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神舟四号飞船微波辐射计数据处理与地表参数反演研究

钟若飞  
【摘要】:搭载在神舟四号(SZ-4)飞船上的主载荷多模态微波遥感器(M~'RS)是我国第一台实验性的舟载微波遥感系统。该系统包括辐射模态、散射模态和高度模态,其中辐射模态的工作频率范围为6.6~37GHz,地面分辨率约为9~50km,辐射模态在波段的选择上继承了SMMR、SSM/I、AMSR/E等国外星载微波辐射计用于地表参数反演的优势波段,这些波段的数据可以用来反演包括地表土壤水分含量、地面温度、植被含水量等在内的多个地表参数。 本论文的研究主要是依托于国家载人航天工程的研究课题“神舟飞船陆地遥感应用系统”,完成对神舟四号飞船多模态传感器中的辐射模态在陆地上的应用潜力的评价,同时对在轨运行所获得的数据进行处理和检验分析。 本文具体的研究工作和创新之处主要体现在: 1) 完成了SZ-4辐射模态的数据处理及其全球亮温图的生成,并对辐射模态各个通道响应地表辐射特征的能力进行分析; 2) 完成了沙漠地区的SZ-4数据的模拟验证,通过微波辐射正向模型来模拟新疆塔中地区的微波辐射亮温,并将其与实际的亮温观测值对比来检验SZ-4辐射模态数据的质量; 3) 完成了SZ-4辐射模态数据在陆地上的示范应用,包括利用极化指数来生成全球的土壤湿度分布图,综合使用各个通道来进行青藏高原雪深反演以及土壤水分反演的试验; 4) 完成了与其它国外星载传感器数据的星星比对分析,包括与SSM/I的19GHz以上的通道以及与AMSR/E的6.9GHz频率通道的匹配比对,并建立了对应通道之间的线性关系,利用这种线性关系对SZ-4辐射模态数据进行调整; 5) 完成了评估SZ-4辐射模态和散射模态联合反演地表参数潜力的研究,首先分析了这两个模态对地表参数的敏感性,然后分别提出了在裸土地区和植被覆盖地区如何综合二者的优势进行联合反演的方法: 6) 对裸土区域,这里针对SZ-4辐射模态参数的设置完成了辐射模型的参数化,使辐射模型的有效粗糙度参数和散射模型中的实际可测量的粗糙度参数统一起


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