多尺度遥感辐射传输建模
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在轨卫星红外辐射周期性特征建模与计算页数:6
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基于遥感和作物生长模型的多尺度冬小麦估产研究
遥感数据来自2012年一2018年3月一5月 MOD15A2H8d合成的叶面积指数产品，每年12景，空间分 辨率为500 mo该产品已经过辐射定标、大气校正以及几何 校正等处理，在 MRT（MODIS Reprojection Tool）中完成区 域拼接与投影转换。 1.3气象数据
逐日气象数据来自中国科学院青藏高原研究所的《中国 区域地面气象要素驱动数据集》％切，时间分辨率为3 h,空 间分辨率为0. 1°X0. 1°,包含7个气象要素：近地面气温、 降水、气压、比湿度、10 m风速、下行短波和长波辐射。经 过格式转换与要素计算得到模型所需的气象要素。饱和水汽 压差（vapor pressure deficit, VPD）由近地表2 m气温数据与 露点温度计算得到，数据来自欧洲中期天气预报中心（Euro
图1研究区概况 Fig. 1 Overview of the study area
1.5实割实测产量数据 实割实测产量数据来自国家统计局，为地块尺度数据，
处理成村级尺度的冬小麦单位面积产量。2012年一2018年 间，全省共包含1 265个可用的村级站点/年组合，其中皖北 650个，皖中506个，皖南109个。 1.6 SCYM估产框架
随机森林由多棵决策树组成，本质是将若干个弱分类器 集成为强分类器的集成算法。利用bootstrap有放回地抽取 与样本集相同大小的训练集，构建分类回归树，针对每棵树 的分类结果，采取投票（取众数）或算术平均的方法得到分类
第7 期
光谱学与光谱分析
2207
或回归结果"误差则基于未被抽取的样本组成的数据集来计 算！本研究中将季节性天气变量（播种一越冬期积温、全生 育期降水量、5月太阳辐射、12月一2月平均气温）及不同观 测日期下的模拟LAI作为随机森林的特征变量集合，模拟产 量作为输出结果训练模型！ 1. 9 SCYM在安徽地区冬小麦的应用 1. 9. 1 WOFOST模型参数优化
逐日气象数据来自中国科学院青藏高原研究所的《中国 区域地面气象要素驱动数据集》％切，时间分辨率为3 h,空 间分辨率为0. 1°X0. 1°,包含7个气象要素：近地面气温、 降水、气压、比湿度、10 m风速、下行短波和长波辐射。经 过格式转换与要素计算得到模型所需的气象要素。饱和水汽 压差（vapor pressure deficit, VPD）由近地表2 m气温数据与 露点温度计算得到，数据来自欧洲中期天气预报中心（Euro
图1研究区概况 Fig. 1 Overview of the study area
1.5实割实测产量数据 实割实测产量数据来自国家统计局，为地块尺度数据，
处理成村级尺度的冬小麦单位面积产量。2012年一2018年 间，全省共包含1 265个可用的村级站点/年组合，其中皖北 650个，皖中506个，皖南109个。 1.6 SCYM估产框架
随机森林由多棵决策树组成，本质是将若干个弱分类器 集成为强分类器的集成算法。利用bootstrap有放回地抽取 与样本集相同大小的训练集，构建分类回归树，针对每棵树 的分类结果，采取投票（取众数）或算术平均的方法得到分类
第7 期
光谱学与光谱分析
2207
或回归结果"误差则基于未被抽取的样本组成的数据集来计 算！本研究中将季节性天气变量（播种一越冬期积温、全生 育期降水量、5月太阳辐射、12月一2月平均气温）及不同观 测日期下的模拟LAI作为随机森林的特征变量集合，模拟产 量作为输出结果训练模型！ 1. 9 SCYM在安徽地区冬小麦的应用 1. 9. 1 WOFOST模型参数优化
遥感卫星影像辐射校正和大气校正的方法
北京揽宇方圆信息技术有限公司遥感卫星影像辐射校正和大气校正的方法辐射校正是指对由于外界因素，数据获取和传输系统产生的系统的、随机的辐射失真或畸变进行的校正，消除或改正因辐射误差而引起影像畸变的过程。
利用传感器观测目标的反射或辐射能量时，所得到的测量值与目标的光谱反射率或光谱辐射亮度等物理量之间的差值叫做辐射误差。
辐射误差造成了遥感图像的失真，影响遥感图像的判读和解译，因此，必须进行消除或减弱。
需要指出的是，导致遥感图像辐射量失真的因素很多，除了由遥感器灵敏度特性引起的畸变之外，还有视场角、太阳角、地形起伏以及大气吸收、散射等的强烈影响。
遥感图像辐射校正主要包括三个方面：（1）传感器的灵敏度特性引起的辐射误差，如光学镜头的非均匀性引起的边缘减光现象、光电变换系统的灵敏度特性引起的辐射畸变等；（2）光照条件差异引起的辐射误差，如太阳高度角的不同引起的辐射畸变校正、地面倾斜、起伏引起的辐射畸变校正等；（3）大气散射和吸收引起的辐射误差改正。
辐射校正的目的主要包括：1、尽可能消除因传感器自身条件、薄雾等大气条件、太阳位置和角度条件及某些不可避免的噪声等引起的传感器的测量值与目标的光谱反射率或光谱辐射亮度等物理量之间的差异；2、尽可能恢复图像的本来面目，为遥感图像的识别、分类、解译等后续工作奠定基础。
辐射校正分为辐射定标和大气校正两部分。
辐射定标是用户需要计算地物的光谱反射率或光谱辐射亮度时，或者需要对不同时间、不同传感器获取的图像进行比较时，都必须将图像的亮度灰度值转换为绝对的辐射亮度，这个过程就是辐射定标。
大气校正是指传感器最终测得的地面目标的总辐射亮度并不是地表真实反射率的反映，其中包含了由大气吸收，尤其是散射作用造成的辐射量误差。
大气校正就是消除这些由大气影响所造成的辐射误差，反演地物真实的表面反射率的过程。
辐射校正流程图1.4.3.2影像辐射校正方法辐射定标主要分为两种类型：统计型和物理型。
统计型是基于陆地表面变量和遥感数据的相关关系，优点在于容易建立并且可以有效地概括从局部区域获取的数据，例如经验线性定标法，内部平场域法等，另一方面，物理模型遵循遥感系统的物理规律，它们也可以建立因果关系。
大气校正6S模型简介
*可以输入波长为550nm处的光学厚度和气象能见
度（KM）
0.25-4um是6S模型处理的合法波长。提供
。 自定义和标准预定义两种光谱选择
地表反射率模型，包括均一地表和非均一地表。 前者又分为两种：无方向型和方向型地表，前者 代表的是均一的朗伯反射体，分别是绿色植被均 值、洁净水均值、沙地均值和湖水均值，同时还 可输入自己的地表反射率。后者考虑了地表和大 气的二向反射特性。
6S给出几种可供选择的大气模式:对流 层模型、中纬度夏季、中纬度冬季、 近极地夏季、近极地冬季、US62标准 大气模型，也可自定义大气模式 。
气溶胶模式包括定义气溶胶类型和浓度两部分。
*在6S中定义了7种缺省的气溶胶模式(大陆型、
海洋型、城市型、沙土型、生物气溶胶和平流层 型)，还可根据实际测量来定义。
射SOS (successive orders of scaБайду номын сангаасtering)算法来计 算散射和吸收,提高了瑞利和气溶胶散射作用的计算精
度。光谱波长提高到了2.5nm。 改进了模型的参数输
入,使其更接近实际。该模型对主要大气效应:
H2O ,O3 ,O2 ,CO2 ,CH4 ,N2O 等气体的吸收,大气分子 和气溶胶的散射都进行了考虑。它不仅可以模拟地表 非均一性,还可以模拟地表双向反射特性。
这四部分反射辐射的总和可以反演非朗伯体地表的反射率。
五、6S主要算法
六、6S算法流程
❖ 1、几何参数 ❖ 2、大气模式 ❖ 3、气溶胶模式 ❖ 4、光谱条件 ❖ 5、地面反射率 ❖ 6、目标和传感器的高程参数
利用输入的参数来确定相对于一个指定 的地面点时，太阳、地面目标和传感器 之间的空间几何关系。如太阳天顶角、 卫星天顶角、太阳方位角、卫星方位角， 观测时间等。
度（KM）
0.25-4um是6S模型处理的合法波长。提供
。 自定义和标准预定义两种光谱选择
地表反射率模型，包括均一地表和非均一地表。 前者又分为两种：无方向型和方向型地表，前者 代表的是均一的朗伯反射体，分别是绿色植被均 值、洁净水均值、沙地均值和湖水均值，同时还 可输入自己的地表反射率。后者考虑了地表和大 气的二向反射特性。
6S给出几种可供选择的大气模式:对流 层模型、中纬度夏季、中纬度冬季、 近极地夏季、近极地冬季、US62标准 大气模型，也可自定义大气模式 。
气溶胶模式包括定义气溶胶类型和浓度两部分。
*在6S中定义了7种缺省的气溶胶模式(大陆型、
海洋型、城市型、沙土型、生物气溶胶和平流层 型)，还可根据实际测量来定义。
射SOS (successive orders of scaБайду номын сангаасtering)算法来计 算散射和吸收,提高了瑞利和气溶胶散射作用的计算精
度。光谱波长提高到了2.5nm。 改进了模型的参数输
入,使其更接近实际。该模型对主要大气效应:
H2O ,O3 ,O2 ,CO2 ,CH4 ,N2O 等气体的吸收,大气分子 和气溶胶的散射都进行了考虑。它不仅可以模拟地表 非均一性,还可以模拟地表双向反射特性。
这四部分反射辐射的总和可以反演非朗伯体地表的反射率。
五、6S主要算法
六、6S算法流程
❖ 1、几何参数 ❖ 2、大气模式 ❖ 3、气溶胶模式 ❖ 4、光谱条件 ❖ 5、地面反射率 ❖ 6、目标和传感器的高程参数
利用输入的参数来确定相对于一个指定 的地面点时，太阳、地面目标和传感器 之间的空间几何关系。如太阳天顶角、 卫星天顶角、太阳方位角、卫星方位角， 观测时间等。
高效反应堆核材料辐射损伤断面效应仿真模拟
高效反应堆核材料辐射损伤断面效应仿真模拟摘要：高效反应堆核材料辐射损伤断面效应仿真模拟是指使用计算机软件对核材料在高辐射环境中的损伤程度进行预测和模拟。
本文主要介绍了高效反应堆核材料辐射损伤断面效应的重要性、仿真模拟的原理和方法、相关软件工具以及未来的发展方向。
引言：高效反应堆是一种核能利用效率高、发电成本低的核能反应堆。
在高效反应堆运行过程中，核材料长时间处于高辐射环境下，不可避免地会受到辐射损伤。
辐射损伤断面效应是指由于不均匀空间辐照引起的材料辐射损伤程度的差异。
了解和研究辐射损伤断面效应对于设计和优化高效反应堆的核材料具有重要意义。
高效反应堆核材料辐射损伤断面效应的重要性：1. 安全性：核材料的辐射损伤会对反应堆的安全性产生潜在威胁。
了解辐射损伤断面效应能够帮助设计更安全的核材料，降低事故风险。
2. 经济性：辐射损伤断面效应影响着核材料的寿命和效能。
优化材料设计可以延长寿命，提高核材料的利用效率，降低能源成本。
3. 材料性能：辐射损伤会引起材料性能的变化，如机械性能、热稳定性等。
了解辐射损伤断面效应对于优化材料性能具有重要意义。
高效反应堆核材料辐射损伤断面效应仿真模拟的原理和方法：1. 辐射源建模：根据实际反应堆的特点，对辐射源进行建模。
包括考虑辐射能量范围、方向性以及空间分布等因素。
2. 材料性能建模：根据辐射源的特征和材料响应规律，建立材料性能模型。
包括辐照损伤的累积效应、辐照诱导的缺陷产生以及材料退化的过程等。
3. 辐射传输模拟：使用辐射传输方程对辐射在材料中的传输过程进行模拟。
考虑了辐射强度、衰减、散射等因素。
4. 辐射损伤评估：根据模拟得到的辐射剂量和材料性能模型，评估材料的辐射损伤程度。
包括辐射剂量分布、缺陷密度、晶格缺陷等影响因素。
相关软件工具：1. MCNP（Monte Carlo N-Particle）：一种常用的基于蒙特卡洛方法的辐射传输模拟软件，广泛应用于核反应堆中辐射场的计算。
中科院遥地所定量遥感_第六讲_遥感尺度效应与产品真实性检验
f v; p; i F v; p; i
UpScaling
DownScaling
Local Scale
Large Scale
待解决的关键点：
? v; p; i v; p; i
? f F
模型非线性的影响 参数异质性的影响
基于地表特征参数的尺度转换模型(李召良、阎广建，973交流报告)
h=0 h>0
C0为块金值，C1为基台值，ɑ为变程参数，取该模型的 变程为6ɑ，并用该变程代表图像冠层特征尺度.
2、尺度概念与特性
（2）特征尺度：线性与非线性混合
A点为株行距实测值，B点为冠层特 征尺度模型值
3、遥感尺度效应产生的原因
（1）遥感尺度效应定义
定量遥感关心的可标度参量的尺度效应。
可标度量： 不同尺度下实测参数是一致的。
MSS has 4 spectral bands: •Band 1: 0.5 to 0.6 m (green) •Band 2: 0.6 to 0.7 m (red) •Band 3: 0.7 to 0.8 m (near IR) •Band 4: 0.8 to 1.1 m (near IR)
– Polar orbiting satellites – Geosynchronous – Aerial
• Temporal extent: the time between sensor launch and retirement.
– Important to consider if historical data is necessary.
70.5
60Þ
45.6Þ 26.1
0?
26.1
遥感图像条带噪声的多尺度变分模型去除
遥感图像条带噪声的多尺度变分模型去除霍丽君;何斌;周达标【期刊名称】《光学精密工程》【年(卷),期】2017(025)001【摘要】多片CCD拼接遥感成像系统由于存在非均匀性问题,导致遥感图像中常存在条带噪声,本文在分析条带噪声的主要来源和模型的基础上,提出了多尺度变分模型的条带噪声去除方法.首先,分析了条带噪声的特点并建立了图像退化模型.其次,结合条带噪声的单向性特点与多尺度分层分解方法构造能量泛函.然后,利用不动点Gauss-Seidel迭代法多尺度分级极小化能量泛函,将条带噪声和图像有用信息分离.最后,对各尺度结构分量和细节分量进行累加,得到去噪图像.实验结果表明:对于周期条带噪声,图像畸变量为2‰,图像辐射质量提升到11.715 dB;对于随机条带噪声,图像畸变量为3.3‰,图像辐射质量提升到11.092 5 dB.与典型条带噪声去除方法相比,不管是周期条带噪声还是随机条带噪声,本文方法均能够在保证畸变量很小的情况下,将其完全去除,满足遥感图像低畸变量的预处理要求.【总页数】10页(P198-207)【作者】霍丽君;何斌;周达标【作者单位】中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033;中国科学院大学,北京100039;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033;中国科学院大学,北京100039【正文语种】中文【中图分类】TP751.1【相关文献】1.中分辨率遥感图像条带噪声的去除 [J], 陈劲松;邵芸;朱博勤2.基于小波变换的多波段遥感图像条带噪声的去除 [J], 陈劲松;朱博勤;邵芸3.采用变分法的遥感影像条带噪声去除 [J], 王昶;王旭;纪松4.遥感影像条带噪声去除的小波变分法 [J], 王昶;张永生;王旭;纪松5.基于权重变分模型的地基IDOAS条带噪声去除 [J], 奚亮;司福祺;江宇;周海金;邱晓晗;常振因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
遥感数据的集成与模型同化
The fraction of the annual anthropogenic emissions that remains in the atmosphere
Ocean removes _ 24%
55% were removed by natural sinks
Land removes _ 30%
固定生态系统监测网络
象气象站一样,但分布在 野外的生态监测网,至 少配备 气象 涡度相关仪 土壤湿度 流量 冰雪信息 光谱信息 环境质量信息 无线数据传输
多源航空和卫星遥感数据
例如,Google影像库 再如,近年来,美国不断利 用Terra和Aqua卫星上的 MODIS数据生产全球陆地 数据产品其中包括: 全球土地覆盖 植被指数 植被叶面积指数 光合作用有效辐射比例 (fPAR) 地表温度(LST), 雪盖和雪深 地表反照度 还利用Aqua和日本ADEOS- II上的高级微波扫描仪 (AMSR)生产 雪水当量 土壤湿度
陆地生态系统在全球变化中的重要地位
科学性 人类直接的栖息环境 可持续发展的保障 国际政治外交等的迫切需要
全球变化研究的重要和薄弱环节及 近期研究方向和重点
陆地生态系统健康及其生产力是 全球变化研究的一个核心内容
定量估算陆地生物圈的变化轨迹和潜在退化程度十 分必要.这些科学和管理问题要求: 建立对生态系统监测的固定观测网络,为生态系 统监测和模型验证服务 用遥感实现陆地生物圈空间异质性的定量监测 用模型模拟无法测量的生态系统过程,实现对生 物圈的时空连续监测,并形成预测能力.
Canadell et al. 2007, PNAS
陆地区域碳汇机制最不清楚
自然系统碳汇状况: 陆地和海洋部分
陆地
海洋
Canadell et al. 2007, PNAS
Ocean removes _ 24%
55% were removed by natural sinks
Land removes _ 30%
固定生态系统监测网络
象气象站一样,但分布在 野外的生态监测网,至 少配备 气象 涡度相关仪 土壤湿度 流量 冰雪信息 光谱信息 环境质量信息 无线数据传输
多源航空和卫星遥感数据
例如,Google影像库 再如,近年来,美国不断利 用Terra和Aqua卫星上的 MODIS数据生产全球陆地 数据产品其中包括: 全球土地覆盖 植被指数 植被叶面积指数 光合作用有效辐射比例 (fPAR) 地表温度(LST), 雪盖和雪深 地表反照度 还利用Aqua和日本ADEOS- II上的高级微波扫描仪 (AMSR)生产 雪水当量 土壤湿度
陆地生态系统在全球变化中的重要地位
科学性 人类直接的栖息环境 可持续发展的保障 国际政治外交等的迫切需要
全球变化研究的重要和薄弱环节及 近期研究方向和重点
陆地生态系统健康及其生产力是 全球变化研究的一个核心内容
定量估算陆地生物圈的变化轨迹和潜在退化程度十 分必要.这些科学和管理问题要求: 建立对生态系统监测的固定观测网络,为生态系 统监测和模型验证服务 用遥感实现陆地生物圈空间异质性的定量监测 用模型模拟无法测量的生态系统过程,实现对生 物圈的时空连续监测,并形成预测能力.
Canadell et al. 2007, PNAS
陆地区域碳汇机制最不清楚
自然系统碳汇状况: 陆地和海洋部分
陆地
海洋
Canadell et al. 2007, PNAS
遥感导论 第一章遥感概述 ppt课件
热红外遥感，指通过红外敏感元件，探测物体的热辐射能量，显 示目标的辐射温度或热场图象的遥感技术的统称。遥感中指8-14 微米波段范围。地物在常温(约300K)下热辐射的绝大部分能量位 于此波段，在此波段地物的热辐射能量，大于太阳的反射能量。 热红外遥感具有昼夜工作的能力。
微波遥感，指利用波长1-1000毫米电磁波遥感的统称。通过接收 地面物体发射的微波辐射能量，或接收遥感仪器本身发出的电磁 波束的回波信号，对物体进行探测、识别和分析。微波遥感的特 点是对云层、地表植被、松散沙层和干燥冰雪具有一定的穿透能 力，又能夜以继日地全天侯工作。
8
遥感的载体：电磁波谱
9
地物波谱特征
自然界任何物体都具有反射、吸收、发射电磁波的能力， 这是由于组成物质的最小微粒不同运动状态造成的。
不同的物质由于物质组成和内部结构、表面状态不同，具 有相异的电磁波谱特性，这是遥感识别目标的前提。
10
信息获取
在外观上，Terra卫星的大小大概相当于一辆小型校园公汽。它装载的五
《遥感导论》课程
第一章 遥感概述
1
《遥感导论》教学主要内容
第一章 遥感概述 第二章 电磁辐射与地物光谱特征 第三章 遥感成像原理与遥感图像特征 第四章 遥感图像处理 第五章 遥感图像目视解译 第六章 遥感数字图像计算机解译 第七章 遥感应用 第八章 遥感、地理信息系统与全球定位系统综合应用
2
教学目的和要求
27
遥感的类型
按工作方式分
✓ 主动遥感：传感器主动发射一定电磁 波能量并接收目标的后向散射信号
✓ 被动遥感：传感器不向目标发射电磁 波，仅被动接收目标物的自身发射和对 自然辐射源的反射能量。
28
主动遥感和被动遥感
微波遥感，指利用波长1-1000毫米电磁波遥感的统称。通过接收 地面物体发射的微波辐射能量，或接收遥感仪器本身发出的电磁 波束的回波信号，对物体进行探测、识别和分析。微波遥感的特 点是对云层、地表植被、松散沙层和干燥冰雪具有一定的穿透能 力，又能夜以继日地全天侯工作。
8
遥感的载体：电磁波谱
9
地物波谱特征
自然界任何物体都具有反射、吸收、发射电磁波的能力， 这是由于组成物质的最小微粒不同运动状态造成的。
不同的物质由于物质组成和内部结构、表面状态不同，具 有相异的电磁波谱特性，这是遥感识别目标的前提。
10
信息获取
在外观上，Terra卫星的大小大概相当于一辆小型校园公汽。它装载的五
《遥感导论》课程
第一章 遥感概述
1
《遥感导论》教学主要内容
第一章 遥感概述 第二章 电磁辐射与地物光谱特征 第三章 遥感成像原理与遥感图像特征 第四章 遥感图像处理 第五章 遥感图像目视解译 第六章 遥感数字图像计算机解译 第七章 遥感应用 第八章 遥感、地理信息系统与全球定位系统综合应用
2
教学目的和要求
27
遥感的类型
按工作方式分
✓ 主动遥感：传感器主动发射一定电磁 波能量并接收目标的后向散射信号
✓ 被动遥感：传感器不向目标发射电磁 波，仅被动接收目标物的自身发射和对 自然辐射源的反射能量。
28
主动遥感和被动遥感