论文题目: 神舟四号飞船微波辐射计数据处理与地表参数反演研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 地图学与地理信息系统
作者: 钟若飞
导师: 郭华东
关键词: 神舟飞船,多模态传感器,微波辐射计,散射计,地表参数
文献来源: 中国科学院研究生院（遥感应用研究所）
发表年度: 2005
论文摘要: 搭载在神舟四号(SZ-4)飞船上的主载荷多模态微波遥感器(M~’RS)是我国第一台实验性的舟载微波遥感系统。该系统包括辐射模态、散射模态和高度模态,其中辐射模态的工作频率范围为6.6～37GHz,地面分辨率约为9～50km,辐射模态在波段的选择上继承了SMMR、SSM/I、AMSR/E等国外星载微波辐射计用于地表参数反演的优势波段,这些波段的数据可以用来反演包括地表土壤水分含量、地面温度、植被含水量等在内的多个地表参数。 本论文的研究主要是依托于国家载人航天工程的研究课题“神舟飞船陆地遥感应用系统”,完成对神舟四号飞船多模态传感器中的辐射模态在陆地上的应用潜力的评价,同时对在轨运行所获得的数据进行处理和检验分析。 本文具体的研究工作和创新之处主要体现在: 1) 完成了SZ-4辐射模态的数据处理及其全球亮温图的生成,并对辐射模态各个通道响应地表辐射特征的能力进行分析; 2) 完成了沙漠地区的SZ-4数据的模拟验证,通过微波辐射正向模型来模拟新疆塔中地区的微波辐射亮温,并将其与实际的亮温观测值对比来检验SZ-4辐射模态数据的质量; 3) 完成了SZ-4辐射模态数据在陆地上的示范应用,包括利用极化指数来生成全球的土壤湿度分布图,综合使用各个通道来进行青藏高原雪深反演以及土壤水分反演的试验; 4) 完成了与其它国外星载传感器数据的星星比对分析,包括与SSM/I的19GHz以上的通道以及与AMSR/E的6.9GHz频率通道的匹配比对,并建立了对应通道之间的线性关系,利用这种线性关系对SZ-4辐射模态数据进行调整; 5) 完成了评估SZ-4辐射模态和散射模态联合反演地表参数潜力的研究,首先分析了这两个模态对地表参数的敏感性,然后分别提出了在裸土地区和植被覆盖地区如何综合二者的优势进行联合反演的方法: 6) 对裸土区域,这里针对SZ-4辐射模态参数的设置完成了辐射模型的参数化,使辐射模型的有效粗糙度参数和散射模型中的实际可测量的粗糙度参数统一起
论文目录:
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 问题的提出
1.2 本论文的基本出发点和主要研究内容
1.3 论文结构
第二章 被动微波遥感反演地表参数基本原理与方法
2.1 引言
2.2 随机粗糙地表微波辐射原理
2.3 植被覆盖地表的微波辐射原理
2.4 地表的异质性
2.5 大气的影响
2.6 被动微波遥感反演土壤水分算法
2.6.1 按反演用的数学方法分类
2.6.2 依传感器配置分类
2.7 地表温度反演的方法
2.8 一些极化指数的应用
2.9 小结
第三章 神舟四号飞船辐射模态数据处理与辐射特征分析
3.1 SZ-4多模态传感器辐射模态描述
3.2 SZ-4辐射模态在轨测试及定标过程
3.3 辐射模态数据处理流程
3.4 辐射模态数据的辐射特征分析
3.4.1 与自身不同时间获取的数据进行比对试验
3.4.2 各通道数据的辐射特征分析
3.5 小结
第四章 神舟四号飞船辐射模态数据沙漠地区模拟验证
4.1 引言
4.2 裸露地表的辐射模型
4.3 实验区亮温模拟
4.3.1 实验数据描述
4.3.2 初步模拟结果
4.3.3 模拟结果分析
4.3.4 大气地表辐射传输的模拟
4.4 小结
第五章 神舟四号飞船辐射模态数据示范应用
5.1 土壤湿度的极化指数应用
5.2 SZ-4辐射模态数据的陆地示范应用
5.2.1 使用SZ-4辐射模态数据反演青藏高原雪深
5.2.2 使用SZ-4辐射模态数据进行地表土壤水分反演
5.3 小结
第六章 神舟四号飞船辐射模态数据与其它星载数据比对分析
6.1 SZ-4传感器与其它星载传感器的参数对比
6.2 对比的方法和流程
6.3 与SSM／I的对比的结果分析
6.4 与AMSR-E的对比结果分析
6.5 建立SZ-4与AMSR-E及SSM／I对应通道的线性关系
6.6 沙漠地区与其它星载微波辐射计数据的比对试验
6.7 由SSM／I数据调整SZ-4辐射模态数据
6.8 小结
第七章 神舟四号飞船辐射模态和散射模态联合反演地表参数研究
7.1 引言
7.2 裸露地区主被动模态联合反演地表参数的研究
7.2.1 裸露地表微波辐射模型和散射模型描述
7.2.2 AIEM模拟裸露地表发射率与后向散射系数特征分析
7.2.3 辐射模型中粗糙度的参数化
7.2.3 对裸土区域主被动数据联合反演方法的评估
7.2.4 使用AIEM模型模拟数据进行验证
7.2.5 误差分析
7.3 植被覆盖地区主被动模态联合反演地表参数研究
7.3.1 研究区及数据描述
7.3.2 植被覆盖地区辐射模型和后向散射模型及植被参数敏感性分析
7.3.3 主被动联合反演的模型与方法
7.3.4 使用模拟数据对模型评估
7.3.5 模型参数的标定与模型的反演
7.3.6 误差分析
7.4 小结
第八章 结论与展望
8.1 本文主要结论
8.2 讨论与展望
参考文献
附录1：2003年2月19日到3月1日间辐射模态各通道亮温图
附录2：本文所有彩色图
攻读博士学位期间论文情况
致谢
发布时间: 2005-09-19
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