正版世多源遙感反演大氣水汽和地錶溫度研究9787511626752劉三超,高懋芳

正版世多源遙感反演大氣水汽和地錶溫度研究9787511626752劉三超,高懋芳 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

劉三超,高懋芳 著
圖書標籤:
  • 遙感
  • 大氣水汽
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  • 世多源
  • 劉三超
  • 高懋芳
  • 環境科學
  • 氣象學
  • 地理學
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店鋪: 溫文爾雅圖書專營店
齣版社: 中國農業科學技術齣版社
ISBN:9787511626752
商品編碼:29595408603
包裝:平裝
齣版時間:2016-08-01

具體描述

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基本信息

書名:多源遙感反演大氣水汽和地錶溫度研究

定價:45.00元

作者:劉三超,高懋芳

齣版社:中國農業科學技術齣版社

齣版日期:2016-08-01

ISBN:9787511626752

字數:

頁碼:

版次:1

裝幀:平裝

開本:16開

商品重量:0.4kg

編輯推薦


內容提要


人口、資源、環境已成為影響中國經濟可持續發展的重大問題。本書作者針對環境與減災小衛星紅外相機數據的定量研究和應用需求,以大氣水汽和地錶溫度反演為主要研究內容,根據紅外相機數據的特點,研究瞭利用多種數據源反演提供大氣和地錶參數的方法,開發瞭適閤中國區域的針對環境與減災小衛星的寬通道地錶溫度反演算法。大氣水汽在環境監測和氣候變化研究中有重要意義。也是環境與減災小衛星地錶溫度産品的重要輸入參數。筆者對多種數據源的大氣水汽反演方法進行瞭研究:①利用改進的Langlcy法對地基光度計進行定標,反演瞭大氣可降水量;②分析瞭Hypcrion反演大氣水汽的通道選擇,提齣瞭改進的多波段聯閤反演大氣可降水量,誤差分析錶明,儀器特性對於高光譜數據反演大氣水汽有重要影響。該方法可應用於環境與減災小衛星超光譜成像儀的水汽反演:③MODIS分辨率較粗,地錶反射率的非綫性變化是影響水汽反演的主要誤差源,本研究在Terra-MODIS水汽算法的基礎上,提齣區分水體、植被和其他地物,考慮通道響應函數差異,得到瞭適閤Tcrra和Aqua MODIS數據的水汽反演方法;④本研究比較瞭多種數據源反演水汽的結果,分析瞭水汽反演的誤差源,錶明大氣模式對近紅外水汽反演影響很小。MODIS水汽數據可以達到環境與減災小衛星地錶溫度反演精度要求;⑤利用地基和MODIS反演結果,分析瞭水汽日變化特徵以及北京市大氣水汽空間分布特徵。地錶溫度是研究陸麵過程和地錶能量平衡的關鍵參數。筆者針對環境與減災小衛星紅外數據寬通道單波段以及寬視場的特點,提齣瞭利用地麵颱站和遙感數據結閤提供大氣參數,以及紅外光譜庫結閤可見光近紅外數據估算比輻射率。並改進瞭已有的單窗算法和普適性單通道算法,進而提齣瞭環境與減災小衛星地錶溫度反演的寬通道算法。首先,該方法利用標準大氣、TlCR數據、中國平均大氣模式和中國區域氣象颱站廓綫數據進行輻射傳輸模擬,研究發現,如果考慮氣溫的影響.可以提高熱帶和中緯度地區透過率和大氣輻射計算的精度;其次,該算法改進瞭單窗算法,考慮大氣上行輻射和下行輻射的差異,通過建立中國不同區域大氣下行和上行輻射的關係,對大氣效應進行參數化,得到天底點地錶溫度反演的寬通道算法;再次,分析瞭大氣透過率和大氣輻射的角度變化規律,解決瞭傾斜角度下大氣校正問題;*後,通過建立考慮光譜響應函數的寬通道輻亮度模型反演齣地錶溫度。經過分析傳感器光譜響應特性對溫度反演結果影響,發現儀器光譜特性測量和儀器定標對紅外定量研究有重要意義。通過算法的參數敏感性分析,結閤氣象颱站廓綫數據驗證,並以Landsat:ETM 數據為例利用順義實驗同步大氣探空數據和地麵溫度測量數據,與單窗算法和普適性單通道算法進行比較.錶明本研究提齣的寬通道地錶溫度反演算法具有*高精度,*適閤於中國地區地錶溫度反演。
紅外遙感數據在環境和災害研究中有重要應用價值。MODIS數據通道較多,結閤Terra和Aqua兩顆衛星一天可以獲取同一地區多景數據。本研究提齣瞭利用雙星MODIS紅外通道亮溫差的方法來監測沙塵暴,對於研究中國北方沙塵暴的發生、起源以及動態變化有重要的意義。高分辨率紅外數據對城市熱環境研究有重要意義,本研究以特大城市北京市和西北乾旱區的張掖綠洲為研究區,用TM/ETM 數據研究瞭城市熱島效應,分析瞭地錶溫度和下墊麵的關係。本研究錶明.環境與減災衛星的紅外相機數據産品在環境和減災監測等應用領域具有廣闊前景。
由劉三超、高懋芳*的《多源遙感反演大氣水汽和地錶溫度研究》齣版得到國傢自然科學基金項目“基於時間序列多源遙感數據的旱災損失精細評估模型研究”(基金編號41401606)資助。

目錄


作者介紹


文摘


序言



《中國大氣水汽和地錶溫度遙感反演與應用進展》 圖書簡介 本書係統梳理瞭近年來中國大氣水汽和地錶溫度遙感反演技術的研究進展,重點聚焦於麵嚮我國實際需求的各類遙感數據及其反演算法的創新與應用。內容涵蓋瞭從理論基礎、觀測原理、數據獲取,到多種關鍵反演算法的詳細介紹,再到實際應用案例的深度剖析,旨在為從事大氣科學、遙感科學、地理信息科學、環境科學以及相關交叉學科的研究人員、工程師和高年級本科生提供一本兼具理論深度與實踐指導意義的參考書。 第一部分:理論基礎與觀測原理 大氣水汽的物理意義與遙感探測原理 大氣水汽的定義與重要性: 詳細闡述大氣水汽(通常指水汽含量,Total Column Water Vapor, TCWV)在地球氣候係統中的關鍵作用,包括其對太陽輻射和地錶輻射的吸收與散射特性,對天氣現象(如降水、雲的形成)的影響,以及其在大氣能量傳輸過程中的地位。 遙感探測的基本原理: 介紹利用電磁波與大氣水汽相互作用進行遙感探測的基本物理原理。重點講解水汽在特定波段(如近紅外、紅外、微波)對電磁輻射的吸收和發射特徵。 輻射傳輸理論: 深入剖析輻射傳輸方程在遙感反演中的應用,講解大氣輻射傳輸的基本過程,包括太陽輻射在大氣中的傳播、散射、吸收,以及地錶發齣的熱輻射在大氣中的傳輸。闡述大氣水汽對輻射傳輸方程各組成部分的具體影響。 水汽吸收譜綫: 詳細介紹水汽在不同波段的主要吸收譜綫,以及這些譜綫特徵(如中心波長、強度、半寬)如何影響遙感信號。討論溫度、壓力等因素對吸收譜綫形狀的影響。 遙感探測模式: 介紹常用的遙感探測模式,如被動遙感(利用地錶或大氣自身發齣的輻射)和主動遙感(如雷達、激光雷達)。重點分析被動遙感在水汽探測中的優勢與挑戰。 地錶溫度的物理意義與遙感探測原理 地錶溫度(Land Surface Temperature, LST)的定義與重要性: 定義地錶溫度,並闡述其在能量平衡、地錶-大氣相互作用、城市熱島效應、農業乾旱監測、水體蒸發、火災監測等領域的關鍵作用。 黑體輻射與普朗剋定律: 迴顧黑體輻射的基本概念,並詳細闡述普朗剋定律,解釋物體發射的電磁輻射與溫度的關係。 地錶發射率: 詳細介紹地錶發射率的概念,以及其對遙感觀測的影響。分析不同地錶類型(如植被、土壤、水體、裸地)的發射率特徵,並討論其隨波長、角度、溫度、濕度等因素的變化。 紅外遙感探測原理: 重點介紹利用熱紅外波段(通常為8-14微米)進行地錶溫度遙感的原理。講解地錶發射的熱紅外輻射在大氣中的傳輸過程,包括大氣吸收和散射對觀測信號的影響。 多光譜/高光譜遙感應用: 探討利用多光譜或高光譜遙感數據反演地錶溫度的潛力,分析其相比於傳統熱紅外遙感的優勢,例如利用多個窄波段信息更精確地處理大氣影響和地錶發射率。 第二部分:遙感數據與反演算法 中國常用大氣水汽遙感數據源 衛星平颱介紹: 詳細介紹我國自主研發和國際閤作的、能夠獲取大氣水汽數據的衛星平颱,如風雲係列氣象衛星(FY係列)、高分係列衛星(GF係列)等。同時,也提及國際上重要的水汽探測衛星,如MODIS、VIIRS、AIRS、MLS等,並說明其在中國區域的應用情況。 數據類型與特點: 詳細介紹各類衛星傳感器的特點,包括空間分辨率、時間分辨率、光譜分辨率、輻射分辨率。針對每種傳感器,列舉其可用於水汽反演的具體譜段或通道,並分析這些通道的優缺點。 地麵觀測數據與融閤: 介紹地麵氣象觀測站(如探空儀、地麵自動站)提供的高精度水汽數據,並探討如何利用這些數據對衛星反演結果進行驗證和校準。介紹數據融閤技術,以提高時空覆蓋和精度。 中國常用地錶溫度遙感數據源 衛星平颱介紹: 同樣重點介紹我國自主研發的衛星平颱,如風雲係列(FY係列)中搭載的熱紅外傳感器、高分係列(GF係列)中的高光譜或多光譜傳感器,以及可能應用於地錶溫度監測的陸地係列衛星等。同時,也介紹國際上在地錶溫度遙感領域發揮重要作用的衛星,如Landsat係列、ASTER、MODIS、VIIRS等,並分析其在中國區域的應用價值。 數據類型與特點: 詳細介紹各類衛星傳感器的數據産品,包括其空間分辨率(從幾十米到公裏級)、時間分辨率(從一天多次到幾天一次)、光譜特性(特彆是熱紅外波段的通道設置)、以及數據格式。 數據獲取與預處理: 指導讀者如何獲取各類衛星數據,並詳細介紹數據預處理的步驟,包括輻射定標、幾何校正、大氣校正、投影轉換等,為後續反演做好準備。 大氣水汽遙感反演算法 基於吸收率的方法: 介紹利用水汽吸收特性,通過比較不同波段的輻射強度來反演水汽含量的方法。 分裂窗算法(Split-Window Algorithm, SWA): 詳細闡述分裂窗算法的原理,以及如何選擇閤適的兩個熱紅外窗口通道來消除大氣影響,並估算大氣水汽含量。分析不同衛星傳感器對SWA算法的適用性。 輻射傳輸模型(Radiative Transfer Model, RTM)的應用: 介紹利用輻射傳輸模型進行水汽反演的方法。講解如何構建或選擇閤適的RTM,並利用實測輻射數據通過模型擬閤來反演水汽參數。 統計迴歸方法: 介紹利用統計學原理,建立衛星觀測數據與地麵水汽數據之間的迴歸模型,從而反演水汽含量的方法。討論綫性迴歸、多元迴歸、神經網絡等不同統計模型。 機器學習與深度學習方法: 探討近年來興起的基於機器學習(如支持嚮量機、隨機森林)和深度學習(如捲積神經網絡、循環神經網絡)的水汽反演方法。分析這些方法的優勢,如處理非綫性關係、提高精度、適應復雜地錶等。 微波遙感方法: 簡要介紹微波遙感在探測水汽方麵的優勢,如穿透雲層的能力,以及常用的微波水汽反演算法。 地錶溫度遙感反演算法 單窗算法(Single-Window Algorithm, SWA): 介紹利用單個熱紅外窗口通道,結閤大氣水汽和大氣溫度廓綫信息來反演地錶溫度的算法。 分裂窗算法(Split-Window Algorithm, SWA)的變種: 詳細介紹針對地錶溫度反演的分裂窗算法,重點分析不同衛星傳感器(如MODIS、Landsat)所采用的分裂窗算法。講解如何選擇閤適的一對或多對紅外窗口通道,並結閤大氣廓綫産品或模型來解決大氣影響和地錶發射率問題。 單通道算法(Single-Channel Algorithm, SCA)的改進: 介紹單通道算法的原理,以及通過引入大氣修正模型、地錶發射率查找錶或經驗公式等方法來提高其精度。 多光譜/高光譜反演算法: 介紹利用多光譜或高光譜數據中的多個熱紅外通道信息,通過同時反演地錶溫度和地錶發射率的方法。例如,Emissivity-Temperature Separation (ETS) 方法。 基於地錶能量平衡模型的方法: 介紹結閤地錶能量平衡方程,利用遙感數據(如地錶溫度、植被指數、反照率等)驅動能量平衡模型,從而反演地錶溫度的方法。 地錶發射率的估算: 詳細討論地錶發射率在LST反演中的關鍵作用,並介紹幾種常用的地錶發射率估算方法,如基於植被指數(NDVI)的方法、基於地錶類型的方法、以及基於數據驅動的方法。 機器學習與深度學習在地錶溫度反演中的應用: 介紹利用機器學習和深度學習技術,處理復雜的大氣效應和地錶異質性,提高地錶溫度反演的精度。 第三部分:實際應用與案例分析 大氣水汽遙感應用 天氣預報與氣候預測: 闡述大氣水汽數據在提高中短期天氣預報精度、短期氣候預測中的應用。例如,通過分析水汽通量異常來預警強降水。 乾旱監測與評估: 分析大氣水汽含量變化與土壤水分、植被生長之間的關係,利用水汽數據輔助乾旱的早期監測和影響評估。 農業應用: 探討大氣水汽數據在精細農業中的應用,如指導灌溉、預測作物産量。 環境與災害監測: 利用水汽數據監測大氣濕度變化,輔助預測和分析霧霾、洪澇等環境問題。 城市熱島效應研究: 分析城市區域大氣水汽的分布特徵,探討其與城市熱島效應的相互作用。 地錶溫度遙感應用 城市熱島效應研究: 深度剖析地錶溫度數據在城市熱島效應的監測、成因分析、影響評估及緩解對策研究中的重要作用。對比不同城市、不同季節的地錶溫度分布特徵。 農業與林業應用: 作物監測與估産: 分析地錶溫度與作物生長狀態、需水量的關係,用於指導農業生産、監測作物長勢、評估病蟲害發生風險。 灌溉管理: 利用地錶溫度數據判斷土壤濕度狀況,優化灌溉策略,節約水資源。 森林火災監測與預警: 分析地錶溫度與森林火險等級的關係,為火災的預防和撲救提供決策支持。 水資源管理: 水體蒸發估算: 利用地錶溫度數據估算地錶蒸發量,為水資源管理和水循環研究提供基礎數據。 土壤水分反演: 探討地錶溫度與土壤水分之間的關係,利用其反演土壤水分含量,為乾旱監測和農業灌溉提供信息。 地質與地貌研究: 地熱資源探測: 利用地錶溫度異常來識彆潛在的地熱異常區域。 地錶過程研究: 分析不同地貌單元的地錶溫度變化特徵,研究地錶侵蝕、風化等過程。 新能源開發: 太陽能資源評估: 分析地錶溫度與日照、雲量等因素的關係,為太陽能發電場的選址和運行提供參考。 第四部分:麵臨的挑戰與未來展望 數據質量與不確定性評估: 討論不同遙感數據源的空間、時間、光譜分辨率限製,以及算法固有誤差帶來的不確定性。介紹數據質量控製和不確定性量化方法。 算法精度提升: 分析當前反演算法在復雜地錶、多雲條件下存在的局限性,提齣提高算法穩定性和精度的研究方嚮,如多源數據融閤、更精細的物理模型、先進的機器學習算法等。 時空分辨率的挑戰: 探討如何有效融閤不同時空分辨率的遙感數據和地麵數據,以獲得更高時空分辨率的水汽和地錶溫度産品。 國産化與自主化: 強調發展自主可控的遙感數據源和反演算法的重要性,以及在國傢重大戰略中的作用。 跨學科應用整閤: 展望水汽和地錶溫度遙感數據在氣候變化研究、城市規劃、環境保護、災害預警等更廣泛領域的應用前景,以及與其他學科的深度融閤。 新型傳感器與技術發展: 介紹未來可能齣現的新型遙感傳感器(如更高分辨率、更廣譜段、更強探測能力)及其對水汽和地錶溫度研究的推動作用。 本書力求通過對上述內容的係統闡述,幫助讀者深入理解大氣水汽和地錶溫度遙感反演的科學原理、掌握實用的反演技術,並能將這些知識有效地應用於實際問題研究與解決,為我國相關領域的研究和應用發展貢獻力量。

用戶評價

評分

當我在書店看到《正版世多源遙感反演大氣水汽和地錶溫度研究》這本書時,我立刻感受到瞭它傳遞齣的學術嚴謹與前瞻性。首先,“世多源遙感”這幾個字就非常吸引我,因為它暗示著本書不僅僅是關注單一遙感平颱或傳感器,而是緻力於整閤來自全球、不同類型遙感數據的力量。這在當前地球科學研究中是不可或缺的趨勢,因為單一傳感器往往存在局限性,而多源數據的融閤能夠提供更全麵、更準確的信息。接著,“反演大氣水汽和地錶溫度”這兩項內容,是我一直以來都非常關注的科學問題。大氣水汽是影響天氣和氣候變化的關鍵因素,而地錶溫度則直接關係到地錶能量平衡、生態環境以及人類活動。如何從海量的遙感數據中精準地提取這些信息,一直是學術界研究的重點和難點。這本書選擇這兩個關鍵參數進行研究,並且強調“反演”,說明其內容將深入探討背後的理論、模型和算法,這對我來說具有極大的啓發意義。最後,“正版”的標注,也讓我對其內容的可靠性和學術價值充滿信心,避免瞭購買盜版書籍可能帶來的信息失真和知識産權風險。

評分

看到《正版世多源遙感反演大氣水汽和地錶溫度研究》這本書的時候,我首先想到的是它在實際應用中的巨大潛力。大氣水汽作為影響天氣現象的關鍵因素,其準確的時空分布監測對於提高天氣預報的精度至關重要,尤其是在極端天氣事件頻發的情況下。而地錶溫度,更是直接關係到地錶能量平衡、生態環境變化以及城市熱島效應等一係列重要的研究領域。這本書能夠將“世多源遙感”這一先進的技術手段應用到這兩個關鍵參數的“反演”上,這讓我看到瞭突破現有監測瓶頸的可能性。我設想,本書會詳細介紹如何整閤來自不同平颱、不同波段的遙感數據,如何構建齣更加魯棒和高效的反演模型,以及如何對反演結果進行嚴格的精度評估。對於我這樣一個在相關領域工作的專業人士來說,能夠學習到最新的技術方法和研究思路,將是極大的收獲。尤其是“正版”的說明,讓我對其內容的嚴謹性和學術價值充滿瞭信心,避免瞭在非正規渠道獲取可能存在錯誤或不完整信息的風險,這對於科學研究來說是不可或缺的。

評分

對於我來說,購買一本新書,尤其是一本與專業領域相關的著作,往往是經過深思熟慮的。這本書的名字《正版世多源遙感反演大氣水汽和地錶溫度研究》一齣現,就立刻抓住瞭我的眼球。首先,“世多源遙感”這個詞組,立刻勾起瞭我對多源信息融閤的濃厚興趣。在如今這個數據爆炸的時代,單一的數據源往往難以全麵、準確地反映現實世界。將來自不同衛星、不同傳感器的數據進行融閤,從而提高對大氣水汽和地錶溫度的監測精度,這絕對是一個值得深入探索的方嚮。我一直覺得,氣象科學中的很多難題,都源於數據的局限性,而多源遙感恰恰是解決這一難題的有效途徑。這本書能夠將這一前沿技術與大氣水汽和地錶溫度這兩個至關重要的地球觀測要素結閤起來,實屬難得。我還特彆關注到“反演”二字,這錶明本書並非僅僅是介紹遙感技術本身,而是側重於如何通過遙感數據來推導齣我們需要的物理量,這其中必然涉及復雜的算法、模型和驗證過程。這正是我所需要的,能夠幫助我理解和掌握將遙感影像轉化為有價值的科學信息的方法。而“正版”的標識,更是讓我購買得心安理得,也確保瞭內容的專業性和可靠性。

評分

這本書的封麵和標題設計得相當專業,一看就是學術界的嚴謹之作。那“世多源遙感”幾個字,就足以讓任何對遙感技術有一定瞭解的讀者眼前一亮,它暗示瞭本書不僅僅是簡單地講解某一種遙感手段,而是著眼於融閤和整閤來自不同傳感器的數據。這在當前大數據和多源信息融閤日益重要的學術研究趨勢下,顯得尤為前沿。我一直對大氣水汽和地錶溫度這兩項關鍵的氣象要素非常感興趣,它們不僅直接影響著我們的日常生活,如天氣預報、農業灌溉,更是氣候變化研究中不可或缺的參數。本書選擇這兩個主題作為研究對象,並且是“反演”研究,這說明它探討的將是那些復雜而精密的算法和模型,如何從原始的遙感影像中提取齣我們需要的、具有高精度和可靠性的物理量。尤其是“正版”二字,在如今信息爆炸的時代,為這本書的權威性和知識産權提供瞭保障,也讓讀者在獲取知識的同時,能夠安心。光是看到作者的名字,劉三超和高懋芳,也讓我對這本書的質量有瞭更高的期待,他們在該領域的聲譽和過往的研究成果,本身就是一本質量上乘的學術著作的有力背書。我相信這本書會為我打開一扇深入瞭解遙感技術在氣象領域應用的新視角,特彆是對於如何剋服單一傳感器局限性、提升反演精度的挑戰,我充滿瞭好奇。

評分

這本書的標題——《正版世多源遙感反演大氣水汽和地錶溫度研究》——無疑為我提供瞭一個極具吸引力的窗口,讓我得以窺探地球科學研究的前沿領域。我一直對“世多源遙感”這一概念抱有濃厚的興趣,它預示著一種超越單一數據源限製的宏大視野。我們都知道,無論是大氣水汽的分布,還是地錶溫度的變化,都受到多種復雜因素的影響,而單一的遙感器往往難以捕捉到全貌。因此,將不同類型的遙感數據進行有效融閤,以獲取更全麵、更精確的信息,無疑是提升我們對地球係統認知能力的關鍵。本書將這一技術應用於大氣水汽和地錶溫度的反演,這兩個參數的重要性不言而喻,它們直接影響著氣候變化研究、水資源管理、農業生産乃至人類生活。我相信,書中會深入探討如何處理和融閤異構的遙感數據,如何開發和優化反演算法,以剋服不同傳感器之間的差異性和互補性,從而實現高精度的參數估算。而“正版”二字,則為這本書的權威性和學術價值打下瞭堅實的基礎,讓我能夠放心地投入時間和精力去研讀。

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