基于MODIS卫星数据的夜间辐射雾检测和属性反演

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1、中图分类号里2三2UDC硕士学位论文学校代码lQ§圣3密级公珏基于MODIS卫星数据的夜间辐射雾检测和属性反演NighttimeradiationfogdetectionandpropertiesretrievalbasedonEOS／MODISdata作者姓名：学科专业：研究方向：学院(系、所)：指导教师：副指导教师：张伟康大地测量学与工程测量遥感图像处理地球科学与信息物理学院邹峥嵘教授马慧云讲师论文答辩日期冱丛!红!型答辩委员会主中南大学二。一三年四月d’原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师

2、指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：冱经建日期：五f丕年卫朗丝日学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印

3、或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。作者签名：趁鲤蕉导师签名牲日期：巡年』月』p中南大学硕士学位论文摘要基于MODIS卫星数据的夜间辐射雾检测和属性反演摘要：近年来，随着经济的高速发展，人们的活动已不仅仅局限于白天，雾对人类夜晚的生产活动影响亦愈来愈突出。本文研究的目的是实现夜间陆地辐射雾的检测和属性反演，从宏观和微观上摸清大雾的生消发展规律，为有效防止雾害的发生提供可靠依据。在夜间雾检测方面，如何获取合适的阈

4、值来区分夜间辐射雾与晴空地表一直是雾检测研究的重点。SBDART(SantaBarbaraDISORTAtmosphericRadiativeTransfer)模型可模拟雾顶亮度温度，本文拟基于该模型获取MODISB20与MODISB31波段的亮度温度差BTD(BrightnessTemperatureDifference)，将其用于夜间辐射雾检测。试验数据来自中国北方2007年11月25日MODIS卫星数据，地面验证数据来自国家卫星气象中心，验证结果表明该模型检测夜间雾成功指标CSI为64．3％，疑似成功

5、率POD78．3％，误检率FAR21．7％，Kappa系数为0．730。为进一步验证方法稳定性，选取2007年11月21日．22日、23日．26日的两次陆地辐射雾过程共8幅卫星序列影像进行分析，结果显示CSI均值65．1％，Kappa系数均值0．704。时间序列影像分析结果说明应用当前阈值方法对MODIS夜间雾检测具有可适用性。在夜间雾属性反演方面，算法主要通过以下三个步骤实现：l、基于SBDART辐射传输模型和BP神经网络反演光学厚度；2、根据温度绝热直减率反演垂直厚度；3、能见度反演。反演算法被应用于中

6、国北方31万平方公里的一次陆地辐射雾(经度：1140E．1210E；纬度：320N．400N)，经与地面观测站的能见度对比，方差R2为0．9065，回归方程斜率为O．6728，说明利用设计的算法流程能有效地反演夜间大雾的垂直厚度、光学厚度和能见度三个属性参数。为了对一次夜间陆地辐射雾过程进行动态变化分析，将23日．26日的4幅MODIS影像组成时间序列，反演每一幅影像中大雾区域的特征参数。可见，研究方法主要利用亮温信息和双红外差值信息作为地物分类识别的标志，建立基于SBDART辐射传输模型和BP神经网络的夜

7、间雾遥感检测和属性反演模型。同时，参数反演结果进行序列分析，有助于从理论上把握大雾变化过程，将成为今后雾研究的趋势。关键词：MODlS；夜间雾；SBDART；检测；属性反演分类号：P237II中南大学硕士学位论文AbstractNighttimeradiationfogdetectionandpropertiesretrievalbasedonE0S／MODISdataAbstract：Inrecentyears，withtherapiddevelopmentoftheeconomy,people’Sact

8、ivitiesarenotlimitedtothedaytime．TheeffectofthemghRimefoghasbecomeincreasinglyprominent．Thepurposeofthisstudyistoachievethedetectionandpropertiesretrievalofterrestrialradiationfogatnight，andfindoutthediscipli