基于MODIS衛(wèi)星數(shù)據(jù)的夜間輻射霧檢測和屬性反演.pdf

1、近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人們的活動已不僅僅局限于白天，霧對人類夜晚的生產(chǎn)活動影響亦愈來愈突出。
　　本文研究的目的是實(shí)現(xiàn)夜間陸地輻射霧的檢測和屬性反演，從宏觀和微觀上摸清大霧的生消發(fā)展規(guī)律，為有效防止霧害的發(fā)生提供可靠依據(jù)。
　　在夜間霧檢測方面，如何獲取合適的閾值來區(qū)分夜間輻射霧與晴空地表一直是霧檢測研究的重點(diǎn)。SBDART(Santa Barbara DISORT Atmospheric RadiativeTrans

2、fer)模型可模擬霧頂亮度溫度，本文擬基于該模型獲取MODISB20與MODISB31波段的亮度溫度差BTD(Brightness Temperature Difference)，將其用于夜間輻射霧檢測。試驗(yàn)數(shù)據(jù)來自中國北方2007年11月25日MODIS衛(wèi)星數(shù)據(jù)，地面驗(yàn)證數(shù)據(jù)來自國家衛(wèi)星氣象中心，驗(yàn)證結(jié)果表明該模型檢測夜間霧成功指標(biāo)CSI為64.3％，疑似成功率POD78.3％，誤檢率FAR21.7％，Kappa系數(shù)為0.730。為進(jìn)

3、一步驗(yàn)證方法穩(wěn)定性，選取2007年11月21日-22日、23日-26日的兩次陸地輻射霧過程共8幅衛(wèi)星序列影像進(jìn)行分析，結(jié)果顯示CSI均值65.1％，Kappa系數(shù)均值0.704。時(shí)間序列影像分析結(jié)果說明應(yīng)用當(dāng)前閾值方法對MODIS夜間霧檢測具有可適用性。
　　在夜間霧屬性反演方面，算法主要通過以下三個(gè)步驟實(shí)現(xiàn):1、基于SBDART輻射傳輸模型和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)反演光學(xué)厚度;2、根據(jù)溫度絕熱直減率反演垂直厚度;3、能見度反演。反演算法被

4、應(yīng)用于中國北方31萬平方公里的一次陸地輻射霧（經(jīng)度:114°E-121°E;緯度:32°N-40°N），經(jīng)與地面觀測站的能見度對比，方差R2為0.9065，回歸方程斜率為0.6728，說明利用設(shè)計(jì)的算法流程能有效地反演夜間大霧的垂直厚度、光學(xué)厚度和能見度三個(gè)屬性參數(shù)。為了對一次夜間陸地輻射霧過程進(jìn)行動態(tài)變化分析，將23日-26日的4幅MODIS影像組成時(shí)間序列，反演每一幅影像中大霧區(qū)域的特征參數(shù)。
　　可見，研究方法主要利用亮溫信