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一個從VIIRS數據反演地表溫度的方法.pdf

摘要
申請專利號:

CN201410144775.6

申請日:

2014.04.12

公開號:

CN103954973A

公開日:

2014.07.30

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):G01S 17/95申請日:20140412|||公開
IPC分類號: G01S17/95 主分類號: G01S17/95
申請人: 中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所; 毛克彪; 天津大學
發明人: 不公告發明人
地址: 100081 北京市海淀區中關村南大街12號
優先權:
專利代理機構: 代理人:
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201410144775.6

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2016.08.31|||2014.08.27|||2014.07.30

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明涉及一種從NPPVIIRS數據獲取地表溫度的方法,可以為氣象、農業旱災和環境監測監測提供合適的地表溫度數據。該方法克服VIIRS傳感器沒有水汽通道限制反演精度的缺點,使用同樣運行在太陽同步軌道(將交點時間13:30)的Aqua衛星攜帶的MODIS傳感器水汽數據獲取VIIRS數據觀測刈幅的水汽數據。本發明推導了適合于VIIRS傳感器11um和12um的地表溫度反演算法,利用大氣輻射傳輸模型MODTRAN4模擬計算不同大氣水汽(0.4—6.0g/cm2,按0.1g/cm2步長增加)含量下VIIRSM15和M16通道的透過率,制作了相應的查找表,通過全球地表類型(InternationalGeosphereBiosphereProgram,IGBP)數據估算VIIRS傳感器M15和M16通道對應地物的發射率,最終實現了地表溫度的反演。本發明對VIIRS傳感器地表溫度反演進行研究,有利于在農業環境數據監測中使用MODIS數據向VIIRS數據的平穩過渡。

權利要求書

權利要求書
1.  本發明提供的從VIIRS遙感數據反演地表溫度方法參數獲取與前期工作分以下幾個步驟:
第一步,通過Aqua衛星上攜帶的MODIS水汽通道產品計算VIIRS對應觀測刈幅區域的水汽含量數據
1-1)Aqua衛星和NPP衛星同時運行在降交點為13:30的太陽同步軌道上,其繞地一圈所需時間分別為99 min和101 min,因此兩者觀測地球上同一區域的時差不大,這使得從Aqua MODIS數據獲取VIIRS近似時段的水汽數據成為可能,一幅VIIRS影像觀測刈幅大于MODIS影像,因此需要先對MODIS數據進行投影、拼接,按照VIIRS象元對應的經緯度查找MODIS數據中的水汽值,生成VIIRS數據對應的水汽數據;
1-2)利用大氣輻射傳輸模型MODTRAN4 模擬計算不同大氣水汽(0.4—6.0 g/cm2,按0.1 g/cm2步長增加)含量下VIIRS M15和M16通道的透過率,制作成查找表;
第二步,通過全球地表類型(International Geosphere Biosphere Program,IGBP)數據估算VIIRS傳感器M15和M16通道對應地物的發射率;
2-1)根據IGBP地表類型,將主要的地表重新分為冰雪、沙漠、農作物區、水域、林地、草地共六大類地表,以上地類中沙漠、和水域的發射率為固定值,如果在以上地類中林地、草地、農作物區域植被指數(Normalized Difference Vegetation Index ,NDVI)小于(大于)閾值TmaxTmin時(Tmax=0.6、Tmin=0.1),該區域的發射率采用混合象元分解方法計算,修正后的計算公式如下:
εM15 = 0.986*(1-PV) +0.982*PV       
εM16 = 0.996*(1-PV)+0.989*PV       
其中PV用式計算
PV=(NDVI-0.05)/0.6               
NDVI由VIIRS M5和M7計算,如下式
NDVI = (M7―M5)/( M7―M5)  。

2.   地表溫度計算
利用VIIRS M5 M7通道反射率計算NDVI,結合相應的地表分類數據,將VIIRS M15 M16通道亮溫帶入式(5)即可反演地表溫度,地表溫度計算公式為:
   
其中
  
  
  
   
   
  
   
   。

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一個 VIIRS 數據 反演 地表 溫度 方法
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