静止卫星反射波段辐射性能评估和辐射归一化

论文摘要

静止卫星在监测全球环境和气候变化等方面发挥了极其重要的作用。单个静止卫星所能覆盖的地球表面范围有限,在利用静止卫星数据生产全球产品时,需要使用多源静止卫星协同生产;此外,有些传感器没有星上定标设备,不能及时监测并校正传感器辐射性能的变化。因此,基于静止卫星数据生产全球定量遥感产品时,需要对传感器的辐射性能进行评估,实现多个传感器的辐射归一化。目前研究较多的是静止卫星的红外通道,对可见光通道的研究较少。本文以反射率高且稳定、朗伯体特性良好且受到天气条件影响较小的深对流云（Deep Convective Cloud,DCC）为目标,基于时间序列的影像数据,对FY2E、Meteosat-9、MTSAT-2以及GOES-13等静止卫星的可见光通道进行了辐射性能评估;并以辐射性能稳定的Aqua/MODIS为参考,实现了静止卫星可见光通道数据的辐射归一化。本文的主要工作和结论如下:1)基于DCC目标对FY2E、Meteosat-9、MTSAT-2以及GOES-13静止卫星的可见光通道的辐射性能进行了定性与定量评价。结果表明:各卫星可见光通道的辐射性能均出现了不同程度的衰减,其中,GOES-13衰减最小,Meteosat-9次之,FY2E与MTSAT-2衰减程度都较大。另外,各卫星可见光通道的辐射性能稳定性也存在差异,Meteosat-9最稳定,FY2E和MTSAT-2次之,GOES-13稳定性最差。2)基于MODIS时间序列的数据对FY2E、GOES-13、MTSAT-2以及Meteosat-9等静止卫星的可见光通道进行了辐射归一化。与MODIS数据相比,GOES-13可见光波段的总辐射衰减最小,Meteosat-9的辐射稳定性最好,而MTSAT-2与FY2E在总辐射衰减与辐射稳定性方面均较差。本文辐射归一化的结果能够有效校正FY2E和MTSAT-2卫星辐射性能的衰减与波动,为多源静止卫星协同反演定量遥感产品提供数据基础。3)开发了静止卫星可见光通道辐射性能评估模块,只需输入待评估卫星和参考卫星的影像数据参数,即可自动选取DCC目标,完成静止卫星的可见光通道辐射性能评估,评估结果对遥感数据的定量化应用和下一代静止卫星传感器的设计具有重要意义。

论文目录

摘要

abstract

第一章绪论

1.1 选题背景及意义

1.1.1 选题背景

1.1.2 研究意义

1.2 国内外研究进展

1.3 论文研究目标和研究内容

1.4 论文的组织结构

第二章数据介绍与预处理

2.1 常用的静止气象卫星介绍

2.2 静止卫星数据预处理

2.2.1 FY2E的业务定标

2.2.2 MTSAT的业务定标

2.2.3 GOES-13 的业务定标

2.2.4 Meteosat-9 的业务定标

2.3 参考传感器的选择与预处理

2.3.1 MODIS数据介绍

2.3.2 MODIS定标

2.4 小结

第三章静止卫星反射波段辐射性能评价

3.1 静止卫星反射波段辐射性能评价流程图

3.2 DCC目标判别与提取

3.3 评价指标

3.4 国产静止卫星FY2E反射波段辐射性能评价

3.5 欧洲静止卫星Meteosat-9 反射波段辐射性能评价

3.6 日本静止气象卫星MTSAT-2 反射波段性能评价

3.7 美国静止卫星GOES-13 反射波段辐射性能评价

3.8 静止卫星反射波段辐射性能综合比较

3.9 本章小结

第四章静止卫星反射波段辐射归一化与辐射评价模块研发

4.1 总流程介绍

4.2 BRDF校正

4.2.1 角度分布模型

4.2.2 厚冰云的角度分布模型

4.3 深对流云光谱曲线

4.4 光谱校正

4.5 基于DCC与 MODIS数据对静止卫星辐射归一化

4.6 MODIS及静止卫星辐射归一化及结果

4.8 静止卫星反射波段辐射性能评价模块

4.9 运行环境及设计理念

4.10 使用说明

4.11 本章小结

第五章结论与展望

5.1 研究成果

5.2 创新点概述

5.3 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间取得的成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 徐伟进

导师: 柳钦火,何彬彬

关键词: 深对流云,静止卫星,可见光通道,辐射评价,辐射归一化

来源: 电子科技大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 气象学

单位: 电子科技大学

分类号: P407

总页数: 71

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