气象卫星数字资料积雪服务软件系统第一部分——积雪判识分析系统研究

本文介绍了利用NOAA气象卫星资料进行积雪监测的初步方法及其软件系统,在晴空条件下,将资料加工成0。6分的正方形投影文件,利用图象处理技术和计算机技术并结合目视解译,找出了对于不同空间分布,海拔高度和积雪情况的判识门槛值,制作了提供研究的各种图件,如高程——积雪面积,高程——亮度温度等多种曲线,并利用4×4抖动技术在CGA显示器上显示了AVHRR图象,使对积雪的判识变得快速、简便。     

合成孔径雷达积雪参数反演研究进展

积雪是影响辐射平衡、水资源等全球能量与水循环的重要参数,遥感是监测积雪时空分布特征及其变化趋势的重要手段.合成孔径雷达（SAR）以其全天时、全天候能力,成为积雪遥感中重要的研究方向.本文从SAR与积雪的特性、积雪的散射模型、基于强度和相位信息的积雪参数反演等方面,针对SAR积雪参数反演方法的理论、技术进行总结和分析,指出了目前利用SAR数据反演积雪的研究现状和存在的问题,并对未来的研究方向进行了讨论.     

EOS／MODIS卫星资料在青海省积雪遥感监测业务中的应用

本文主要探讨了目前新一代环境监测系统-EOS／MODIS卫星数据在青海省积雪业务监测中的应用及其优势；重点讨论了基于EOS／MODIS资料的积雪卫星遥感监测方法与雪深监测模式，并初步建立了适于青海省本地应用的NDSI雪深分级模式。以此为基础，讨论利用该卫星资料进行本省积雪业务化监测服务的内容与范围。     

一种基于卫星遥感与地面测站数据融合技术的雪深动态反演方法

提出了一种新的基于被动微波遥感和地面测站数据融合技术的雪深动态反演方法.这种新方法不再依赖单一的地面测站数据或卫星遥感数据,而是利用它们联合建立雪盖可信度指数,共同确定雪盖分布;然后在此基础上采用时空距离权重法设定反演系数动态参数化方案,反演雪深.这种雪深反演方法具有以下特点:针对不同时空条件下反演系数的动态差异问题,提出利用实时测站观测雪深,灵活调整雪深反演系数的解决方案,使反演系数具备随时空动态调整的能力,这是与静态反演方法最大的区别;充分利用了被动微波遥感数据时空连续性好的优势,能够在测站稀少的西部高山地区反演出空间分辨率相对较高的雪深数据,这是地面观测无法做到的.初步检验结果显示,该方法较明显地提高了中国西部高原地区和东部雪盖南缘区的反演精度,并克服了原有融合方法在中国西部雪盖面积偏小的问题,有效避免了静态反演方法在高山地区严重高估而平原地区低估雪深的问题,实现了被动微波遥感和地面观测数据的有效融合,扩大了雪深监测的有效范围     

MODIS数据在青海省积雪监测中的应用

本文主要探讨目前EOS/MODIS卫星数据在青海省监测积雪业务中的应用,讨论青海省云、雪等自然界面的光谱特征,提出利用积雪指数NDSI,鉴别雪、冰和云的方法,以及积雪分布图的制作和积雪面积的提取处理流程。     

2000～2014年西藏高原积雪覆盖时空变化

利用MODIS/Terra积雪产品MOD10A2较系统地分析了2000~2014年西藏高原(以下简称高原)积雪面积和覆盖率的时空变化特点,并与同期主要气象要素之间的关系进行了研究。主要结论如下:(1)高原平均积雪面积是19.0×10⁴km²,占整个高原面积的15.8%,其中冬季最大,为高原总面积的23%,其次是春季(22%)和秋季(16%),夏季最小(5%);(2)过去14a高原年平均积雪面积呈现微弱减少态势,其中秋冬两季积雪面积略显上升趋势,春季略有减少,夏季减少趋势显著,积雪面积变化与气温之间存在负相关关系,与同期降水量之间的关系不大;(3)2000~2014年,羌塘高原北部和西南喜马拉雅山脉积雪覆盖率增加趋势明显,而在那曲东南部、喜马拉雅山脉东段和阿里地区北部积雪覆盖率减少趋势明显;(4)高原积雪覆盖变率具有明显的空间差异,且由春秋两季主导,秋季年际变率要大于春季,高原中东部和周围高大山脉及其附近是高原积雪覆盖年际变率最大的区域,而雅鲁藏布江中下游谷地、藏东南干暖河谷以及藏北高原中西部是年际变率最小的地区;(5)积雪年际变率大值区是高原主要的牧区和雪灾频发区,是高原积雪监测和防灾减灾的重点。     

基于AVHRR资料的内蒙古积雪监测业务系统

基于NOAA—AVHRR/3数据,通过分析NOAA/AVHRR资料中云和雪的光谱特征,在已有的研究成果基础上做了大量的试验分析,建立了内蒙古地区日、旬积雪自动监测算法程序和流程。积雪监测算法以概率结合阈值法为基础,采用FORTRAN77语言编写了相应软件程序,以及特殊情况下的手动监测算法程序和流程,实现对内蒙古地区冬季雪盖的日、旬定期和定时监测。该系统对于监测内蒙古地区的雪盖有较好的效果。     

基于MODIS资料的西藏遥感积雪监测业务化方法

雪灾是西藏地区藏北一线、南部边缘地区对牧业生产影响最严重的灾害之一,利用卫星遥感资料开展积雪监测,提供监测信息产品具有重要的现实意义.利用拉萨接收站接收的中分辨率成像光谱仪(MODIS)卫星遥感资料对西藏高原积雪的监测方法进行了探讨,找出适合该地区的积雪判别模式,建立MODIS资料为基础的积雪监测系统.基于MODIS数据计算得出的归一化差分积雪指数(NDSI)和归一化植被指数(NDVI)与1、2、4、6通道等相结合,建立积雪监测模型是可行的;得出的积雪判识方法对于西藏地区有较高的适用性,如结合地表土地利用类型数据将有林区和非森林区分开计算,能较好地消除藏东南地区因地势复杂、森林茂密对NDSI的影响.     

基于GIS的浙江省积雪遥感监测与评估研究

针对2008年初浙江省遭受的持续性大范围低温雨雪冰冻天气,利用MODIS数据,综合运用遥感和地理信息系统技术对积雪的发生、发展和消融特征进行深入研究,在探讨云和积雪区分关键技术的基础上,建立积雪指数模型提取积雪专题信息,对积雪覆盖进行动态监测,同时利用DEM分地区分析各海拔高度带的积雪覆盖情况,探讨其消融变化特征,最后用雪灾前后△NDVI的方法结合地面实地调查,对林区进行灾情初步评估。研究结果表明,积雪的消融大致呈负指数减少趋势,起初各海拔高度带积雪覆盖比例呈中间多两头少的特征,即海拔300～900 m的中等海拔高度上积雪覆盖率较高,达70%以上,在300 m以下及900 m以上海拔高度带积雪覆盖率为50%左右,随着积雪的慢慢消融,各高程带间的积雪面积差逐渐减小,消融速度较之前明显减缓,表现出较稳定的下降趋势后再继续融化的特点,至2月16日,积雪覆盖比例与高程带呈正向一致性,即海拔越高,积雪覆盖越大,2月17日海拔500 m以下积雪已基本消融,20日700 m以下积雪基本消融,至2月29,全省基本无积雪。林区受灾的严重程度主要与积雪覆盖时间及林区海拔高度有关。利用遥感和地理信息系统技术在南方开展雪情分析、动态监测及灾后评估工作,对地方防灾减灾具有重要的指导意义。     

利用地基GPS反演积雪深度

利用全球导航卫星系统反射信号研究测站周边地表环境参数是近年来遥感领域的研究热点之一。利用测量型全球导航卫星信号接收机数据,实时获取其周边的积雪深度,是对现有降雪监测方法的有效补充。该文基于GPS信噪比与信号振幅的变化特征,研究了使用GPS信噪比观测值进行雪深探测的算法,并首次使用国家气象观测站的业务观测数据对地基GPS反演雪深算法进行了验证。对比试验使用近两个月的人工积雪深度测量值与GPS信号反演的积雪深度值进行了逐日比较,二者的吻合度较好,标准偏差为2.04cm,相关系数为0.94。该对比试验表明,利用常规测量型地基GPS接收机观测数据进行雪深探测是可行的。应用地基GPS反演雪深技术,气象部门基于现有的地基GPS水汽监测网可进一步开展积雪环境监测研究。     

MODIS积雪遥感监测系统的研制

利用MODIS高光谱、多波段资料和气象台站观测资料，以逐步判别与Bayes判别等数学统计的方法结合不同目标物的光谱特性，同时考虑下垫面条件和季节等对积雪深度分布的影响，建立MODIS积雪深度回归模型；以面向对象的编程技术，采用Microsoft Visual C＋＋．NET软件开发工具，通过“类”概念的设计方法，建立MODIS积雪遥感监测业务系统，计算出积雪面积、覆盖度、各层雪深、雪水当量等多个反映测区积雪总量的物理参数，制作出各类积雪产品。该系统投入业务试运行后，系统运行稳定可靠并在2006年度冬季北疆地区雪灾监测服务和2006年新疆春季洪涝灾害决策服务中发挥了重大作用。     

基于EOS/MODIS积雪遥感监测的北疆冬季人工增雪效果分析

在EOS/MODIS积雪遥感监测的基础上,运用图示分析法、序列试验法、区域对比试验法,分析了2006—2008年冬季在北疆进行的飞机人工增雪作业效果。研究结果表明,作业效果明显,作业可行;利用积雪遥感监测数据进行人工增雪效果评价的方法,能够客观地反映作业区域的积雪变化情况,可用于飞机人工增雪作业效果的评价业务。     

EOS/MODIS遥感数据与应用前景

美国地球观测系统（EOS）的TERRA和AQUA卫星的中分辨率成像光谱仪（MODIS）具有36个波段和250－1000m地表分辨率，采取直接广播的形式下发数据，免费接收使用。MODIS遥感数据可广泛应用于地表覆盖变化、生物生产力和生态环境监测、气候预测和自然灾害监测（包括洪涝、干旱、森林草原火灾、雪灾、荒漠化）等领域。     

气象卫星遥感资料在积雪监测中的应用

介绍了在地区级气象台站采用气象系统 92 1 0工程下发的FY 1D卫星遥感数据 ,在短红外波段的基础上建立多光谱提取积雪信息的计算方法及监测模型 ,并以2 0 0 2年 1 1月至 2 0 0 3年 5月新疆积雪遥感监测为例 ,介绍了卫星遥感监测积雪深度和积雪覆盖面积的方法 ,分析了积雪覆盖特征和变化规律。     

遥感火灾监测光谱数据的分析与应用

本研究选取了新疆的EOS卫星遥感10个火灾监测实例,利用MODIS数据处理平台,辅助地理信息系统、ENVI软件,对火场光谱分布、通道性能等进行了深入分析。结果表明:在近红外波段,7通道比6通道,明火区反射率峰值总体高出80%～250%。7通道对地面热源反映非常敏感,明火区光谱数据与周围地物光谱数据有显著差异;在中红外波段,21通道不易饱和,该通道独立性、量化程度都非常突出;在远红外波段,31通道对热源反映不敏感性质尤为突出。     

MODIS遥感数据在我国台湾海峡海雾监测中的应用

海雾是一种常见的灾害性天气现象。以我国台湾海峡为示范研究区, 利用新一代卫星传感器MODIS的可见光和红外探测通道数据, 在分析海洋、中高云、低云和海雾等不同下垫面的MODIS光谱辐射特征基础上, 选择对海雾具有敏感反应的探测通道, 通过综合判识建立台湾海峡海雾遥感监测模型。利用该模型对2004-2007年我国台湾海峡海雾事件进行监测, 并用福建沿海5个地面气象观测站的能见度数据对监测结果进行验证分析。结果表明:基于MODIS数据的海雾遥感监测模型能够较准确地对台湾海峡海雾分布和发展过程进行监测, 从地面观测数据与卫星监测结果对比验证来看, 海雾监测的准确率可达80 %以上, 具有较高的业务化应用前景。     

卫星遥感在秸秆焚烧监测中的应用

通过对MODIS光谱特征的分析，提出了一种综合运用3S技术进行秸秆焚烧动态监测的资料处理流程和量化判识指标。通过在关中地区2004年麦秸秆焚烧监测中的应用，效果良好，为政府部门迅速、准确地了解全省秸秆焚烧情况，提高预警能力和监督检查的效率提供了科学依据。     

洪涝监测遥感图像识别及数据转换

利用NOAA／AVHRR资料监测的洪涝共域显示图，通过文件格式的转换，在地理信息系统ArcView3.1平台上，进行基于地理信息系统洪涝区内各类下垫面面积评估。主要技术包括：用边缘检测法进行洪涝区域的识别；麦卡托投影经纬度坐标转换成高斯－克吕格投影公里网格坐标；阐述写Shapefile文件的注意问题，并以1995年8月4日辽宁洪涝灾害为例进行了说明。     

基于ENVI二次开发的遥感雪面温度反演方法

针对MODIS数据的分裂窗算法进行了简要介绍,通过ENVI(ENvironment for Visualizing Images)二次开发,实现了直接利用MODIS lB数据进行雪面温度反演。在ENVI二次开发环境下,编程实现了该算法,并给出了具体的数据反演处理流程。以我国新疆北部为例,将反演结果与气象站雪面温度观测资料对比。结果表明:系统反演得到的雪面温度分布规律与观测资料一致,反演的平均误差为1.73℃,基本反映了北疆地区的雪面温度分布情况;利用ENVI二次开发可以实现遥感数据的批量处理,从而快速准确地得到一个长时间序列的结果。