黑河综合遥感联合试验涡动相关通量数据处理及产品分析黑河综合遥感联合试验涡动相关通量数据处理及产品分析

涡动相关通量数据的处理及质量控制是保证各涡动观测台站数据质量的重要步骤。“黑河综合遥感联合试验”(Watershed Allied Telemetry Experimental Research,WATER)从2007年底到现在连续观测积累了大量涡动相关通量观测资料。使用经过改进的EdiRe软件对盈科站、阿柔站和关滩站3个站点的原始涡动数据进行预处理和质量控制。通过异常值及野值点剔除、倾斜修正、超声虚温修正、时间滞后校正、频率响应修正和空气密度效应修正（WPL修正）等基本处理生成Level\|1数据产品;再通过大气状态平稳性检验、总体湍流特征检验以及湍流通量统计特征分析等初步质量控制,生成Level\|2数据产品。以盈科绿洲站2009年7月份涡动相关数据为例,着重介绍涡动相关数据处理过程中各校正方法的重要性及不同校正方法对湍流通量计算的贡献。结果表明：超声虚温修正后感热通量比修正前减少约7.7%;时间滞后校正后潜热通量和CO²通量分别增加了3.9%、2.7%;频率响应修正后感热通量、潜热通量及CO2通量分别增加了2.7%、10.5%、11.6%;WPL修正后潜热通量增加了1.7%,CO²通量减少了9.8%。最后将Campbell实时处理结果与Level\|1产品及Level\|2产品进行对比分析,并对黑河流域各涡动站做了总体数据精度评价,阿柔站数据质量最好,盈科站次之,关滩站较差。
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盐渍土介电特性及模型改进研究

基于控制试验对配制的具有不同含水量和含盐量的土壤样本进行介电特征量测和分析,同时结合Stogryn盐水介电模型和土壤溶液离子浓度、电导率、含水量和含盐量等参数对介电常数虚部的影响,将饱和度这个关键参量引入盐渍土介电模型中,提高盐渍土介电模型模拟精度。结果表明：①当土壤体积含水量较低时,土壤含盐量对介电常数的实部和虚部均未产生明显的作用。当土壤体积含水量较高时,介电常数实部则随着土壤含盐量的增加呈逐渐下降趋势,介电常数虚部以增加态势为主;②修正后的盐渍土介电模型可以较好地刻画介电常数变化特征。此外,将修正后的模型在白银采样点进行验证,同样取得较好的模拟结果,表明修正后的盐渍土介电模型对不同土壤类型具有一定的适用性。     

基于Spark的分布式青藏高原MODIS LST插值方法实现研究北大核心CSCD

受云等诸多因素的影响,青藏高原的MODIS LST数据通常存在大面积数据缺失,传统的插值方法很难达到理想效果,因此学者们研究了许多新方法,其中较好的一种是利用和缺失像元具有相似的LST变化特征的已知像元集估算缺失像元的LST,能够能实现高精度插值,但计算花费巨大,通常需要借助高性能计算机完成。将分布式计算引擎Spark应用于该方法,用一个普通计算机群来代替高性能计算机实现对青藏高原MODIS LST数据快速有效的插值,并对比分析了不同硬件条件、不同数据尺度下原方法和基于Spark实现的该方法两者的性能。结果表明:基于Spark的实现方案有效可行;当节点数和数据量较少时,后者的性能低于前者;随着硬件资源和数据量的增加,后者的性能表现更好并逐渐超过前者;使用新版的Spark编写代码或着将插值方法的代码编译成.so动态库再通过Spark调用,可以进一步提高该方案的插值性能。     

基于Himawari-8的气溶胶反演研究

为获取中国区域高时空分辨率、高精度的气溶胶光学厚度（AOD）产品。基于Himawari-8卫星数据和MODIS地表反射率产品,反演了中国区域2018年4月~2019年4月逐10分钟的AOD,该方法可同时对暗像元、亮像元区域进行反演。依托全球气溶胶观测网（AERONET）中国境内的6个观测站数据,对反演结果进行一致性检验,同时将AOD反演结果与Himawari-8官方最新发布的AOD产品（020版）进行对比。结果表明：①红蓝比值法AOD反演结果与AERONET AOD之间相关性很高,除包头站外,其余5个站点的相关系数R在0.728~0.863之间,EE（误差期望）范围内样本点百分比在47.7%~68.6%之间,与Himawari-8 AOD产品相比有很大优势;②红蓝比值法AOD反演结果与AERONET AOD在时间序列走势上基本一致,但在AOD >1时,反演结果较AERONET AOD偏高。Himawari-8 AOD春夏季走势相对于AERONET AOD较为一致,但由于秋冬季Himawari-8 AOD有明显的日变化,且日变化较大,其走势与AERONET AOD偏离较大;③红蓝比值法AOD反演结果与MODIS AOD产品空间分布基本一致,AOD反演结果总体较MODIS AOD略为偏低。在冬季时红蓝比值法反演范围较MOD04_3K AOD的反演范围广;④红蓝比值法AOD在冬春季的北方高反射率地表区域的反演结果精度和反演范围较Himawari-8 AOD产品和MOD04_3K产品有很大优势。     

黑河综合遥感联合试验研究进展:概述

“黑河综合遥感联合试验”是在我国典型的内陆河流域--黑河流域开展的大型航空、卫星遥感和地面同步观测试验。28个单位的280多名科研人员、研究生和工程技术人员参加了试验。介绍了2008年加强试验期以来的研究工作进展。“黑河综合遥感联合试验”最主要的成果是一套多尺度、高质量的综合观测数据集,该数据集已正式对外发布,十分有力地支持了一系列生态、水文、定量遥感模型的发展、改进和验证,试验所期望突破“数据瓶颈”的目标已经实现。此外,已在积雪参数提取、地表冻融微波遥感、森林结构参数的遥感反演、蒸散发观测与遥感估算、土壤水分反演、生物物理参数和生物化学参数反演、水文气象观测、尺度推绎、流域水文模拟和同化应用等方面取得了丰富的研究成果。试验亮点包括蒸散发观测及其遥感模型改进、机载激光雷达的应用、多角度热红外传感器研制和应用;航空遥感在获取高质量、高分辨率数据方面依然具有不可替代的作用。     

Himawari-8气溶胶产品的验证及应用

为准确分析中国地区气溶胶空间分布与时间变化特征规律，首先利用中国地区9个AERONET（Aerosol Robotic Network）地基站点观测资料对新一代静止气象卫星Himawari-8气溶胶光学厚度（Aerosol Optical Depth, AOD）产品数据进行一致性验证，并在此基础上选取2015年7月至2018年4月Himawari-8逐小时AOD数据分析了中国地区气溶胶光学厚度时空变化特征。结果表明：①Himawari-8 AOD与AERONET AOD之间相关性很高，9个站点的相关系数R在0.64 ~ 0.91之间，拟合曲线斜率k的范围为0.57 ~ 0.68。②Himawari AOD产品与AERONET AOD的相关性在中午时段较其他时段相对较低；北方地区Himawari-8 AOD冬季反演效果与夏季相比较差，南方地区则相反。③中国地区年平均AOD呈东高西低分布，春、夏两季AOD明显高于秋、冬两季，其中夏季最高，春季次之；地区间AOD月变化差异也较大；大部分地区AOD日变化呈现先下降后上升再下降的趋势，AOD最高值出现在午后14 ~ 16时，最低值出现在18时。研究结果为了解中国地区大气气溶胶的时空变化规律和全天时的大气污染监测方法提供新的参考。     

埃及“莎克尔”80火箭弹系统

埃及的”莎克尔”80式地对地火箭弹系统是阿拉伯工业化组织(AOI)所属的“莎电尔”工厂研制的。其目的是为了取代多年前由苏联提供的 FROG-7型地对地火箭弹,因为它们的发射架的寿命行将到期。“莎克尔”80火箭弹可以用来压制80公里以外的敌人目标,包括敌指挥通信中心、防空连、部队及装甲车辆集结地以及敌第二梯队。该火箭弹可以根据打击     

黑河流域中上游水热通量足迹模型的对比分析

遥感技术是获取区域地表水热通量的重要手段,利用地面观测值对遥感估算水热通量进行验证时,存在空间尺度不匹配的问题,结合足迹分析可以较好地解决这一问题,为遥感蒸散发模型提供空间尺度匹配的验证数据。利用黑河流域上游阿柔超级站和中游大满超级站的涡动相关仪观测数据,对常用的3种水热通量足迹模型Kormann&Meixner （KM） 模型、Kljun模型和Hsieh模型的输入参数进行了敏感性分析,并比较和分析了3个模型单时次和日尺度的足迹结果差异,为足迹模型的合理选用提供参考依据,以服务于数据质量判别和遥感模型的验证。结果表明：①奥布霍夫长度（L）是KM模型和Hsieh模型的敏感因子, L值变化时,Hsieh的足迹结果变化大于KM,而Kljun模型对L的敏感程度不高;观测高度（z_m）和侧向风速标准差（σ_v）也是3个模型的敏感因子。②单时次30 min尺度上,KM和Hsieh的通量贡献源区大小和形状吻合较好,但与Kljun足迹结果存在显著差异;Kljun的源区范围明显较小,上风向通量贡献峰值明显大于KM和Hsieh,且上风向通量贡献峰值的位置明显小于另外两个模型。③日尺度上,3种足迹模型的水热通量源区形状相似,Kljun模型的源区范围最小。实验结果为足迹模型的合理选用提供参考依据,以服务于碳、水热通量数据质量判别和遥感模型的验证。     

Himawari-8气溶胶产品的验证及应用

为准确分析中国地区气溶胶空间分布与时间变化特征规律,首先利用中国地区9个AERONET（Aerosol Robotic Network）地基站点观测资料对新一代静止气象卫星Himawari-8气溶胶光学厚度（Aerosol Optical Depth, AOD）产品数据进行一致性验证,并在此基础上选取2015年7月至2018年4月Himawari-8逐小时AOD数据分析了中国地区气溶胶光学厚度时空变化特征。结果表明：①Himawari-8 AOD与AERONET AOD之间相关性很高,9个站点的相关系数R在0.64 ~ 0.91之间,拟合曲线斜率k的范围为0.57 ~ 0.68。②Himawari AOD产品与AERONET AOD的相关性在中午时段较其他时段相对较低;北方地区Himawari-8 AOD冬季反演效果与夏季相比较差,南方地区则相反。③中国地区年平均AOD呈东高西低分布,春、夏两季AOD明显高于秋、冬两季,其中夏季最高,春季次之;地区间AOD月变化差异也较大;大部分地区AOD日变化呈现先下降后上升再下降的趋势,AOD最高值出现在午后14 ~ 16时,最低值出现在18时。研究结果为了解中国地区大气气溶胶的时空变化规律和全天时的大气污染监测方法提供新的参考。     

基于粒子群算法的灰度相关图像匹配技术

首先对图像匹配问题进行了描述,接着简单介绍了标准粒子群优化算法及其一些基本概念。最后,引出如何运用粒子群优化算法来求解图像匹配问题。对实验结果的分析表明：基于粒子群优化算法的图像匹配算法能够在不失匹配精度的条件下,克服一般图像匹配方法运算量大、耗时长的缺点,满足实际运用中匹配精度和速度的要求。