jié)泰,劉鈞,李峰. 高原氣象. 2010(06)
[8]利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法從高光譜分辨率紅外遙感資料反演大氣溫度廓線[J]. 蔣德明,曹思沁,屈佑銘. 熱帶氣象學(xué)報. 2010(06)
[9]風(fēng)云三號A星(FY-3A)的主要性能與應(yīng)用[J]. 董超華,楊軍,盧乃錳,楊忠東,施進明,張鵬,劉玉潔,蔡斌. 地球信息科學(xué)學(xué)報. 2010(04)
[10]利用地基微波輻射計反演蘭州地區(qū)液態(tài)云水路徑和可降水量的初步研究[J]. 黃建平,何敏,閻虹如,張北斗,閉建榮,靳秦建. 大氣科學(xué). 2010(03)
博士論文
[1]衛(wèi)星紅外超光譜資料及其在云檢測、晴空訂正和大氣廓線反演方面的應(yīng)用[D]. 官莉.南京信息工程大學(xué) 2005
碩士論文
[1]BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的改進研究及應(yīng)用[D]. 劉天舒.東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2011
[2]地基多通道微波輻射計反演大氣溫濕廓線的研究[D]. 周玉馳.中國科學(xué)院研究生院(空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心) 2010
[3]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的星載微波輻射計[D]. 趙曉雪.中國科學(xué)院研究生院(空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心) 2009
[4]基于改進算法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在遙感影像中的應(yīng)用研究[D]. 許仲林.蘭州大學(xué) 2007
[5]AIRS資料反演晴空大氣廓線方法的模擬研究[D]. 宋金暖.南京信息工程大學(xué) 2007
本文編號:3488693
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