《利用風雲二號衛星觀測反演地球表面溫度的新算法研究》是依託復旦大學，由蔣耿明擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：利用風雲二號衛星觀測反演地球表面溫度的新算法研究
- 依託單位：復旦大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：蔣耿明
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
針對風雲二號衛星SVISSR感測器多波段和雙星立體觀測的特點，本項目開展利用其觀測反演海表和地表溫度的多波段和多角度新算法研究，內容包括交叉輻射定標、海表比輻射率模型發展、地表比輻射率反演、溫度反演算法發展、溫度反演和精度驗證等。為了提高反演精度，本項目引入海表比輻射率模型，用輻射傳輸模擬數值實驗發展出多波段和多角度海表溫度反演新算法。在此基礎上，針對地表特點對算法進行改進，發展出較精確的多波段和多角度地表溫度反演新算法。新算法所需的地表比輻射率除用溫度無關的波譜指數方法外，還將發展利用MODIS溫度/比輻射率數據結合BRDF模型計算SVISSR波段比輻射率的新方法，重點建立MODIS和SVISSR波段比輻射率在像元尺度上的轉換公式，消除波譜回響函式差異和觀測角度的影響。用新算法處理風雲二號衛星數據，反演得到地球表面溫度，最後用實測數據和MODIS溫度產品對結果進行精度驗證。
結題摘要
本項目完成從風雲二號(FY-2)數據反演地球表面溫度的新算法研究，獲得一系列研究成果，主要有： （1） 交叉輻射定標以MODIS/Terra和AIRS/Aqua波段的輻射定標為標準，分別用光線匹配方法和超光譜卷積方法完成對SVISSR/FY-2紅外波段的交叉輻射定標。結果表明，相對於MODIS/Terra和AIRS/Aqua，SVISSR/FY-2的第1、2和4波段存在較大的定標偏差，並給出了交叉輻射定標係數。 （2） 海表比輻射率模擬基於Wu and Smith (1997)的方法，完成SVISSR/FY-2第1、2和4波段海表比輻射率的模擬計算。模擬結果表明，海表比輻射率是觀測角度、波長和海表粗糙度的函式。在觀測角度小於60º時，海表比輻射率對海面風速不敏感，使用風速為8m/s時的海表比輻射率代替其它海表比輻射率所引起的誤差小於0.5%，對衛星觀測的影響小於0.1K。模擬結果可滿足精確反演海表溫度的要求。 （3） 地表比輻射率反演算法的發展、評估和套用基於TISIE概念，發展出從SVISSR/FY-2數據反演中紅外和熱紅外波段地表比輻射率方法，並用輻射傳輸數值模擬實驗對影響反演精度的5種誤差源進行了評估和分析，定量地給出了誤差範圍和大小。該方法在中國西部和東部兩個區域開展了反演套用，並用MODIS/Terra產品對結果進行了驗證，結果表明該方法在植被區能取得較好的精度，而在裸土區的誤差較大。基於基線擬合法，本項目發展出一種從MODIS/Terra產品快速計算SVISSR/FY-2第1和第2波段地表比輻射率的新方法。結果顯示用該方法計算得到的地表比輻射率能滿足從FY-2數據精確反演地表溫度的要求。 （4） 地球表面溫度反演算法發展、套用和驗證基於MODTRAN和調整後的標準大氣模式，用輻射傳輸數值模擬實驗發展出從FY-2數據反演地表和海表溫度算法。然後，在亞洲、西太平洋和印度洋的廣大區域從FY-2數據反演地表和海表溫度。最後，用MODIS/Terra地表溫度和海表溫度產品對反演結果進行交叉驗證。相對於MODIS/Terra產品，從FY-2C、FY-2D和FY-2E數據反演的地表溫度的誤差分別為0.3±1.6K、0.3±1.9K和1.0±1.8K，而海表溫度的誤差分別為-0.6±1.3K、-0.2±1.5K和0.4±1.8K。
