NOAA卫星云雾自动检测和修复方法

云雾在时间和空间上具有不稳定性。不同高度、厚度、面积和太阳高度角情况下，NOAA卫星可见光波段的海面反射率和红外波段亮度温度都不相同。据此，根据云雾光谱和红外特征，研究并找出了可见光波段海面最小反射率、云雾区最大反射率与云雾最佳判别阈值之间的关系，得出了不同月份东海海面最低温度和NOAA卫星红外波段亮温特征；通过采用光谱和结构分析相结合的方法，研究和研制了NOAA气象卫星云雾自动检测和修复模型，取得了较好的运行和检测、修复效果。     

基于MODIS数据的云降水估计方法

利用卫星遥感资料定量估计降水及其区域分布对强降水等灾害性天气监测具有十分重要的意义,还可弥补常规气象观测的不足,提供更为丰富的降水信息。(1)利用MODIS卫星的可见光、近红外、短红外、中红外和热红外波段数据,采用云指数法和多光谱综合法对云类型进行了判识,有效地分类出云和冰雪、卷云、水云和高、中、低云。(2)在云分类的基础上定量反演了各类云参数,包括云顶亮温梯度、云顶亮温最小值面积变化、不同量级的云顶亮温面积及变化趋势、对流云的核心位置判别、亮温方差和大气中的水汽含量等因子参数,结合地面实测降水数据和地表高程数据,建立了降雨的强度的定量估计模式。(3)通过对2007年7月16-18日、26-29日的新疆大降水过程进行降水估计,并对估计值与区域站地面实时观测降水值作了比较,结果显示相对误差为31.97%,均方根误差为2.31 mm。降水量级的定量误差在±3 mm以内的占66%,±5 mm以内的占86%。因此,该模式具有较好的降水估计效果。     

基于遥感的新疆北疆积雪盖度及雪深监测

新疆北疆为雪灾多发区,准确地监测积雪分布及雪深具有十分重要的意义,可为雪灾多发区在冬季做好防灾减灾工作提供依据.目前MODIS数据主要运用归一化差分雪盖指数(NDSI)对积雪进行提取.NDSI是基于雪对可见光与近红外波段的反射特性和反射差相对大小的一种测量方法,然而它只能将像元辨别为积雪或非积雪,满足不了高精度的流域制图及雪盖提取要求.以新疆北疆为研究对象,应用MODIS数据和线性光谱混合模型提取像元内积雪所占比例(积雪盖度),并与NDSI建立关系,讨论了NDSI是否可以作为估算积雪盖度的标准,进而提高NDSI在积雪监测中的应用精度.结果表明,二者具有较好的线性关系,经过野外实测点的验证,25个点的平均绝对误差是0.06.此外,以MODIS数据与地面实测雪深资料为基础,通过分析和研究MODIS窗区通道的光谱特点,探讨了适合于积雪雪深监测最佳的MODIS通道,初步建立起应用MODIS资料监测北疆地区积雪深度的反演模型.     

基于MODIS火点指数监测森林火灾

在利用MODIS红外辐射遥感数据分析异常热点光谱辐射特性的基础上,提出了一个新的火情监测模型归一化差异火点指数,并通过几起较大的森林火灾对该模型进行了分析和验证,给出了该监测模型的详细算法。EOS—MODIS探测器具有多光谱、高光谱及热点监测动态范围宽的特点,MODIS的新一代多光谱探测器NPOESS NPP VIIRS同样继承了MODIS的优势,为归一化差异火点指数算法模型提供了广阔的应用前景。     

农业旱灾监测中的地表温度遥感反演方法--以MODIS数据为例

以目前农业旱灾监测中应用较广泛的多波段MODIS卫星遥感数据为例,探讨农业旱灾遥感监测中所需要的地表温度反演问题,尤其是反演算法的选择、基本参数的估计和具体反演中的工作流程,为快速地进行农业旱灾监测中的水热遥感参数估计提供方法选择.虽然MODIS有8个热红外波段用来监测地表热量变化,但波段31和32特别适用于农业旱灾监测中所需要的地表温度遥感反演.因此,在算法上,我们将选择计算过程相对简便但反演精度又很高的两因素分裂窗算法.详细地讨论了如何快速地估计分裂窗算法中大气透过率和地表比辐射率这两个基本参数.从实际应用来看,本文所提出的方法能快速地用来反演我国农业旱灾监测中所需要的农田地表温度参数,并获得很好的反演结果.     

卫星云图样本集的FCM优化调整与云类判别

基于云类样本的红外-可见光二维灰度空间投影,采用模糊聚类方法调整优化云类样本特征区域,消除采样误差。针对常规模糊C均值聚类(FCM)方法在处理上述问题时表现出的局限性,提出用样本特征均值替代FCM中随机初始中心的改进办法,既避免了常规FCM方法对初始中心敏感的缺陷,又可纠正其聚类结果对云类样本特征结构的歪曲。改进后的聚类结果既消除了采样误差,又保持了云类样本的基本特征属性,基于该判据的分类结果可较为准确地分辨出陆地、水体、低云、中云、卷云和积雨云,分割判别效果符合客观实际。     

黑碳气溶胶研究概况

黑碳气溶胶是大气气溶胶的重要组成部分,由于其在全球气候变化和区域空气质量中的双重作用,黑碳已经成为目前全球气候变化研究中备受关注的焦点之一。在查阅近年国内外相关文献资料基础上,分析了黑碳气溶胶的来源和源强分布,结果表明工业源和居民生活消费源是大气中黑碳气溶胶最主要的贡献者,全球黑碳排放空间分布不均匀,与区域经济发展和人口密度相一致;总结了黑碳气溶胶的基本特性及其影响,重点探讨了黑碳对气候的影响机理,结果表明黑碳气溶胶既可以通过直接气候效应改变地-气系统的辐射平衡,又可以通过云反射效应、地表下垫面改变效应以及作为云凝结核间接影响区域或全球气候;随后对黑碳气溶胶的典型测量方法的优缺点进行了对比分析;最后介绍了黑碳研究领域中存在的主要问题,并对黑碳气溶胶研究的发展方向进行了展望。     

环境压力对细水雾喷雾特性影响的实验研究

雾滴的粒径分布、喷雾强度、雾滴动量及雾场的分布形式等喷雾特性,直接影响细水雾的灭火性能。本文通过研究压力漩流雾化实心锥及空心锥喷嘴在不同环境压力下的喷雾特性,揭示了环境压力对细水雾喷嘴流量系数及其雾场分布的影响规律。实验结果表明:环境压力越小,雾滴越向雾场锥面集中,雾场边缘区域的喷雾强度越大,而中心区域喷雾强度随之减小;环境压力对细水雾喷嘴流量系数则无明显影响。     

基于MODIS数据的火点信息自动提取方法

火点自动识别是提高火灾遥感监测响应速度的关键。MODIS是第一个在仪器特征参数设计上考虑了火灾监测需求的卫星。大兴安岭地区地处草原草甸和森林交界地带,火灾频繁。以大兴安岭地区为实验区,基于马里兰大学提出的MODIS数据火灾监测算法,按照我国的地理环境和植物燃烧条件进行修正,构造了火点信息自动提取模型,形成了从图像预处理到火点自动提取的技术流程。火点信息自动提取产品有火点和异常高温点,火点提取精度达到90%以上。模型适合日间火灾监测。影响火点自动提取精度的主要是因为:图像边缘对探测值产生影响;云覆盖使辐射无法透出;烟羽的影响,使辐射降低。     

基于气象卫星分形纹理的云雾分离研究

在研究了卫星图像上雾的光谱和纹理结构特征的基础上,采用差分盒维数计算模型对气象卫星遥感图像中的云雾进行了纹理分析和分离。采用划分、计算卫星图像各连通域,分别求取各连通域加权分形维数,进而设定维数阈值的方法进行了雾信息提取。利用GMS—5卫星红外通道资料,进行了云雾分离试验,取得了较好的雾信息提取效果。     

NOAA/AVHRR图像资料在大雾灾害监测中的应用

通过对NOAA(诺阿卫星 )资料 5个通道光谱特征的分析 ,阐述了利用NOAA/AVHRR(甚高分辨率辐射仪 )图像资料监测大雾灾害的基本原理和方法 ,初步探索了适于监测大雾的通道组合和量化判读指标 ,揭示出综合利用近红外 3通道与 4、5通道资料实施对雾监测 ,可取得比较好的效果 ,并对 2 0 0 3 0 1 12～ 13大雾的监测过程个例进行了分析。研究结果表明 ,卫星遥感技术在大雾灾害的监测方面具有宏观、快速、直观、信息源可靠且成本低等优点 ,是其它任何常规监测手段无法替代的。     

利用海上测量光谱进行赤潮监测

利用太平洋东海岸加拿大温哥华海域56个观测站位现场实测的海洋表面光谱（400-800hm）反射率值和叶绿索、泥沙浓度资料，研究了赤潮发生时海面水体光谱反射率的变化趋势，以了解清洁水体与赤潮水体的不同特征。经过多组数据的比较分析，发现相对于清洁海水的海面光谱反射率，赤潮发生时海面光谱反射率曲线的荧光峰从685nm波长向710hm的红光波长位移；清洁海水海洋表面光谱反射率平均值在400-588nm之间比赤潮海水的平均反射率值大，在波长588nm处两值相交后，清洁海水的反射率值小于赤潮水体的反射率值，而在688nm处清洁海水和赤潮水体反射率值大小相等（大约为0．25），其后保持赤潮海水的反射率值在688—756nm之间一直高于清洁海水的平均反射率值。清洁海水和赤潮水体不同的荧光峰值以及不同的光谱反射率特征之间的差异，可以用于监测赤潮的最佳波段选择。     

卫星遥感在大雾生消动态监测中的应用

利用ＧＭＳ－５静止气象卫星资料,研究大雾生消动态遥感监测方法,并用此方法对沪宁高速公路大雾进行实时监测,取得了较好的效果。     

宁夏大雾的气候特征及变化

选用1961～2004年宁夏19个主要站逐日大雾天气现象观测资料,分析了宁夏大雾的空间、时间分布气候特征和大雾气候变化的事实。宁夏大雾空间分布为南部多中北部少,高山、城市多,其他地区少;时间分布为夏、秋季节多,冬、春季节少且大雾日数月季分布存在地域差别,北部引黄灌区季节变化差异明显,中部干旱带不明显,南部山区季节变化曲线有两个峰值,分别在春季的3月和整个秋季,春末夏初大雾日数最少。宁夏年大雾日数突变特征不明显,在1961～1995年存在8年左右周期,1995年以后有4年左右的周期变化,目前处在一个相对偏多的阶段。宁夏大雾局地特征十分明显,不同地区大雾日数年变化差异较大,但大雾日数年代际变化特征不明显。     

基于遥感和GIS的城市颗粒物污染分布研究

根据可吸入颗粒污染物对NOAA卫星可见光和近红外通道大气透过率影响的差异,通过构造卫星差值植被指数IDV,建立了该指数与地面环境监测站的颗粒物污染指数IPM10的相关关系.在卫星污染测值的定量反演基础上,结合绿地分布、绿地统计以及气象等资料,通过GIS多因子要素综合分析,对上海中心城区的颗粒物污染状况进行了动态监测和研究.     

GPS可降水量与大雾天气关系的初步分析

利用2007年12月成都地基GPS网络观测数据反演的大气可降水量和地面自动气象站网观测资料,分析了对成都市交通和环境造成严重影响的7次大雾天气过程。通过对有雾和无雾时GPS可降水量、地面空气比湿的合成分析,从雾区上空和近地层水汽变化分析了四川盆地辐射雾形成的原因,而GPS可降水量的日变化特征可为大雾天气的短时临近预警预报提供有价值的参考信息。     

Effect of Vanadium(IV)-Doping on the Visible Light-Induced Catalytic Activity of Titanium Dioxide Catalysts for Methylene Blue Degradation

Vanadium(IV)-doped titanium dioxide (TiO(2)) photocatalyst powders were prepared by the sol-gel method and characterized by Brunauer-Emmett-Teller-specific surface area, scanning electron microscopy, X-ray diffraction, X-ray photoelectron spectroscopy, and ultraviolet-visible spectroscopy. V-doping in the TiO(2) increases the crystal grain size, which decreases the specific surface areas of powders. This V-doping changes the band gap of TiO(2), leading to extend the absorption to visible light regions (400-800?nm). Photocatalytic degradation of methylene blue (MB) in water was investigated as a function of the vanadium content in TiO(2) and was found to follow pseudo first-order rate kinetics. Appropriate content of V-doping is an effective means to improve the photocatalytic activity of TiO(2) for MB degradation under visible light irradiation.     

上海大雾气候特征及风险区划研究

大雾作为一种比较常见的灾害性天气,对交通运输和人体健康等都会造成严重的影响。基于上海市11个气象站1971-2000年的大雾数据和城市基础地理信息,利用地理信息系统和层次分析法,结合专家调查法,建立了上海市大雾风险的评价指标体系和权重,开展了上海市大雾的风险特征及地理区划研究,获得了1 km空间分辨率的上海大雾气候特征图、上海城市对大雾敏感性特征图和上海市大雾风险区划图。初步研究表明,这种方法对城市大雾评估和风险区划是可行的。     

南黄海6.1级地震前热红外异常

从1996-11-09南黄海6.1级地震(震中位置31°50′N,123°06′E)的地震地质构造环境、临震卫星热红外异常与近地表大气增温异常等3方面进行研究。认为该震震前有较明显的热红外异常显示,并初步探讨了该区地震的临震近地表大气增温与卫星热红外异常的基本特征。