目录
摘要...........................................................................................................................................I ABSTRACT.............................................................................................................................III 第一章引言. (1)
1.1研究背景及意义 (1)
1.2研究现状 (1)
1.2.1GRACE卫星数据处理方法研究现状 (1)
1.2.2GRACE卫星监测陆地水储量变化应用现状 (2)
1.3研究区域介绍 (4)
1.4主要内容与结构安排 (5)
第二章基本理论知识 (7)
2.1GRACE重力卫星简介 (7)
2.2GRACE卫星数据介绍与预处理 (8)
2.3球谐系数 (10)
2.4负荷勒夫数 (12)
2.5GRACE卫星数据反演陆地水储量变化基本原理 (13)
2.6本章小结 (15)
第三章GRACE卫星的数据处理方法及其改进 (17)
3.1数据预处理 (17)
3.2不同数据处理方法比较分析 (17)
3.2.1不同半径的高斯平滑滤波方法的比较分析 (18)
3.2.2不同组合去除噪声方法的比较分析 (21)
3.3改进的混合型高斯滤波方法 (25)
3.4本章小结 (29)
第四章利用GRACE卫星反演河南省陆地水储量变化 (31)
4.1数据预处理 (31)
4.2GRACE卫星反演河南省陆地水储量变化结果及其分析 (32)
V
4.3GRACE卫星反演河南省陆地水储量变化的结果验证 (33)
4.3.1与GLDAS水文模型数据对比 (34)
4.3.2与降水数据对比 (35)
4.3.3与河南省水资源公报数据资料对比 (39)
4.4本章小结 (41)
第五章总结与展望 (43)
参考文献 (45)
致谢 (49)
VI
第一章引言
第一章引言
1.1研究背景及意义
随着社会经济等各方面的不断发展,全球频频出现越来越严重的环境气候问题,如特大干旱、地震、全球变暖及海平面上升.这些气候问题都与全球表面的质量变化与迁移有着密切的关系.因此了解全球表面的质量变化及各圈层之间的关系,是解决这些气候问题的基础,特别是了解陆地、海洋及大气之间关系.
传统的对水文、干旱、地震、海洋的监测方法,是利用气象站、水文站、海洋测量船﹑或者是建立验潮站等.但是这都需要一定的人力﹑物力和财力资源保障,而且在现实的观测中又会有很多突发因素的发生,这就在一定程度上导致观测条件受到限制、研究受到阻碍.
一系列重力卫星的发射,成功解决了上述研究中遇到的难题,并开创了高精度观测全球环境变化的新纪元.重力卫星以其高精度、全天候、范围大、数据易获取等特点,自发射以来被迅速应用到各个领域,如德国2000年7月发射的CHAMP卫星、美德2002年3月发射的GRACE[1]卫星以及欧空局2009年3月发射的GOCE卫星等.特别是GRACE重力卫星以其能不受陆地条件的限制进行连续、快速和重复观测.其能够提供静态及时变的重力场信息,并且由其解算得到的时变重力场信号,近年来广泛应用于陆地水储量的变化、海洋海平面的变化及冰川质量迁移等方面的研究.在陆地水储量变化的研究方面,相比于传统的以大气和水文模式等方法,GRACE卫星能有效弥补测量范围不深,空间分布不均匀,资料获取不充分以及水文模型分布不均匀等问题造成的数据不均匀,能得到全球分布均匀且观测尺度统一的数据[2].因此,对GRACE卫星数据的处理以及其在陆地水储量上的应用显得尤为重要.
1.2研究现状
1.2.1GRACE卫星数据处理方法研究现状
由于GRACE卫星所提供的球谐系数之间存在相关性,以及其高阶项存在的噪声影响,会产生条带状的噪声,因此需要对数据进行滤波处理来压制噪声的影响.最早
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