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基于MODIS数据的积雪深度反演研究

刘艳  
【摘要】:本文旨在通过分析积雪深度和积雪反射率之间的关系,探讨利用MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer,中分辨率成像光谱仪)数据反演积雪深度的可行性和反演积雪深度的MODIS数据最佳通道,初步建立了积雪深度反演模型,使用MODIS数据完成天山北坡经济带实验区积雪深度的反演。 本研究的主要工作包括以下几个方面: 1) 简述了目前国内外利用遥感技术定量分析积雪深度的研究现状和分析了MODIS数据在积雪深度反演方面的优势; 2) 数据采集部分。使用型号为FieldSpec Pro FR的ASD(Analytical Spectral Devices)全波段野外光谱仪进行积雪反射光谱数据的采集并且同步测定样区积雪深度和GPS数据;收集2004年12月至2005年3月期间的MODIS 1B数据,同时,收集同期气象台地面积雪深度观测记录; 3) 数据处理部分。对MODIS 1B数据做太阳天顶角订正、几何纠正处理,保证最终反演结果具有一定的精确度;对实测积雪反射光谱数据作归一化处理,部分消除积雪反射光谱采集时由于采集时间、空间变化等因素造成的光谱差异; 4) 数据分析部分。对归一化后的积雪反射率与同步实测积雪深度作相关分析,发现在可见光和部分近红外波谱范围内积雪深度和反射率之间存在很好的相关性,因此,利用积雪反射率来反演积雪深度具有一定的可行性;通过MODIS数据中积雪反射光谱剖面曲线与实测积雪反射光谱曲线的对比分析,发现MODIS数据1~7通道可以比较真实的反映研究区域积雪的反射光谱特征,因此,MODIS 1~7通道可以作为反演积雪深度的研究通道; 5) 模型建立部分。基于“统计模型”的建模思路,以天山北坡经济带为实验区,对MODIS 1~7通道积雪反射率和地面积雪深度观测数据进行相关分析,建立MODIS数据反演天山北坡经济带实验区积雪深度的模型; 6) 说明反演模型待加强的地方以及未来研究计划。


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