基于海面耀斑观测的FY-3B中分辨率光谱成像仪在轨衰减跟踪研究

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作者 胡秀清 何兴伟 +2 位作者 何玉青 姜梦蝶 陈伟 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第8期2373-2379,共7页

针对FY-3B中分辨率光谱成像仪(FY-3B/MERSI)各通道响应在轨衰减问题,采用海洋表面耀斑区作为稳定目标对其进行了2011年—2018年的长时间序列跟踪。在筛选出晴空耀斑区数据的基础上,以865 nm通道为基准通道,计算其他通道在耀斑区与基准... 针对FY-3B中分辨率光谱成像仪(FY-3B/MERSI)各通道响应在轨衰减问题,采用海洋表面耀斑区作为稳定目标对其进行了2011年—2018年的长时间序列跟踪。在筛选出晴空耀斑区数据的基础上,以865 nm通道为基准通道,计算其他通道在耀斑区与基准通道反射率比值,通过8年反射率比值变化判断不同通道的衰减。结果显示,FY-3B/MERSI传感器部分通道存在不同程度的衰减,且短波通道衰减最为剧烈,412 nm通道年衰减率达7.12%,而765 nm通道年衰减率为0.28%,跟踪显示近红外通道1030 nm通道衰减也较大,达到3.88%。跟踪结果显示有些通道与基准通道反射率比值出现显著周期性震荡,与耀斑中心纬度的南北周期性变化相吻合。结果表明海洋表面耀斑可以作为传感器在轨衰减进行长时间序列跟踪的有效目标。 展开更多

关键词 辐射定标 耀斑 风云3号 中分辨率光谱成像仪

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FY-3A中分辨率光谱成像仪热红外通道的多探元辐射定标 被引量：19

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作者 胡秀清 张里阳 +4 位作者 郑照军 张勇 孙凌 丁雷 黄小仙 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期1972-1980,共9页

FY-3A中分辨率光谱成像仪(MERSI)红外通道采取40探元跨轨并行扫描方式,针对其辐射定标要比传统单元探测器的辐射定标复杂的问题,研究了MERSI红外通道的多探元辐射定标方法。首先,基于星上黑体观测进行逐探元的辐射定标处理,消除探元辐... FY-3A中分辨率光谱成像仪(MERSI)红外通道采取40探元跨轨并行扫描方式,针对其辐射定标要比传统单元探测器的辐射定标复杂的问题,研究了MERSI红外通道的多探元辐射定标方法。首先,基于星上黑体观测进行逐探元的辐射定标处理,消除探元辐射响应差异条纹;然后,利用各探元与基准探元光谱响应对不同温度黑体光谱辐亮度建立比值关系,基于其随着辐亮度呈非线性变化的关系,对逐探元定标后图像进行探元光谱差异的辐亮度归一化补偿,从辐射机理上最大限度地消除图像条纹,实现了多探元观测目标辐射信号的光谱响应差异归一化。为了验证MERSI红外通道辐射定标精度,文中还利用同时过星下点观测(SNO)交叉定标方法,将MERSI定标结果与美国Terra中分辨率成像光谱仪(MODIS)定标结果进行比对,结果显示,相对于后者,MERSI的红外通道亮温高1K左右,认为这可能与两者的通道带宽不同有关。 展开更多

关键词 中分辨率光谱成像仪 热红外通道 多元辐射定标 光谱差异补偿

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基于多种亮度稳定目标的FY-3C/中分辨率光谱成像仪的反射太阳波段辐射定标 被引量：20

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作者 王玲 胡秀清 陈林 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期1911-1920,共10页

分析研究了风云-3C中分辨率光谱成像仪（FY-3C/MERSI）发射一年以来反射太阳波段的辐射定标精度,利用位于全球范围内的沙漠、盐湖等12种亮度稳定目标,结合中分辨率成像光谱仪（MODIS）的地表和大气参数产品和大气辐射传输模型,计算出了... 分析研究了风云-3C中分辨率光谱成像仪（FY-3C/MERSI）发射一年以来反射太阳波段的辐射定标精度,利用位于全球范围内的沙漠、盐湖等12种亮度稳定目标,结合中分辨率成像光谱仪（MODIS）的地表和大气参数产品和大气辐射传输模型,计算出了卫星过境时刻入瞳处的波段反射率,并将其作为在轨绝对辐射定标精度检验的参考真值,对2014年1月~10月期间,FY-3C/MERSI反射太阳波段的辐射定标精度进行了验证分析。结果表明,FY-3C/MERSI大部分波段在高低端的定标精度大小不一致。有些波段明显呈现高端定标偏差大,低端定标偏差小的特点;有些波段呈现高、低端定标偏差大,中间低的特点。在仪器发射一年以来,波段1~4,9~11,15~16和波段19仍能保持5%的定标精度。各波段定标精度的时间变化表明：在整个研究时期内,除蓝光波段和水汽吸收波段,其他波段的定标精度变化幅度基本在5%以内。实验结果显示：使用沙漠及盐湖等多种亮度稳定目标,有效地掌握了更宽动态范围内FY-3C/MERSI的辐射定标精度情况。 展开更多

关键词 辐射定标 风云3C/中分辨率光谱成像仪 稳定目标 太阳波段

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FY-3/中分辨率光谱成像仪星上黑体的在轨太阳污染模拟与抑制 被引量：7

4

作者 钮新华 周巨广 +3 位作者 陈帅帅 王向华 丁雷 胡秀清 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期1822-1828,共7页

对风云三号(FY-3)中分辨率光谱成像仪(MERSI)的黑体进行了在轨太阳污染模拟,以掌握在轨太阳污染对面源黑体的影响,同时研究了抑制太阳污染的措施。模拟了FY-3卫星轨道及全轨道周期内太阳光的入射角,使用Tracepro软件建立了太阳污染模拟... 对风云三号(FY-3)中分辨率光谱成像仪(MERSI)的黑体进行了在轨太阳污染模拟,以掌握在轨太阳污染对面源黑体的影响,同时研究了抑制太阳污染的措施。模拟了FY-3卫星轨道及全轨道周期内太阳光的入射角,使用Tracepro软件建立了太阳污染模拟的模型,利用太阳光入射与MERSI的相对位置对太阳污染进行仿真,分析了污染随光谱成像仪扫描镜旋转和卫星飞行位置的变化。最后,根据分析结果设计了太阳污染抑制措施,并对抑制效果进行了仿真验证。结果表明:在扫描镜附近区域设置遮光板,有效地抑制了太阳光的污染,使辐射量级小于0.1 W,整个太阳污染功率下降了97%以上,对黑体有良好的保护效果。另外,提出的方法提高了面源黑体温度的均匀性和稳定性,保证了红外通道星上定标精度。 展开更多

关键词 风云-3/中分辨率光谱成像仪(FY-3/MERSI) 面源黑体 太阳污染 Tracepro仿真 污染抑制

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FY-3A中分辨率光谱成像仪红外通道辐射定标的场地评估 被引量：4

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作者 闵敏 张勇 +2 位作者 胡秀清 董立新 戎志国 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2012年第8期1995-2001,共7页

对比分析了基于场地观测数据模拟的和FY-3A中分辨率光谱成像仪(MERSI)红外通道星上定标观测卫星入瞳亮温值。主要的场地观测数据来自于2008、2009年青海湖以及2010年敦煌外场同步观测和2008、2009年青海湖浮标观测。利用光学仪器的同步... 对比分析了基于场地观测数据模拟的和FY-3A中分辨率光谱成像仪(MERSI)红外通道星上定标观测卫星入瞳亮温值。主要的场地观测数据来自于2008、2009年青海湖以及2010年敦煌外场同步观测和2008、2009年青海湖浮标观测。利用光学仪器的同步观测数据共有7组有效结果,两年的青海湖有效浮标数据一共18组。通过对比分析发现,MERSI观测结果基本都在夜间低于浮标同步观测结果,而白天偏高。综合与场地同步和浮标的对比结果发现,MERSI星上定标观测亮温值系统性偏高于基于场地观测数据模拟的亮温值,平均偏高1.72±1.18 K。MERSI星上定标观测亮温值的系统性偏高可能主要由星上黑体发射率未经过修正引起。 展开更多

关键词 中分辨率光谱成像仪 红外通道 辐射定标

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FY-3B/C中分辨率光谱成像仪在轨初期传递函数的评价和比较 被引量：5

6

作者 闵敏 白玉 +1 位作者 胡秀清 郭建平 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期1838-1844,共7页

针对极轨气象卫星的特点,提出了利用极地冰雪目标进行风云(FY)卫星中分辨率光谱成像仪(MERSI)传递函数(MTF)测试的刃边方法。该方法沿着冰雪和海洋之间的边缘进行取样,然后将获得的点扩展函数经过傅里叶变换得到最后Nyquist频率点处的MT... 针对极轨气象卫星的特点,提出了利用极地冰雪目标进行风云(FY)卫星中分辨率光谱成像仪(MERSI)传递函数(MTF)测试的刃边方法。该方法沿着冰雪和海洋之间的边缘进行取样,然后将获得的点扩展函数经过傅里叶变换得到最后Nyquist频率点处的MTF值。该方法能够应用于绝大多数MERSI通道。MTF测试结果表明:在轨初期,FY-3B/C-MERSI图像在卫星飞行方向的MTF结果都在0.31左右,图像质量较高,能够满足设计指标。但两颗卫星的MERSI传感器图像空间频率特性沿扫描方向都不是很好,1 000m分辨率的FY-3C图像测试结果集中在0.12左右,FY-3B集中在0.10左右,且FY-3C星结果系统偏高于B星,B星250m分辨率的测试结果只有0.07。分析认为导致这种图像频率特征质量在扫描方向严重下降的主要原因是设计MERSI时为保证信噪比保留的像元重叠扫描,建议在下一代FY-3号气象卫星设计时考虑这种重叠扫描的处理。 展开更多

关键词 风云-3B/C中分辨率光谱成像仪 调制传递函数 重叠扫描

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FY-3气象卫星中分辨率光谱成像仪和扫描辐射计11μm红外窗区通道的比较 被引量：3

7

作者 毕研盟 杨忠东 +1 位作者 陆其峰 郑照军 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期330-334,共5页

在中国新一代气象卫星风云三号搭载的遥感器中,不同遥感器设有相近的通道.针对扫描辐射计(VIRR)第四通道(波段范围10.3～11.3μm)和中分辨率光谱成像仪(MERSI)第五通道(中心波长11.25μm),应用精确的逐线辐射传输模式(LBLRTM)模拟计算... 在中国新一代气象卫星风云三号搭载的遥感器中,不同遥感器设有相近的通道.针对扫描辐射计(VIRR)第四通道(波段范围10.3～11.3μm)和中分辨率光谱成像仪(MERSI)第五通道(中心波长11.25μm),应用精确的逐线辐射传输模式(LBLRTM)模拟计算了红外波段8～14μm大气顶向外出射的光谱辐射率,大气廓线采用ECMWF再分析产生的具有代表性的全球52条大气廓线数据集.结合上述两个通道的光谱响应函数,计算了卫星接收到的大气顶出射辐射,从理论上分析了两个通道观测亮温之间的关系.应用2008年9月青海湖辐射校正场FY-3实际观测数据,检验了两个通道的关系.比较结果表明:LBLRTM模拟计算得到的MERSI和VIRR两个红外窗区通道的亮温有较好的一致性和线性关系,MERSI稍低于VIRR,偏差随温度的升高而线性增加.实际观测数据受诸多因素的影响,通道对比结果与理论模拟有一定的差异,VIRR观测亮温低于MERSI.结合MODIS的观测数据,分别与两个通道的观测结果进行了对比,确认了VIRR可能较低地估计了温度,MERSI与MODIS的符合程度在温度探测的绝对精度范围之内.该研究结果有助于评价MERSI和VIRR两个红外相似通道观测结果的异同性. 展开更多

关键词 风云三号 可见和红外扫描辐射计 中分辨率光谱成像仪 红外通道 亮温

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FY-3A中分辨率光谱成像仪图像地理定位方法 被引量：9

8

作者 关敏 吴荣华 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2012年第5期534-542,共9页

风云三号A星(FY-3A)中分辨率光谱成像仪(MERSI)采用45°镜旋转扫描,形成垂直于卫星飞行轨迹的360°连续圆周扫描方式,多元探测器并扫的技术。该研究依据这种扫描特性,给出了适用于FY3A MERSI遥感图像地理定位的方法;定义了完善... 风云三号A星(FY-3A)中分辨率光谱成像仪(MERSI)采用45°镜旋转扫描,形成垂直于卫星飞行轨迹的360°连续圆周扫描方式,多元探测器并扫的技术。该研究依据这种扫描特性,给出了适用于FY3A MERSI遥感图像地理定位的方法;定义了完善的坐标系及坐标系转换关系,根据MERSI观测几何、卫星空间位置和姿态、仪器空间位置和指向建立了探测器像元观测矢量与地面位置之间关系的模型;通过地形校正消除地形起伏带来的定位误差;在FY 3A地面应用系统中业务运行的同时,通过一定数量的地面控制点分析,将定位误差等效为遥感仪器安装误差,修正了MERSI的仪器指向角度。实验结果表明,使用该方法对MERSI遥感图像地理定位精度达到250 m像元级,满足MERSI图像的高精度定位要求。 展开更多

关键词 风云三号A星 中分辨率光谱成像仪 多元并扫 观测几何建模 地理定位

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星载成像仪观月数据提取和辐照度转换方法研究 被引量：10

9

作者 吴荣华 张鹏 +4 位作者 郑小兵 胡秀清 徐娜 张璐 乔延利 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1819-1827,共9页

为了实现星载成像仪的月球绝对辐射定标,在轨对月观测数据的预处理环节需要完成两方面的任务:一是从全部的冷空视场数据中,准确判识出月亮进入冷空视场的时刻;二是将对月观测原始计数值换算为全圆盘辐照度,以便与月球辐射模型比较。具... 为了实现星载成像仪的月球绝对辐射定标,在轨对月观测数据的预处理环节需要完成两方面的任务:一是从全部的冷空视场数据中,准确判识出月亮进入冷空视场的时刻;二是将对月观测原始计数值换算为全圆盘辐照度,以便与月球辐射模型比较。具体到中分辨率光谱成像仪(MERSI),本文从MERSI观测模式出发构建出月亮进入冷空视场的阈值判识模型。根据MERSI对月观测的成像几何和定标公式,分别以单探元多帧扫描图像和多探元单帧扫描图像为基础,构建出月球全圆盘辐照度算法。结果显示,阈值判识模型可以实现从平均约30 d的观测数据中,准确标记出约1 min的月亮图像数据。两种计算辐照度的方法得到的辐照度平均差异约0.9%。所提方法可以将原始的对月观测数据计算为辐照度值,为进一步的绝对辐射定标及误差分析提供基础,同时,也可以为类似的成像遥感器的月亮定标工作提供参考。 展开更多

关键词 月球定标 中分辨率光谱成像仪 星载成像仪 月球辐照度 过采样

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基于FY-3A/MERSI中国区域地表类型识别研究 被引量：1

10

作者 徐康 鲍艳松 +2 位作者 闵锦忠 王亚军 苏博 《科学技术与工程》 北大核心 2014年第29期253-259,共7页

基于风云三号卫星(FY3)搭载的中分辨率光谱成像仪(MERSI)可见光、近红外和热红外通道资料,利用支持向量机分类方法,对整个中国区域4个时段(2012年2月、2012年4月、2012年8月和2012年11月)地表类型进行识别,并进行分类精度验证。结果表... 基于风云三号卫星(FY3)搭载的中分辨率光谱成像仪(MERSI)可见光、近红外和热红外通道资料,利用支持向量机分类方法,对整个中国区域4个时段(2012年2月、2012年4月、2012年8月和2012年11月)地表类型进行识别,并进行分类精度验证。结果表明:4个时段分类结果的总体精度都保持在95%以上。可见,基于FY-3A/MERSI数据,利用支持向量机方法得到的分类结果精度非常高,符合实际情况,表明MERSI资料及本文研究方法在地表类型识别上具有其有效性。 展开更多

关键词 风云三号卫星 中分辨率光谱成像仪 地表类型识别

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基于FY-3 MERSI多光谱通道的霾判识研究

11

作者 高玲 张兴赢 +1 位作者 吴荣华 张碧辉 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期340-352,共13页

受高人为排放和不利天气条件共同作用,中国秋、冬季霾事件频发,具有影响范围大、程度重、持续时间长的特点。为对离散的地面站观测形成有效补充,本研究充分利用卫星大范围监测优势,依据云、冰雪、霾、亮/暗地表散射及发射特性不同波长... 受高人为排放和不利天气条件共同作用,中国秋、冬季霾事件频发,具有影响范围大、程度重、持续时间长的特点。为对离散的地面站观测形成有效补充,本研究充分利用卫星大范围监测优势,依据云、冰雪、霾、亮/暗地表散射及发射特性不同波长的依赖性,建立了基于多通道信息组合的霾区快速判识方法。通过引入空气分子散射订正,有效消除此前霾判识工作中大角度条件下的误判,极大缩小了阈值的变化范围,为霾区的自动识别奠定了基础。将该判识方法应用于中国风云三号D星(FY-3D)搭载的中分辨率光谱成像仪(MEdium-Resolution Spectral Imager,MERSI),实现了霾区自动判识。通过与2020年10月—2021年2月秋、冬季地面气象站天气现象记录为霾以及地面环境监测站点中PM_(2.5)小时平均浓度大于75μg/m^(3)的数据进行对比,结果表明:FY-3D的霾判识结果与天气现象记录结果的一致率为91.1%,与PM_(2.5)表征结果的一致率为85.6%。气象观测中霾识别依靠的是大气消光能力,卫星霾判识也是通过气溶胶的消光特性来实现,因此两者特征更为一致。 展开更多

关键词 霾区 瑞利散射 气溶胶 风云三号 中分辨率光谱成像仪

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基于风云三号气象卫星数据的太湖水体表层蓝藻水华特征研究

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作者 侯润琳 文军 +1 位作者 雷磊 赵堂群 《农业灾害研究》 2024年第6期232-234,共3页

用卫星遥感技术监测太湖蓝藻水华具重要价值。利用风云三号卫星中分辨率光谱成像仪数据计算了归一化植被指数、增强型植被指数等,以提取蓝藻水华分布,并基于太湖东山气象站的气象资料分析水华暴发的驱动因素。结果显示:风云三号具备监... 用卫星遥感技术监测太湖蓝藻水华具重要价值。利用风云三号卫星中分辨率光谱成像仪数据计算了归一化植被指数、增强型植被指数等,以提取蓝藻水华分布,并基于太湖东山气象站的气象资料分析水华暴发的驱动因素。结果显示:风云三号具备监测太湖蓝藻水华的能力,2017年太湖不同季节蓝藻分布情况不同,最大叶绿素指数监测效果更好,温度、光照会促进蓝藻水华的暴发,对拓展气象卫星数据应用范围、强化湖泊水体蓝藻监测具有重要参考价值。 展开更多

关键词 风云三号卫星 中分辨率光谱成像仪 蓝藻水华

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基于敦煌场地定标的FY-3MERSI反射太阳波段在轨响应变化分析 被引量：31

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作者 孙凌 郭茂华 +6 位作者 徐娜 张立军 刘京晶 胡秀清 李元 戎志国 赵泽会 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期1869-1877,共9页

鉴于中分辨率光谱成像仪不能实现反射太阳波段的星上绝对辐射定标,提出了基于地表方向模型、矢量辐射传输模型6SV并联合MODTRAN吸收透过率校正的敦煌场替代定标新方法,4年的同步定标结果表明,除了水汽吸收中心波段之外,定标不确定度小于... 鉴于中分辨率光谱成像仪不能实现反射太阳波段的星上绝对辐射定标,提出了基于地表方向模型、矢量辐射传输模型6SV并联合MODTRAN吸收透过率校正的敦煌场替代定标新方法,4年的同步定标结果表明,除了水汽吸收中心波段之外,定标不确定度小于5%,而多数波段优于3%。以Aqua MODIS为辐射基准的大气顶辐射计算试验表明,正演与卫星观测间的平均偏差在波长<1μm的窗区波段小于3%,波长>1μm的小于5%(除了2.1μm波段);此外,经场地定标的MERSI表观反射率与MODIS具有很好的一致性。基于多年的场地定标结果发现:可采用二次多项式拟合定标系数的时间变化,进而实现逐天的定标更新;波长<0.6μm的波段衰变较大,波段8(0.41μm)入轨第一年的衰变率约为14%;在轨初期衰变最大,一年后趋缓,两年后部分波长>0.6μm的波段出现响应增加现象。 展开更多

关键词 风云3号 中分辨率光谱成像仪 反射太阳波段 在轨响应变化 场地替代定标

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利用FY-3A近红外资料反演水汽总量 被引量：20

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作者 胡秀清 黄意玢 +1 位作者 陆其峰 郑婧 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2011年第1期46-56,共11页

该文介绍了利用搭载在FY-3A卫星上的中分辨率光谱成像仪(MERSI)的近红外(NIR)通道反演大气水汽总量(PWV)的方法。根据预先建立的查找表,大气水汽总量可以通过水汽通道与窗区通道的卫星测值相比反演得到。对MERSI近红外水汽通道灵敏度进... 该文介绍了利用搭载在FY-3A卫星上的中分辨率光谱成像仪(MERSI)的近红外(NIR)通道反演大气水汽总量(PWV)的方法。根据预先建立的查找表,大气水汽总量可以通过水汽通道与窗区通道的卫星测值相比反演得到。对MERSI近红外水汽通道灵敏度进行估算,结果表明:处于吸收带两翼的905 nm和980 nm通道对不同水汽量的敏感性表现比较接近,对较大水汽含量最为敏感;当水汽较弱时,强吸收的940 nm通道非常敏感。基于这3个通道对水汽含量敏感性的不同表现,采用3个通道水汽总量的加权平均值作为PWV产品的最终反演值。文中设计了水汽总量业务算法反演流程,并基于FY-3A/MERSI最新观测资料进行晴空大气水汽总量的业务处理生成试验,顺利生成MERSI单轨道水汽总量产品及日拼图中国区域产品和全球产品,同时生成多天合成产品,产品反映出MERSI具有较好的近红外水汽探测能力。将卫星反演结果与探空数据进行初步比对检验,显示卫星反演值有20%～30%系统性偏低,需要进一步改进反演查找表。 展开更多

关键词 中分辨率光谱成像仪 近红外通道 水汽总量

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太湖水体悬浮颗粒物生物光学模型及MERIS数据反演 被引量：7

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作者 黄昌春 李云梅 +3 位作者 王桥 吕恒 孙德勇 乐成峰 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期367-374,共8页

根据太湖悬浮颗粒物生物光学特性建立的悬浮颗粒物红外单波段生物光学模型具有明确的机理性.利用2006年至2009年野外实测悬浮颗粒物浓度和水体光学数据对该生物光学模型进行检验和分析.结果表明,悬浮颗粒物比后向散射系数的时空差异是... 根据太湖悬浮颗粒物生物光学特性建立的悬浮颗粒物红外单波段生物光学模型具有明确的机理性.利用2006年至2009年野外实测悬浮颗粒物浓度和水体光学数据对该生物光学模型进行检验和分析.结果表明,悬浮颗粒物比后向散射系数的时空差异是影响总悬浮颗粒物生物光学模型精度的主要因素.总悬浮颗粒物在红外波长的吸收系数对总悬浮颗粒物生物光学模型精度也具有显著的影响.根据中分辨率光谱成像仪(MERIS)悬浮颗粒物反演结果和野外实测风速数据,太湖沉积物再悬浮将显著增加水体中悬浮颗粒物的含量. 展开更多

关键词 中分辨率光谱成像仪(MERIS) 悬浮颗粒物 生物光学模型 太湖

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