地表参数的多源遥感信息综合定量反演

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1、柳钦火柳钦火遥感科学国家重点实验室遥感科学国家重点实验室中国科学院遥感应用研究所中国科学院遥感应用研究所2006.9.6报告提纲报告提纲1.地表参数遥感反演研究国内外现状地表参数遥感反演研究国内外现状2.“遥感反演系统遥感反演系统”研究进展研究进展3.面临的机遇与挑战面临的机遇与挑战4.多星多源遥感综合反演技术平台多星多源遥感综合反演技术平台1. 地表参数遥感反演研究国内外现状对地观测，即对地观测，即earth observing起源于八十年代中期美国空间站对地起源于八十年代中期美国空间站对地观测系统（观测系统（EOS）。）。 目前较大的卫星计划主要有：目前较大的卫星计划主要有：l美国美国EO

2、S计划（发展为计划（发展为ESE计划）计划）l欧空局的卫星计划欧空局的卫星计划Living Planet计划计划l全球综合对地观测系统全球综合对地观测系统GOESSl我国的气象、海洋、资源、环境减灾、小卫星计划我国的气象、海洋、资源、环境减灾、小卫星计划l 高分辨率对地观测专项高分辨率对地观测专项 目前国内外定量遥感已经取得很大进展，地表参数遥感目前国内外定量遥感已经取得很大进展，地表参数遥感反演产品与传感器有关，很多传感器都有自己的产品体系。反演产品与传感器有关，很多传感器都有自己的产品体系。地表参数的定量遥感反演结果展示ATSR的多年的多年SST产品产品通过ATSR海温产品对EI Nino

3、的观测地表参数的定量遥感反演结果展示地表参数的定量遥感反演结果展示地表参数的定量遥感反演结果展示地表参数的定量遥感反演结果展示MODIS 大气产品大气产品地表参数的定量遥感反演结果展示地表参数的定量遥感反演结果展示MODIS海洋产品：海面温度与叶绿素产品海洋产品：海面温度与叶绿素产品地表参数的定量遥感反演结果展地表参数的定量遥感反演结果展示示MODIS陆地产品：叶面积指数陆地产品：叶面积指数地表参数的定量遥感反演结果展地表参数的定量遥感反演结果展示示VEGETATION全球变化产品全球变化产品MISR产品：产品：LAI,FPAR,NDVI,OPTICAL DEPTH2. “遥感反演系统”研究进

4、展 “遥感反演系统遥感反演系统”主要在主要在863课题课题“对地观测系统对地观测系统技术技术”支持下，由中科院遥感所与北京师范大学联合支持下，由中科院遥感所与北京师范大学联合开发完成。它是以开发完成。它是以MODIS 数据为主要遥感数据源，具数据为主要遥感数据源，具有数据管理、图像预处理以及多种参数定量反演的功有数据管理、图像预处理以及多种参数定量反演的功能。能。 针对中国区域性特点针对中国区域性特点 多年研究的成果总结多年研究的成果总结 后期研究发展的平台后期研究发展的平台 满足用户的需求满足用户的需求 以以EOS/MODIS为主要遥感数据源，以为主要遥感数据源，以1公里尺度地表参数公里尺度

5、地表参数定量遥感产品为目标，开发定量遥感产品为目标，开发“RSIS遥感反演系统（遥感反演系统（1.0）”，2003年进行软件产权登记，在科技部年进行软件产权登记，在科技部2003年遥感软件评测中被年遥感软件评测中被评为评为“优秀软件优秀软件”，目前国内用户，目前国内用户40余家。功能包括：余家。功能包括：l数据管理模块：实现对数据组织管理，以及数据的导入数据管理模块：实现对数据组织管理，以及数据的导入导出。导出。l数据预处理模块数据预处理模块:去云处理、辐射纠正、大气纠正、几何去云处理、辐射纠正、大气纠正、几何纠正与图像匹配等功能。纠正与图像匹配等功能。l大气气溶胶与大气水汽含量反演模块大气气

6、溶胶与大气水汽含量反演模块l 地表二向反射率与地表反照率反演模块地表二向反射率与地表反照率反演模块l 植被指数提取、叶面积指数反演模块植被指数提取、叶面积指数反演模块l 地表发射率与温度反演地表发射率与温度反演l FPAR、NPP的遥感定量估算的遥感定量估算l 地表感热通量与地表蒸散遥感定量估算地表感热通量与地表蒸散遥感定量估算l土地覆盖信息综合提取模块土地覆盖信息综合提取模块遥感反演系统遥感反演系统RSIS1.0RSIS1.0l软件界面软件界面几 何 纠 正大 气 纠 正反 照 率 反 演地 表 温 度 反 演叶 面 积 指 数 反 演云 检 测水 汽 反 演PA R地 表 蒸 散N PP数

7、 据 预 处 理大 气 参 数 反 演地 表 参 数 反 演应 用 产 品气 溶 胶 反 演。 。 。 。 。 。 。 。 。薄薄云云和和云云的的边边缘缘 原原始始图图像像高高云云检检测测低低云云检检测测可可见见光光通通道道检检测测 最最终终检检测测结结果果针对高云、低云、薄云和厚云以及云的中心和边缘地带分别使用不同针对高云、低云、薄云和厚云以及云的中心和边缘地带分别使用不同的方法进行检测。检测中合理设置了基于的方法进行检测。检测中合理设置了基于MODISMODIS图像的阈值。图像的阈值。 使用云雪辐射差异指数解决了可见光检测中云和雪及其它亮度较大使用云雪辐射差异指数解决了可见光检测中云和雪及

8、其它亮度较大的地表的区分问题，以及红外通道中低云和温度较低的地表的区分。的地表的区分问题，以及红外通道中低云和温度较低的地表的区分。云检测云检测 系统能够反演气溶胶光学厚度与大气水汽含量，并利用它们，使系统能够反演气溶胶光学厚度与大气水汽含量，并利用它们，使用用6S模型进行大气纠正。模型进行大气纠正。 通过反演结果可以大致看出，通过反演结果可以大致看出，12日降雨过后，随时间气溶胶光学厚度逐日降雨过后，随时间气溶胶光学厚度逐渐增加。通过与实测数据比较，发现反演结果与实测数据基本一致。渐增加。通过与实测数据比较，发现反演结果与实测数据基本一致。 大气参数反演大气参数反演RSIS结果 NASA产品

9、黑半球第一波段MODIS反照率 从反演失败像元看，从反演失败像元看，NASA 产品反演结果失败像元有产品反演结果失败像元有8096个，个，占总像元数的占总像元数的4.6%，而我们的反演结果没有失败像元。，而我们的反演结果没有失败像元。 通过通过16天经过配准的天经过配准的7个通道的反射率数据以及土地覆盖类型数个通道的反射率数据以及土地覆盖类型数据、先验知识库和核函数积分查找表，生成为据、先验知识库和核函数积分查找表，生成为7通道的反射率中间通道的反射率中间产品和全波段反照率产品。产品和全波段反照率产品。 0-0.01 0.01-0.03 0.03-0.06 0.06-0.090.09-0.1