MODIS BRDF/Albedo数据在中国温度模拟中的应用 被引量：10

1

作者 张学珍 郑景云 +1 位作者 何凡能 王鐯森 《地理学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第3期356-366,共11页

地表反照率直接影响地表辐射平衡,进而改变当地温度(2m气温,下同),然后还可能通过大气平流过程影响下游地区的温度。为揭示利用实时更新的地表反照率替换WRF(Weather Research and Forecasting)模式的静态地表反照率对中国大陆温度模拟... 地表反照率直接影响地表辐射平衡,进而改变当地温度(2m气温,下同),然后还可能通过大气平流过程影响下游地区的温度。为揭示利用实时更新的地表反照率替换WRF(Weather Research and Forecasting)模式的静态地表反照率对中国大陆温度模拟结果的影响,本文进行了两组为期6年(2002-2007年)的连续积分试验:控制试验(CT试验)采用短波波段地表反照率,取自WRF模式推荐的地表参数数据集;敏感试验(MD试验)采用分波段的(可见光和近红外)地表反照率,取自MODIS BRDF/Albedo数据产品。试验结果表明,CT试验能够模拟中国温度的基本空间格局,但是模拟温度相对于观测温度有明显偏差,青藏高原南部的模拟温度偏低(负偏差),最大偏低幅度为1.03℃,出现在秋季,东部地区的模拟温度偏高(正偏差),最大偏高幅度达3.4℃,出现在春季;MD试验模拟结果的正、负偏差格局与CT试验基本相似,但是与CT试验相比,MD试验模拟的青藏高原南部温度的负偏差更大,最大为1.32℃,而模拟的东部地区温度的正偏差明显减小,最大为2.97℃,这说明MD试验比CT试验模拟的温度普遍偏低。在青藏高原,这主要归因于MD试验比CT试验的地表反照率大,使得地表净辐射少,地表感热少,致使温度偏低;在中国东部的黄淮海至江南丘陵区,这主要归因于MD试验中北方蒙古高原的地表反照率比CT试验的大,使得MD试验中该地区的地表净辐射少,地表感热少,温度低,然后通过南下冷平流过程致使位于其下游的黄淮海至江南丘陵区温度降低。 展开更多

关键词 brdf/albedo数据 地表反照率 WRF模式 中国大陆 温度模拟

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基于BRDF原型反演地表反照率 被引量：10

2

作者 张虎 焦子锑 +3 位作者 董亚冬 黄兴英 李佳悦 李小文 《遥感学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第6期1475-1491,共17页

先验知识在遥感反演中起到重要的作用,本文首先根据各向异性平整指数AFX和地表多角度观测数据集建立了BRDF二向性反射分布函数原型库,然后介绍了以BRDF原型作为先验知识的提取多角度数据地表反照率的原型反演算法,为验证算法的精度,将... 先验知识在遥感反演中起到重要的作用,本文首先根据各向异性平整指数AFX和地表多角度观测数据集建立了BRDF二向性反射分布函数原型库,然后介绍了以BRDF原型作为先验知识的提取多角度数据地表反照率的原型反演算法,为验证算法的精度,将原型反演及全反演算法拟合验证数据子集得到的反照率与MODIS全反演算法拟合完整数据集得到的结果作比较。结果对比表明,观测天顶角在40°以内时,非垂直主平面的观测数据能够代表部分地表的各向异性反射特征,此时原型反演算法的最大平均绝对误差为0.036,相对精度比全反演算法高约5%—10%;当数据位于垂直主平面时,观测信息量严重不足,此时原型反演算法结果相对较稳定,而全反演算法的最大绝对误差高达0.18。综上所述,原型反演算法能够在整个采样空间范围内对BRDF进行约束,对观测数据位置分布的依赖较小,抗噪声能力强,在反演观测信息不足的多角度数据时,结果精度优于全反演算法。 展开更多

关键词 各向异性平整指数AFX brdf原型 原型反演 MODIS全反演 反照率

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利用BRDF原型和单方向反射率数据估算地表反照率 被引量：12

3

作者 张虎 焦子锑 +2 位作者 董亚冬 李佳悦 李小文 《遥感学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第3期355-367,共13页

地表反照率是影响地表能量收支平衡的决定性参数之一,精确反演地表反照率需要考虑地表各向异性反射特征。本文尝试以双向反射分布函数BRDF原型为地表各向异性反射的先验知识,通过单方向反射率反演地表反照率。首先根据地面实测及MODIS... 地表反照率是影响地表能量收支平衡的决定性参数之一,精确反演地表反照率需要考虑地表各向异性反射特征。本文尝试以双向反射分布函数BRDF原型为地表各向异性反射的先验知识,通过单方向反射率反演地表反照率。首先根据地面实测及MODIS多角度反射率数据对反演方法进行分析和精度评价,然后借助MODIS BRDF产品统计出研究区的主导BRDF原型,并联合环境一号卫星(HJ-1)单方向反射率数据反演30 m地表反照率,最终将结果与地表实测数据进行比较。结果表明:BRDF原型对BRDF的变化进行了约束,且能够适用于几十米尺度的遥感数据反照率的反演;不同级别的各向异性反射特征的分布是不均一的,借助于主导BRDF原型能够使大部分样本的地表反照率满足精度要求;利用研究区MODIS BRDF产品统计得到的主导BRDF原型为先验知识,通过HJ-1数据反演得到的地表反照率与地表实测反照率有较高的一致性,而朗伯假定条件下的反照率高于实测结果。本文算法简单高效,可为产生全国范围的中高分辨卫星反照率产品提供有价值的算法参考。 展开更多

关键词 HJ-1 MODIS 方向反射率 反照率 双向反射分布函数brdf AFX brdf原型

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新几何光学核驱动BRDF模型反演地表反照率的算法 被引量：25

4

作者 杨华 李小文 高峰 《遥感学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第4期246-251,共6页

MODIS的反照率和二向反射产品由基于核驱动模型的AMBRALS程序提供。目前AMBRALS算法系统中所用的描述几何光学散射的核为LiSparseR核。新提出的一个几何光学核—LiTransit核兼有LiSparse核向LiDense核过渡的优点 ,比LiSparseR核更符合... MODIS的反照率和二向反射产品由基于核驱动模型的AMBRALS程序提供。目前AMBRALS算法系统中所用的描述几何光学散射的核为LiSparseR核。新提出的一个几何光学核—LiTransit核兼有LiSparse核向LiDense核过渡的优点 ,比LiSparseR核更符合几何光学模型的基本原理。验证结果表明 :与LiSparseR核比较 ,RossThick—LiTransit的核组合更能反映直入扇出反照率随太阳天顶角变化的趋势。因此在下一代的AM BRALS算法系统中 ,将用新的LiTransit核取代LiSparseR核。目前AMBRALS算法系统为了快速处理每天大量的数据 ,用多项式拟合核的半球积分。因此 ,为了替换LiSparseR核 ,同时又不影响整个算法的系统性 ,本文研究了LiTransit核的多项式拟合。结果表明 :拟合的多项式与核半球积分的相关性很好。 展开更多

关键词 几何光学 brdf模型 地表反照率 核驱动模型 LiTransit核 MODIS AMBRALS

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业务化MODIS BRDF模型对冰雪BRDF/反照率的反演能力评估 被引量：5

5

作者 丁安心 焦子锑 +5 位作者 董亚冬 张小宁 何丹丹 崔磊 尹思阳 常雅轩 《遥感学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第6期1147-1158,共12页

全球MODIS冰雪反照率产品在定量遥感中有着广泛应用,但由于该产品的业务化算法是建立在表征植被-土壤系统基础上的罗斯表层(RT)李氏稀疏互易核(LSR)的二向性反射分布函数(BRDF)模型(简称为RTLSR),因此该模型对冰雪的二向性反射及反照率... 全球MODIS冰雪反照率产品在定量遥感中有着广泛应用,但由于该产品的业务化算法是建立在表征植被-土壤系统基础上的罗斯表层(RT)李氏稀疏互易核(LSR)的二向性反射分布函数(BRDF)模型(简称为RTLSR),因此该模型对冰雪的二向性反射及反照率的反演能力有待评估。本文基于地球反射极化和方向测量仪(POLDER)的多角度冰雪反射率数据,综合评估了RTLSR模型在表征冰雪二向反射及反演反照率等方面的能力。为量化评估结果,本研究基于渐进辐射传输(ART)模型,从POLDER冰雪数据中筛选出高质量数据,使用ART模型拟合的高质量结果作为参考,比较结果表明:(1)在表征冰雪方向性散射方面,RTLSR模型整体拟合精度较低。在1020 nm波段,其均方根误差(RMSE)最大可达到0.0498,相较于ART模型的拟合结果偏高了约53.70%;(2)在反演冰雪反照率方面,RTLSR模型与ART模型反演结果也存在差别,其决定系数为0.529,均方根误差为0.0333,偏差为-0.0274,基于RTLSR模型的反演结果低估了ART模型的反演结果。为了使核驱动模型能更准确地表征冰雪BRDF特征和反演反照率,该模型需要针对冰雪散射特点进行进一步的发展。 展开更多

关键词 POLDER brdf RTLSR ART 冰雪反射特征 冰雪反照率 模型评估

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机载WIDAS地表观测的BRDF原型反演算法验证 被引量：1

6

作者 何丹丹 焦子锑 +3 位作者 董亚冬 张小宁 张虎 丁安心 《遥感学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期620-629,共10页

地表反照率表征地面对太阳辐射的反射能力,在地表能量平衡中起着重要的作用。2008年黑河的WATER实验中,针对机载红外广角双模式成像仪(WIDAS)观测角度小的特点,发展了一种基于MODIS二向性反射分布函数(BRDF)原型估算WIDAS反照率的算法... 地表反照率表征地面对太阳辐射的反射能力,在地表能量平衡中起着重要的作用。2008年黑河的WATER实验中,针对机载红外广角双模式成像仪(WIDAS)观测角度小的特点,发展了一种基于MODIS二向性反射分布函数(BRDF)原型估算WIDAS反照率的算法。然而,在2012年黑河HiWATER实验中,WIDAS的观测角度范围由早期30°观测天顶角升级为最大观测天顶角52°,这一改造对数据预处理(辐射定标、大气校正和多角度配准)产生影响,使WIDAS数据出现明显的噪声,为WIDAS地表反照率的反演带来新挑战。针对新问题,采用新的地表观测数据,进一步验证了BRDF原型算法反演机载WIDAS反照率的能力。为了获取准实时BRDF先验知识,基于核驱动模型和各向异性平整指数(AFX)首先准实时提取了实验区5种MODIS的BRDF原型;然后,将其作为先验知识应用到黑河WIDAS机载数据的反照率反演中;最后,利用实验区的反照率实测数据进行算法验证。本研究比较了3个算法处理该问题的能力:(1)基于BRDF原型作为先验知识的算法;(2)完全基于核驱动的全反演算法;(3)基于朗伯假设的方法,通过算法对比分析,可更好地分析验证算法(1)的性能。结果表明:(1)BRDF原型算法反演精度最高且稳定,尤其是当观测数据位于垂直主平面时,全反演算法由于缺少大角度观测数据的约束,更容易出现异常值;BRDF原型算法的最大绝对误差为0.034,相对于全反演算法和朗伯假设方法精度分别提高了约18%和71%;(2)针对2012年黑河机载WIDAS观测噪声较大的新问题,BRDF原型反演算法表现出了良好的抗噪声性能。通过对WIDAS反照率反演和验证进一步表明,在多角度观测数据信息量不足以进行全反演,且观测受噪声影响较大时,BRDF原型作为先验知识,提供了一种有效解决该问题的手段,对提高反照率反演的精度、增强反演的稳定性有重要作用。 展开更多

关键词 遥感 黑河 MODIS 机载WIDAS 核驱动模型 AFX brdf原型 地表反照率

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Efficient algorithm for improving the hotspot effect of the operational MODIS BRDF product 被引量：2

7

作者 DONG Yadong JIAO Ziti +3 位作者 ZHANG Hu Li Jiayue JIAO Guangping SHI Hanyu 《遥感学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第4期804-825,共22页

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A priori knowledge application in the retrieval of surface albedo using H J-1 CCD data

8

作者 ZHANG FIu JIAO Ziti 《遥感学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第2期286-305,共20页

关键词 遥感技术 遥感方式 遥感图像 图像处理

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中国地表月平均反照率的遥感反演 被引量：26

9

作者 徐兴奎 刘素红 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2002年第2期215-220,I002,共7页

地表特征和下垫面物理性质在时空分布上的差异 ,造成地表能量分布的不均 ,地球表面的半球反射在气候领域是一个非常重要的参数 ,它在地 气能量交换中决定着能量在地 气之间的分配比率。反照率随地表覆盖类型的变化具有很大的差异 ,而... 地表特征和下垫面物理性质在时空分布上的差异 ,造成地表能量分布的不均 ,地球表面的半球反射在气候领域是一个非常重要的参数 ,它在地 气能量交换中决定着能量在地 气之间的分配比率。反照率随地表覆盖类型的变化具有很大的差异 ,而这往往是形成区域小气候差异的原因。文中通过统计和双向反射模型 ,应用NOAA14 AVHRR数据并结合地理信息系统 ,反演计算了 1997年中国月平均反照率的分布 ,并对结果做了分析检验。 展开更多

关键词 反照率 遥感反演 地表特征 下垫面 地球 时空分布 AVHRR 反射模型 地表覆盖类型 平均

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先验知识估算HJ-1 CCD数据地表反照率 被引量：8

10

作者 张虎 焦子锑 +2 位作者 李小文 黄兴英 董亚冬 《遥感学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第A02期295-305,286,共20页

以黑河实验区为例,基于HJ-1 CCD数据和中分辨率成像光谱仪(MODIS)二向性反射(BRDF)和反照率产品的备用算法(算法Ⅰ),贝叶斯原理的反照率反演算法(算法Ⅱ)和地表朗伯假设的算法(算法Ⅲ)成功估算了地表短波反照率。对反演结果进行分析并... 以黑河实验区为例,基于HJ-1 CCD数据和中分辨率成像光谱仪(MODIS)二向性反射(BRDF)和反照率产品的备用算法(算法Ⅰ),贝叶斯原理的反照率反演算法(算法Ⅱ)和地表朗伯假设的算法(算法Ⅲ)成功估算了地表短波反照率。对反演结果进行分析并与地表观测数据进行比较,结果表明:(1)高分辨率的HJ-1卫星地表反照率不仅能够提供下垫面主要的空间分布特征,还能提供地表细部结构;(2)两种基于先验知识的地表反照率和MODIS产品接近,绝对误差为0.01,相对误差为4%,而算法Ⅲ的绝对误差为0.03,相对误差为13%;算法Ⅰ和Ⅱ对反照率的改善对地表类型的依赖不明显,相对误差集中在2%—8%,反演结果对时相变化依赖较为显著,在植被最茂盛的季节反照率改善作用明显优于凋谢季;(3)算法Ⅰ和算法Ⅱ的结果与地表观测结果更为吻合,均方根误差在0.05以内,相对误差小于23%,而算法Ⅲ的均方根误差为0.069,相对误差为36.3%;(4)先验知识的作用可能依赖于太阳和观测几何的相对位置,因此可能依赖于季节和纬度的变化,以及传感器的成像方式。该研究对缺乏多角度观测的星载传感器的反照率反演有重要的参考价值。 展开更多

关键词 HJ-1 CCD MODIS brdf 反照率 贝叶斯推论 先验知识

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反照率参数化改进对裸土地表能量和热过程模拟的影响 被引量：11

11

作者 鲍艳 吕世华 +4 位作者 奥银焕 李耀辉 孟宪红 杨胜朋 陈学龙 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期775-782,共8页

在陆面过程模式BATS中引入考虑太阳天顶角变化的裸土反照率参数化以改善沙漠、戈壁地表的辐射和热状况模拟,并与观测资料进行了对比。结果表明,各方案不同程度地改善了BATS反照率模拟过高和缺乏日变化等偏差,其中Wang等改进的BRDF和B方... 在陆面过程模式BATS中引入考虑太阳天顶角变化的裸土反照率参数化以改善沙漠、戈壁地表的辐射和热状况模拟,并与观测资料进行了对比。结果表明,各方案不同程度地改善了BATS反照率模拟过高和缺乏日变化等偏差,其中Wang等改进的BRDF和B方案分别使BATS在戈壁地表由-67.75 W·m-2的负偏差缩减到-0.59和0.22W·m-2,感热通量的负偏差缩小了一半,地表温度较大的负偏差控制在1K之内。研究结果肯定了太阳天顶角对裸土反照率计算的重要作用,认为上述方案适用于裸土地表。 展开更多

关键词 裸土地表反照率 地表辐射分量 brdf/MODIS算法 陆面过程模式BATS

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用MODIS反演北京城市地区地表反照率精度以及算法改进 被引量：6

12

作者 王开存 王建凯 +1 位作者 王普才 陈洪滨 《大气科学》 CSCD 北大核心 2008年第1期67-74,共8页

MODIS(MODerate-resolution Imaging Spectroradiometer)地表反照率的精度在乡村地区已经得到了检验,但是至今没有在城市地区的有关研究。地表反照率的精度在很大程度上取决于大气订正的精度,作者利用2002年以来的北京AERONET(国际气溶... MODIS(MODerate-resolution Imaging Spectroradiometer)地表反照率的精度在乡村地区已经得到了检验,但是至今没有在城市地区的有关研究。地表反照率的精度在很大程度上取决于大气订正的精度,作者利用2002年以来的北京AERONET(国际气溶胶检测网络)站点Cimel气溶胶观测资料对反射率进行大气订正,通过对比来评价MODIS地表反照率算法中大气订正的精度。结果发现,MODIS大气订正在蓝光波段具有明显的过度订正现象,MODIS大气订正后地表反射率平均偏低0.03。MODIS地表反照率在冬季有约75%的缺测,这是因为冬季严重的空气污染使得MODIS云检测得到晴空观测较少。MODIS使用三参数双向反射率函数(BRDF)要求16天以内至少有3次以上的晴空观测(MODIS算法中要求7次)。通过分析MODIS反演得到的三参数,发现虽然它们的绝对值具有明显的季节变化,但是它们的比值是十分稳定的,这样使BRDF函数降低到只需要一个参数,有效降低了对晴空观测次数的要求,这一思想可以应用到热带等晴空日数较少的地区。 展开更多

关键词 地表反照率 城市地区 气溶胶 双向反射率函数 北京

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应用MODIS数据反演青藏高原地区地表反照率 被引量：20

13

作者 陈爱军 卞林根 +1 位作者 刘玉洁 朱小祥 《南京气象学院学报》 CSCD 北大核心 2009年第2期222-229,共8页

应用RossThick-LiTransit核驱动BRDF(bidirectional reflectance distribution function)模型,选择2004年Terra MODIS(moderate resolution imaging spectraradiometer)500 m分辨率数据,对青藏高原地区的地表反照率进行了反演研究,并以... 应用RossThick-LiTransit核驱动BRDF(bidirectional reflectance distribution function)模型,选择2004年Terra MODIS(moderate resolution imaging spectraradiometer)500 m分辨率数据,对青藏高原地区的地表反照率进行了反演研究,并以平均气溶胶光学厚度值0.11计算了正午时(北京时间12:00)实际的地表反照率,反演结果与当地的地表覆盖类型和地形具有较好的一致性。此外,藏北高原4个辐射观测站点观测资料与反演结果的比较表明,500 m分辨率反演结果不仅可以满足气候和陆面过程模式的精度要求,而且精度高于美国1 km分辨率反照率反演结果。 展开更多

关键词 反照率 brdf(bidirectional reflectance distribution function)模型 MODIS(moderate resolution imaging spectraradiometer) 青藏高原

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MODIS反演多云地区地表反照率的一种新方法及其反演试验 被引量：8

14

作者 陈爱军 卞林根 +1 位作者 刘玉洁 朱小祥 《大气科学》 CSCD 北大核心 2007年第5期855-862,共8页

在参考国内外卫星遥感反演地表反照率方法的基础上，提出了一种反演多云地区地表反照率的新方法，称之为组合反演法。对于受云影响而无法获得足够的晴空观测数据的像素点，在遥感地表分类数据和归一化植被指数（NDVI）数据的辅助下，在... 在参考国内外卫星遥感反演地表反照率方法的基础上，提出了一种反演多云地区地表反照率的新方法，称之为组合反演法。对于受云影响而无法获得足够的晴空观测数据的像素点，在遥感地表分类数据和归一化植被指数（NDVI）数据的辅助下，在其周围的有限范围内选择与其具有相同BRDF形状的像素点，将它们在观测角度上互为补充的晴空观测数据组合成对同一个BRDF形状的一组多角度观测数据，达到一定数量后直接利用线性的RossThiek-LiSparse互易核驱动模型反演二向反射分布函数（BRDF）参数。然后，根据“16天”期间平均的当地正午太阳高度角计算反照率。选择青藏高原地区2004年6～8月间5组“16天”的TerraMODIS数据进行的反演试验表明，该方法不仅具有反演多云地区地表反照率的能力，而且能够更好地反映实际的地表信息，反演结果的精度与美国MOD43产品的精度相当。 展开更多

关键词 遥感 反照率 二向反射分布函数(brdf) 组合反演

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中国地区MODIS反照率两种反演结果的比较 被引量：5

15

作者 陈爱军 刘玉洁 +2 位作者 卞林根 朱小祥 王飞 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第5期1119-1127,共9页

以2002—2004年中国地区Terra MODIS数据开展对照反演试验,获得大范围具有相同时空代表性的反照率全反演结果和当量反演结果,统计分析MODIS反照率两种反演结果的差异,结果表明:在MODIS1—7波段及可见光、近红外和短波波段,黑空反照率、... 以2002—2004年中国地区Terra MODIS数据开展对照反演试验,获得大范围具有相同时空代表性的反照率全反演结果和当量反演结果,统计分析MODIS反照率两种反演结果的差异,结果表明:在MODIS1—7波段及可见光、近红外和短波波段,黑空反照率、白空反照率的当量反演结果与全反演结果的绝对偏差均小于0.05,且黑空反照率两种反演结果的绝对偏差明显小于白空反照率两种反演结果的绝对偏差;MODIS反照率两种反演结果在红外波段的绝对偏差大于其在可见光波段的绝对偏差;夏季MODIS反照率两种反演结果的绝对偏差最大,秋季则最小。 展开更多

关键词 反照率 MODIS 二向反射分布函数 对照反演

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正则化滤波在反演地表光谱反照率中的应用 被引量：4

16

作者 崔生成 杨世植 +1 位作者 赵强 王震 《武汉大学学报（信息科学版）》 EI CSCD 北大核心 2012年第6期653-657,共5页

利用有限的卫星观测数据,通过反演地物二向性反射分布函数(BRDF)模型提取复杂地表的真实信息,是一个不适定的地球科学反演问题。为了克服离散不适定性带来的困难,在分析引起模型解不稳定的原因和数据误差传递机制的基础上,使用构建滤波... 利用有限的卫星观测数据,通过反演地物二向性反射分布函数(BRDF)模型提取复杂地表的真实信息,是一个不适定的地球科学反演问题。为了克服离散不适定性带来的困难,在分析引起模型解不稳定的原因和数据误差传递机制的基础上,使用构建滤波函数的方法实现BRDF模型的正则化约束反演。实验结果表明,正则化滤波算法与MODIS AMBRALS算法精度相当,完全适用于具有充足观测和稀疏观测情况下的地物参数反演。 展开更多

关键词 地表光谱反照率 正则化滤波函数 brdf模型反演

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关于地表反照率遥感反演的几个问题 被引量：73

17

作者 王介民 高峰 《遥感技术与应用》 CSCD 2004年第5期295-300,共6页

分析了地表反照率对陆面辐射能收支以及区域和全球气候的影响,强调了地表反照率是遥感反演陆面参数时的第一重要参数,地表反照率或多波段遥感中不同谱段的地表反射率的准确反演常常是准确估算其它陆面参数如植被和土地利用/土地覆盖等... 分析了地表反照率对陆面辐射能收支以及区域和全球气候的影响,强调了地表反照率是遥感反演陆面参数时的第一重要参数,地表反照率或多波段遥感中不同谱段的地表反射率的准确反演常常是准确估算其它陆面参数如植被和土地利用/土地覆盖等状况的先决条件。在对当前关于反照率的概念及容易混淆的术语进行阐述和说明的基础上,简述了遥感反演地表反照率的步骤和主要难点的解决方法,进而对常用陆面过程模式计算地表反照率的过程作了分析,并将其结果与MODIS有关产品进行了比较,强调了遥感与陆面过程模式和气候模式的结合。 展开更多

关键词 地表反照率 二向反射分布函数 地面能量收支 陆面过程模式 遥感

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MODIS二向反射模型方差函数的研究与应用

18

作者 李佳悦 焦子锑 +4 位作者 张虎 董亚冬 黄兴英 焦广平 李小文 《遥感学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第5期750-760,共11页

地表二向性反射分布函数(BRDF)是表征地物反射随太阳和观测方向变化的物理量。在统计意义上,BRDF表示均值统计量,BRVF(Bidirectional Reflectance Variance Function)表示方差统计量,它们对研究地表各向异性反射特征有着重要意义。本文... 地表二向性反射分布函数(BRDF)是表征地物反射随太阳和观测方向变化的物理量。在统计意义上,BRDF表示均值统计量,BRVF(Bidirectional Reflectance Variance Function)表示方差统计量,它们对研究地表各向异性反射特征有着重要意义。本文首先采用误差传播理论,推导出基于MODIS BRDF模型的BRVF表达形式。研究结果表明,BRVF的空间分布模式主要由几何光学核Kgeo和体散射核Kvol的一次项和二次项权重和决定。然后利用EOS地面验证核心站点(EOS Land Validation Core Sites)的MODIS BRDF产品,对BRVF空间分布模式随地表类型、光谱波段和观测角度范围进行验证。验证结果表明,基于MODIS BRDF产品的验证与理论推导有较好的一致性。BRVF空间分布模式和地表类型有关,通常在热点处有一个峰值。在大观测天顶角(>60°)下,BRVF随着角度的增大而增大。BRVF在近红外波段整体上大于红波段,表明其波段依赖性。最后,将上述理论成果初步应用于69组地表测量数据的模拟中。模拟结果表明,当大角度缺少观测数据时,模型外延所引起的方向反射方差显著增大,对地表反照率的反演精度和不确定性有较大影响。其中,红波段的白天空反照率的相对误差最大可达38.26%。本研究对利用小角度观测数据进行地表反照率反演的不确定性分析有指导意义;对大角度观测数据缺失情况下,先验知识在地表反照率的反演应用可提供有意义的理论支撑。 展开更多

关键词 二向性反射方差函数BRVF brdf MODIS 地表类型 EOS地面验证点 误差传播 反照率 核驱动模型

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高分四号静止卫星数据的地表反照率反演 被引量：12

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作者 孙越君 汪子豪 +3 位作者 秦其明 韩谷怀 任华忠 黄敬峰 《遥感学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期220-233,共14页

地表反照率(Albedo)是描述地表辐射能量平衡的重要参数,为了获得高分四号(GF-4)静止卫星的地表反照率产品,构建了一种基于核驱动双向反射率分布(BRDF)模型的反照率反演方法。首先,探索核驱动BRDF模型对GF-4卫星数据的适用性,加入地表分... 地表反照率(Albedo)是描述地表辐射能量平衡的重要参数,为了获得高分四号(GF-4)静止卫星的地表反照率产品,构建了一种基于核驱动双向反射率分布(BRDF)模型的反照率反演方法。首先,探索核驱动BRDF模型对GF-4卫星数据的适用性,加入地表分类信息,为核系数赋初值,并引入鲍威尔迭代算法优化模型结果。然后,对BRDF模型进行角度积分获得各个波段的地表窄波段反照率。在此基础上,结合GF-4卫星光谱响应函数与光谱库,首次建立了将窄波段反照率到宽波段反照率的转换系数,并反演得到0.4—0.7μm和0.3—3.0μm的宽波段反照率。最后,利用Landsat 8卫星数据和MODIS地表反照率产品对基于GF-4卫星数据的地表反照率反演结果进行交叉验证。Landsat 8与GF-4的反照率结果对比表明,GF-4卫星可见光范围内的反照率反演结果精度为85.6%,短波范围内的反照率反演结果精度为93.4%;MODIS与GF-4的反照率结果对比表明,可见光范围的地表反照率精度达到87.7%,短波范围的地表反照率精度达到85.9%。这说明GF-4卫星地表反照率反演结果具有较高精度,GF-4卫星反照率产品具有一定应用潜力。 展开更多

关键词 高分四号(GF-4) 高频次 反照率 brdf 静止卫星

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基于背景知识的全球长时间序列反照率反演 被引量：7

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作者 商荣 刘荣高 刘洋 《地球信息科学学报》 CSCD 北大核心 2015年第11期1313-1322,共10页

全球范围时空连续的长时间序列地表反照率,对气候模拟与陆面过程研究具有重要意义。针对现有地表反照率产品普遍存在大量的数据缺失、有效反演比例低和时间序列短的问题,本文以多年MODIS和AVHRR数据,通过构建背景知识库进行高时间分辨率... 全球范围时空连续的长时间序列地表反照率,对气候模拟与陆面过程研究具有重要意义。针对现有地表反照率产品普遍存在大量的数据缺失、有效反演比例低和时间序列短的问题,本文以多年MODIS和AVHRR数据,通过构建背景知识库进行高时间分辨率的AVHRR和MODIS数据的BRDF参数反演,实现MODIS与AVHRR数据在像元尺度上的定量融合,生成了全球时空连续长时间序列的地表反照率产品。首先,通过假设不同年份同一时期的地表状态不变,利用多年同一时期的MODIS和AVHRR观测数据构造多角度方向反射率,基于BRDF模型反演得到窄波段反照率;然后,通过宽波-窄波转换,得到MODIS的宽波段反照率;最后,结合AVHRR长时间序列优势及MODIS数据多光谱的特点,对二者进行定量融合,生成具有高度一致性长时间序列地表反照率产品。验证结果表明,本文地表反照率产品在地表异质性较小时与SURFRAD地面实测反照率之间具有非常好的一致性,在无积雪覆盖时与MODIS反照率产品之间吻合良好。本文的地表反照率产品无时空缺失,且时间覆盖率得到了极大的提高,能支持气候模式模拟与陆面过程模型进行近30 a来的地气系统模拟研究。 展开更多

关键词 地表反照率 brdf MODIS AVHRR 长时间序列

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