反演,地表反照率,比辐射率

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遥感名词解释

遥感名词解释

名词解释1.图像分割:图像分割就是把图像分成若干个特定的、具有独特性质的区域并提出感兴趣目标的技术和过程。

它是由图像处理到图像分析的关键步骤。

现有的图像分割方法主要分以下几类:基于阈值的分割方法、基于区域的分割方法、基于边缘的分割方法以及基于特定理论的分割方法等。

2.多源遥感影像融合:是对多遥感器的图像数据和其他信息的处理过程。

将多种遥感平台,多时相遥感数据与非遥感数据之间的信息组合匹配的技术。

着重于把空间和时间上冗余或互补的多源数据,按一定的规则(或算法)进行运算处理,获得比任何单一数据更精确、更丰富的信息,生成一副具有新的空间、波谱、时间特征的合成图像。

它不仅仅是数据间的简单复合,而强调信息的优化,以突出有用的专题信息。

3.KT变换:是Kauth-Thomas变换的简称,也称穗帽变换。

这种变换也是一种线性组合变换,变换公式为:Y=BX,式中,X为变换前多光谱空间的像元矢量;Y为变换后的新坐标空间的像元矢量;B为变换矩阵。

是一种特殊的主成分分析,不同的是转换系数是固定的。

将MSS的四个波段转换产生4个新轴,土壤亮度指数,绿度指数,黄度指数和噪声。

随着作物生长这个分布显示出一个似“穗帽”的形状和一个“土壤面的底部。

随着作物生长农作物像元值移到穗帽区,当作物成熟及凋落时,像元值回到土壤面。

K-T 变换的应用主要针对TM数据和曾经广泛使用的MSS数据。

它抓住了地面景物,特别是植被和土壤在多光谱空间中的特征。

4.监督分类:又称训练分类法,用被确认类别的样本像元去识别其他未知类别像元的过程。

5.非监督分类:非监督分类的前提是假定遥感影像上同类物体在同样条件下具有相同的光谱信息特征。

不必对影像地物获取先验知识,仅依靠影像上不同地物光谱信息进行特征提取,再统计特征的差别来达到分类的目的,最后对已分出的各个类别的实际属性进行确认。

6.黑体辐射:如果一个物体对任何波长的电磁辐射都全部吸收,则这个物体是绝对黑体。

实习7、地表反射率、温度的反演以及植被指数的计算

实习7、地表反射率、温度的反演以及植被指数的计算

基本原理一)地表反射率是指地表物体向各个方向上反射的太阳总辐射通量与到达该物体表面上的总辐射通量之比。

反照率可以通过遥感成像提供的辐射亮度值L 或反照率p ,二向性反射率分布函数BRDF 来获得:地物反射率的光谱特征差异是从遥感影像中识别地表不同类型地物的基本依据,也是地表其他各种物理、生物物理参数反演的依据地表。

地表反射率的计算步骤:1、辐射定标:根据遥感影像DN 值计算到达传感器的各波段辐射亮度也就是将传感器记录的辐射量化值(Digital Number ,DN )转换成绝对辐射亮度值、表观反射率,或者表观温度的过程。

绝对定标:通过各种标准辐射源,建立辐射亮度值与辐射量化值(DN )之间的定量关系式中,辐射亮度值L 的常用单位为W/(m2.μm.sr),或者μW/(cm2.nm.sr) 。

1W/(m2.μm.sr)=0.1 μW/(cm2.nm.sr)2、各波段表观反射率计算3、大气辐射校正(ENVI FLAASH/QUAC )绝对大气辐射校正:消除大气辐射衰减效应,将遥感影像的DN 值转换为地表反射率、辐亮度、地表温度等的方法,此过程包含了辐射定标。

相对大气辐射校正:将遥感影像的DN 值转换为类似的整型数,同时消除大气辐射衰减效应。

FLAASH 是用数学建模辐射的物理行为,纠正波长在可见光至近红外和短波红外区域,最多3微米。

(对于热地区,使用基本工具>预处理>校准工具>热大气压校正菜单选项。

)不同于预先计算模拟结果的数据库内插辐射传输特性许多其他大气校正程序, FLAASH 采用了MODTRAN4辐射传输代码。

MODTRAN4并入ENVI FLAASH 的版本被修改,以校正在HITRAN -96水行参数的误差。

可以选择任何一种标准MODTRAN 大气模型和气溶胶类型,FLAASH 还包括以下功能:校正邻近效应(像素混合是由于表面反射辐射的散射) 计算场景的平均能见度(气溶胶/雾量)。

多种卫星遥感数据反演地表净辐射通量数据

多种卫星遥感数据反演地表净辐射通量数据

多种卫星遥感数据反演地表净辐射通量数据
※遥感卫星信息源
※数据反演产品及算法
目前已有产品
地表净辐射作为驱动大气运动的主要能量,它是气候变化乃至全球变化的重要驱动力。

由地表净辐射可反演比辐射率、地表温度、地表反照率等地表特征参数,是提高天气预报质量和大气环流模式研究的一个重要参数。

多种卫星遥感数据反演地表净辐射通量信息产品是地理国情监测云平台推出的气象/气候环境类系列数据产品之一。

反演算法
地表净辐射是地表的主要能量来源,可根据辐射平衡方程由入射能量减去出射能量估;TM/ETM算法如公式1,Modis算法如公式2,AVHRR算法如公式3:
(1)
其中,为地表净辐射通量,为地表反射率,为比辐射率,为向下的长波辐射,为向下的短波辐射,为向上的长波辐射。

(2)
其中,a为地表反照率,RS↓是下行到达地表的太阳短波辐射, RL↓是下行的长波辐射, RL↑是上行的长波辐射。

(3)
其中,α为地面反射率;RS↓为下行的太阳短波辐射;RL↓为下行的长波辐射;RL↑为上行的长波辐射;ε为地面比辐射率。

※产品案例
2011年9月20日北京净辐射通量。

作者姓名:阿布都瓦斯提·吾拉木

作者姓名:阿布都瓦斯提·吾拉木

作者姓名:阿布都瓦斯提·吾拉木论文题目:基于n维光谱特征空间的农田干旱遥感监测作者简介:阿布都瓦斯提·吾拉木,男,1975年2月出生,于2006年7月获北京大学理学博士学位。

2006年12月至今任美国圣路易斯大学环境科学中心Geospatial Analyst/Research Professor。

中文摘要农田生态系统是一个水分、土壤、植被、大气等诸多因素耦合的复杂系统(SPAC,Soil-Plant-Atmosphere Continuum)。

在农田生态系统水循环中,水分亏缺的积累使农田供水量在一定的时间段内不能满足作物需水量,导致农田干旱的发生。

农田干旱直接和间接地影响人类生存、社会稳定、农业生产、资源与环境可持续发展。

正确评价或预防农田干旱,对促进农业生产和区域可持续发展具有重要的现实意义。

遥感具有客观反映农田水分时空变化的监测能力。

国内外农田遥感干旱监测研究表明:在复杂地表环境下,单纯采用可见光、近红外、热红外或微波波段都无法全面、准确反映农田水分信息,其方法在农田水分监测中暴露出诸多问题,如水分监测的滞后效应、模型复杂、参数的不确定性和过度依赖于田间和气象观测资料等,不能适应全面、动态的农田干旱监测与农田水分信息提取的迫切需求。

利用定量遥感方法,实现准确的农田干旱信息提取一直是遥感应用领域亟待解决的重要科学问题之一。

基于多维光谱特征空间的农田干旱信息提取,可以综合多源遥感的优势,为干旱监测提供更丰富、更高分辨率的农田水分信息,有望去除以往的遥感干旱模型带来的监测效果滞后、模型复杂、参数的不确定性等问题,形成农田干旱遥感监测新方法。

本论文以可见光近红外2维光谱空间干旱建模为切入点,通过加入短波红外,进一步拓宽遥感干旱监测的波段和地表生态物理参数,构建了反演土壤水分、叶片/冠层含水量(EWT)和叶片/冠层相对含水量(FMC)等参数的遥感模型,针对农田干旱最关键的两个指标土壤水分和叶片/冠层含水量,建立了多个干旱监测模型,形成了以n维光谱特征空间为基础的农田遥感干旱监测的新方法。

辐射定标

辐射定标

辐射定标(像元亮度值,辐射亮度/亮温)、表观反射率、地表反射率、反照率、比辐射率(转)(2012-11-28 13:58:29)转载▼分类:科研标签:杂谈(2012-01-26 01:18:44)标签:校园分类:工作篇定标系数为:增益53.473,单位:DN/(W⋅m-2⋅sr-1⋅μm-1);截距26.965,单位:DN。

利用绝对定标系数将DN值图像转换为辐亮度图像的公式为L=(DN-b)/coe,式中coe为绝对定标系数的增益,b为截距,转换后辐亮度单位为W⋅m-2⋅sr-1⋅μm-1。

HJ1B红外相机中红外波段则条带较为严重,不利于定量化应用。

遥感数字图像遥感数字图像是以数字形式记录的二维遥感信息,即其内容是通过遥感手段获得的,通常是地物不同波段的电磁波谱信息。

其中的像素值称为亮度值(或称为灰度值、DN值)。

遥感概念DN值(Digital Number )是遥感影像像元亮度值,记录的地物的灰度值。

无单位,是一个整数值,值大小与传感器的辐射分辨率、地物发射率、大气透过率和散射率等有关。

遥感图像量化image quantification。

释文:按一定的函数关系将图像所代表的物理量分割成有限的离散等级,以使观测数据可用一定字长的二进制码表示,因此又称为数据编码。

量化后的级别称为图像的像元值、灰度或亮度,记为DN(digital number)。

DN值没有单位,数量级与像素深度有关,如果是无符号整型的就是0-255,符点型,无符号16位均根据其类型确定。

在遥感领域,定标一般分为几何定标和辐射定标两种。

几何定标即指对遥感图像几何特性进行校正,以还原为真实情况。

辐射定标指对遥感图像的辐射度进行校准,以实现定量遥感。

辐射定标一般也可称为校准,其主要目的是保证传感器获取遥感数据的准确性。

通常,采用系统自身内部监视环路和外部标准目标方法对系统链路中的各个环节进行误差修正,来实现辐射定标过程。

一般在主动式遥感系统中,辐射定标可以作得很好,可以认为在一定误差范围内实现了定量遥感。

17种MODIS产品的功能解释

17种MODIS产品的功能解释

17种MODIS产品的功能解释1.MODIS-地表温度产品:显示地表的温度分布,有助于研究气候变化和环境监测。

2.MODIS-云相态产品:识别和分类云的类型和性质,用于天气预报和气候模型研究。

3.MODIS-云降水产品:估算云的降水量,有助于水资源管理和灾害预警。

4.MODIS-大气成分产品:提供大气中的气体和颗粒物的浓度分布信息,用于空气质量评估和大气污染监测。

5.MODIS-植被指数产品:提供植被生长和活动的信息,用于农业生产和生态环境评估。

6.MODIS-海洋色彩产品:显示海洋的溶解有机物和悬浮物的浓度分布,有助于海洋生态系统的研究和渔业管理。

7.MODIS-大气比辐射产品:提供大气辐射传输的信息,用于气候变化、太阳能资源评估和大气辐射模拟。

8.MODIS-火灾产品:监测和识别地表火灾,有助于火灾控制和自然资源管理。

9.MODIS-地表反照率产品:显示地表反射太阳辐射的能力,用于土地利用和气候变化研究。

10.MODIS-雪冰覆盖产品:估算地表的雪和冰的分布,有助于水资源管理和气候模型研究。

11.MODIS-陆地表面温度产品:提供陆地表面温度的分布信息,用于土地利用和气候监测。

12.MODIS-水汽产品:提供大气中水汽的浓度分布,用于气象预报和气候模型研究。

13.MODIS-陆地地表植被覆盖产品:显示陆地表面的植被覆盖情况,用于生态环境评估和农业监测。

14.MODIS-夜间发光产品:显示地球表面的夜间灯光分布,用于城市发展和能源管理。

15.MODIS-水色产品:提供水体的透明度和色彩信息,用于水质监测和海洋生态研究。

16.MODIS-短波地表净辐射产品:提供地表向大气和空间发射的净辐射信息,用于气候模拟和能源评估。

17.MODIS-气溶胶光学厚度产品:显示大气中气溶胶的浓度分布,用于大气污染监测和人类健康评估。

遥感反演课程-反照率

遥感反演课程-反照率

7
1.2 地表反照率和全球变化
全球变化的驱动因子
温室气体
云和气溶胶
土地利用 海流
植被状况
地表反照率

海冰
8
1.2 地表反照率和全球变化
地表反照率对气候变化的反馈机制
• 地表反照率的增加,会导致净辐射的减小,感热通 量和潜热通量减少,进而造成大气辐合上升减弱, 云和降水减少,土壤湿度减小,使得地表反照率增 加,形成一个正反馈过程 • 冰雪-反射率-温度之间存在“正反馈过程”,即冰雪 的覆盖增大地表的反照率,使地-气系统吸收的辐射 减少,从而降低气温,而降温又将进一步使冰雪面积 扩展,反照率继续增大,造成温度越来越低 • 极地海冰融化造成反照率的增加,从而更多的吸收 太阳辐射,气温升高,加速海冰的融化

Fu ( ) Fd ( ) (0.25 ~ 5.0m)
反照率表
地表能量平衡方程:
Rn R R (1 )F F T
s n l n s d l d
反照率

4
下行短波辐射 下行长波辐射
地表发射率
地表温度
5
地表宽波 段反照率
2 /2
地表二向反射因子的在角度维和 波长维积分的结果。

0 0
(i , i ;2 ) Li (i , i )sin i cos i di di
2 /2
BHR
A( , )
2
1
( , ) Fd ( , )d
dLr (i , i ; r , r ) BRF R(i , i ; r , r ) dLid r (i , i )
BRDF BRF

20
2.3 地表的二向反射特性

不同土地覆被类型对城市地表温度的影响——以山东省龙口市为例

不同土地覆被类型对城市地表温度的影响——以山东省龙口市为例

植被 覆 盖度也 较大
模 ,分别 计算 亮度 温度 、地表 比辐 射率 、植被 指数 等 .得 到研究 区地 表温度 反演 浮点 型分 级 图像 并 在 G S技 术 的支持下 .将 地表 温度 与土地 利用 分类 I
图进 行掩 膜和 叠加分 析 .统计 出不 同土地 利用 覆被
类 型地表 温度 的均值 和标 准差 等 不 同年份 反演值
目前有 关城 市热 环境 和地表 温度 的遥 感研究 一
温 3 . ̄ 55C,绝 对 低 温一 7 .夏 季 各 月 温 度 较 内 陆 1℃
般直 接利用 亮度 温度 .或者 用少 数几 个实 测温度 值
与亮 度温度 分 布图进行 回归分析 得到 地表 温度 .这
地 区低 2 3C, 度 低 于青 岛市 , 候 舒 适 度 高 , - ̄ 湿 气 降
推算 地表 温度 的要素 之一 是地表 比辐射率 地
表 比辐射 率对 地表 温度反 演精 度 的影 响很 大 .研究 表 明 .发射 率 00 .1的 相对 误 差 .能 导 致 地 表 温 度 07 K 的误差 。因此 。人 们 一直 很重 视 地表 比辐 射 .5 率 的信息 获取 工作 .提 出 了不 少方法 .如实验 室测
观 测 等 资 料 ,反 演 了 快 速 城 市 化 的 典 型 地 区 龙 口市 的 城 市 地表 温度 ,分 析不 同 土 地利 用类 型 的 地 表 温 度 差 异 ,以及 地 表 温 度 与 N V 的 关 系 ,发 现 龙 口地 表 温 度 中草 地 、林 地 、 水 域 相 对 较 低 。近 几 年 水 域 温 度 的 变 化 表 明 ,沿 海 水 环境 D I 污 染 的 不 断 加剧 导 致 水 体 的 不 均 一性 增 大 。 关 键 词 土 地 利 用 类 型 ;L n stT ;地 表 比辐 射 ;地 表温 度 a da M

地表反射率反演

地表反射率反演

MODIS 反照率反演算法1 基本概念1地表反射率(albedo)指地表向各个方向反射的全部光通量与总入射光通量的比。

2 辐射亮度指面辐射源上某点在一定方向上的辐射强弱的物理量3 BRDF (二向反射率)理想光滑表面的反射是镜面反射,理想粗糙表面的反射是漫反射(朗伯反射),而自然地表往往既不满足镜面反射也不满足漫反射的条件。

二向反射的概念是指物体表面反射光线的能力与入射和反射光线的方向有关,二向性反射分布函数(Bidirectional Reflectance Distribution Function, BRDF )定义如下:它是光线入射方向、反射方向和波长的函数,是基于微分面元和微分立体角定义的。

2 反照率反演算法流程2.1核驱动模型和反演核驱动的线性BDRF 模型,是用核的线性组合来拟合地表的二向反射特征。

简单地说,可以用下面的公式表示:),,,(∧φϑθR =),,()(kφϑθk k k f ∧∑其中 , R 为二向反射; K k 为各类核 , f K 为相应各个核所占的比例(权重),θ为太阳入射天顶角,ϑ为观测天顶角,φ为相对方位角;Λ为波段宽。

拟合观测数据()∧ρ,通过最小二乘法,反演拟合观测数据的最优的k f ,也就是说,已知l l φϑθ,,l 角度的反射观测()∧ρ,最小化得到,各个核的权重k f其中,d 为自由度,也就是观测样本数减去核系数k f 的个数;()∧l w 为第l个观(,;,;)(,;,;)(,;,;)r i i r r r i i r r i i i r r dL f dE θφθφλθφθφλθφθφλ=测的权重。

通过上式繁衍出核系数之后,可以通过核的外推求出任意太阳入射角、观测角以及相对方位角的二向反射。

2.2 依据BRDF 模型计算反照率如前所述 ,根据反照率的定义 ,方向——半球(黑半球)反照率和双半球(白半球)反照率等于 BRDF 核驱动模型中核的方向——半球空间积分和双半球空间积分的线性组合。

关于遥感术语中的几个概念

关于遥感术语中的几个概念

关于遥感术语中的几个概念1、辐亮度,描述的是单位立体角和单位面积上的能量,通常DN与辐亮度是线性相关的,并且大多数遥感数据提供者都为用户提供转换系数。

2、辐照度,是辐亮度在半球空间上总的立体角的积分,通常被叫做辐射通量密度或简称为通量。

3、反射率,从物体表面反射的光谱辐亮度与入射到表面的光谱辐照度之比。

理想状态下,如果经过大气校正,最好用地表反射率作为计算植被指数的变量。

不难理解,反射率明显依赖于太阳入射方向和传感器观测方向,通常被表示为二向反射率因子。

4、反射率:是指任何物体表面反射阳光的能力。

这种反射能力通常用百分数来表示。

比如说某物体的反射率是45%,这意思是说,此物体表面所接受到的太阳辐射中,有45%被反射了出去.英文表示:Reflectance5、地表反射率:地面反射辐射量与入射辐射量之比,表征地面对太阳辐射的吸收和反射能力。

反射率越大,地面吸收太阳辐射越少;反射率越小,地面吸收太阳辐射越多,表示:surface albedo6、表观反射率:表观反射率就是指大气层顶的反射率,辐射定标的结果之一,大气层顶表观反射率,简称表观反射率,又称视反射率。

英文表示为:apparent reflectance(个人理解,表观反照率就是地物反射率,加上大气向上传输的一些贡献,=地物+大气。

所以需要大气校正为地表反射率)7、行星反射率:从文献“一种实用大气校正方法及其在TM影像中的应用”中看到“卫星所观测的行星反射率(未经大气校正的反射率)”;在“基于地面耦合的TM影像的大气校正-以珠江口为例”一文有“该文应用1998年的LANDSAT5 TM 影像,对原始数据进行定标、辐射校正,求得地物的行星反射率”。

因此行星反射率就是表观反射率。

英文表示:planetary albedo8、反照率:反照率是指地表在太阳辐射的影响下,反射辐射通量与入射辐射通量的比值。

它是反演很多地表参数的重要变量,反映了地表对太阳辐射的吸收能力。

MODIS卫星数据地表反照率反演的简化模式

MODIS卫星数据地表反照率反演的简化模式

收稿日期:2003211227;修订日期:2004205209基金项目:国家重点基础研究发展规划项目(编号:G 200077907)资助。

作者简介:刘振华(1972-),女,博士生,主要研究方向为地图学与地理信息系统。

MOD I S 卫星数据地表反照率反演的简化模式刘振华,赵英时,宋小宁(中国科学院研究生院中国科学院遥感所,北京 100039)摘要:以内蒙西部地区的M OD IS 遥感图像数据和地表野外同步观测的光谱数据为例,在野外数据量较少且有定标数据的条件下反演地表反照率。

使用6S 大气1辐射传输模型进行大气校正,并通过M OD TRAN 4.0模型获取各波段地表入射光通量和窄波段的地表反照率;在窄波段反照率与宽波段反照率之间存在线性关系的前提下,以各波段的入射光通量占总入射通量的比例作为反演参数,实现窄波段到宽波段的反演。

反演结果证明此方法简便可行。

关 键 词:反照率;M OD IS ;M OD TRAN ;入射光通量;反射光通量中图分类号:T P 75 文献标识码:A 文章编号:100420323(2004)06205082041 引 言地表反照率作为整个太阳光谱的半球反射积分值,随时空变化而变化,在一般情况下变化较为缓慢,但在气候环境突然改变(暴风雪、沙尘暴等)的情况下其值变化非常显著。

地表反照率是研究气候模型、天气预报、资源和灾害监测(干旱、火灾、大气污染及洪水等)和水资源管理的一个重要参数。

M OD IS 产品中提供了面向全球的地表反照率数据。

显然,对于不同气候条件下的区域而言,产品的精度不够,反演其值具有重要意义。

遥感是获取大区域、乃至全球地表反照率的唯一手段。

地表反照率反演的过程大体有以下三步:①遥感图象数据的大气校正;②由校正后的地表反射率反演窄波段的地表反照率;③由窄波段地表反照率到宽波段地表反照率的反演。

其中窄波段地表反照率的反演,一般采用核驱动模型来实现〔1〕,核驱动模型考虑到多角度信息,鉴于本文所用野外实测光谱数据没有考虑角度信息,并假设地表为朗伯体的前提下,就从能量角度出发来获取窄波段的反照率;宽波段反照率的反演通常是要由宽波段传感器(例如:ERB 〔2〕、ScaR a B 〔3〕)测量大量的地表宽波段反照率的值,再与大量的地表窄波段反照率数据进行线性回归获取回归系数,最终得到两者之间的关系模型〔4,5〕,此方法是建立在大量地面实测数据的基础之上,在实测数据很少的情况下,这种方法并不很合理。

2020版高考地理 课时跟踪检测(十七)全球气候变化对人类活动的影响(含解析)中图版

2020版高考地理 课时跟踪检测(十七)全球气候变化对人类活动的影响(含解析)中图版

课时跟踪检测(十七)全球气候变化对人类活动的影响一、选择题读全球气候变化影响示意图,完成1~2题。

1.下列地区中受全球气候变化影响最显著的是()A.青藏高原B.南海诸岛C.华北平原D.横断山脉2.能够有效缓解全球气候变暖的举措是( )A.计划生育B.提升城市化水平C.节约水源D.开发新能源解析:1.B 2.D 第1题,全球气候变暖,会使海平面上升,故四个选项中南海诸岛受到的影响最显著.第2题,开发新能源能够有效减少煤炭等化石燃料的使用,从而有效缓解全球气候变暖。

我国积极推动落实《巴黎协定》,加强应对气候变化国际合作,引领各国共同走绿色低碳发展道路,赢得了国际社会积极评价。

下图为地质时期全球平均温度及降水特点示意图。

据此完成3~4题。

3.下列有关地质时期气候变化特点的叙述,正确的是() A.新生代以干旱为主B.第四纪冰川面积比现在小C.寒冷期偏长,温暖期偏短D.整个古生代全球气候以温暖为主4.当前全球气候变化可能产生的影响是()A.全球热量资源的时空分布发生变化,但是水资源分布不变B.热量条件改善,全球生物多样性增加C.全球干旱、洪涝等自然灾害增多D.极端天气减少,流行疫病减少解析:3。

D 4。

C 第3题,图中显示新生代全球气候以湿润为主,A错;第四纪气候较寒冷,属于大冰期,冰川覆盖面积应该比现在大,B错;整个地质时期,寒冷期偏短,温暖期偏长,C错;整个古生代全球气候以温暖为主,D正确。

第4题,当前全球气候变化主要表现为全球气候变暖,在变暖的过程中,地球上可能会发生更多的极端天气和极端气候事件,如持续性干旱、热浪、大暴雨等。

由于多种因素的影响,地球在距今约22亿年到1万年间的漫长地质年代里经历了三次大冰期,大冰期之间为间冰期。

读图,完成5~7题。

5.图中甲、乙两时间段,气温变化率( )A.甲大于乙B.甲小于乙C.甲等于乙D.不能判断6.导致地质时期全球气温反复变化的主要原因是( )①毁林开荒②太阳活动③燃烧化石燃料④火山喷发A.①②B.③④C.①③D.②④7.气候变暖对冻土开始出现界线的变动表述,正确的是( ) A.向北移B.向南移C.山区上移D.山区下移解析:5。

反射率、地表反照率、比辐射率等大全

反射率、地表反照率、比辐射率等大全

反射率、地表反照率、⽐辐射率等⼤全⼀、反射率1.反射率⼜称光谱反射率,是波长的函数,⼜称为光谱反射率ρ(λ),定义为反射能与⼊射能之⽐:2.⽅向反射率实际物体反射具有⽅向性,对⼊射和反射⽅向严格定义的反射率,为⽅向反射率。

辐射⽅向的定义有微⼩⽴体⾓、任意⽴体⾓、半球全⽅向等。

当⼊射与反射⽅向定义为微⼩⽴体⾓时,成为⼆向性反射。

3.⼆向性反射率分布函数BRDF(Bidirectional Reflectance Distribution Function)是描述表⾯反射特性空间分布的基本参数。

⼆向性反射率因⼦(BRF),⼜称双向反射⽐因⼦,是在⼀定的辐照和观测条件下,⽬标地物的反射辐射通量与同条件下标准参考⾯(理想朗伯反射⾯)的反射辐射通量之⽐。

4.反照率(albedo)⼜称半球反射率,定义为⽬标物的反射出射度与⼊射度之⽐,即单位时间、单位⾯积上各个⽅向出射的总辐射能量M与⼊射的总辐射能量E之⽐,表⽰为:α=M/E。

地表反照率,即⾃然地物的半球反射率。

可以通过遥感成像提供的辐射亮度值L或反射率ρ,⼆向性反射率分布函数BRDF来获得。

5.⽅向-⽅向反射率⼊射能量照明⽅式为平⾏直射光,没有或可以忽略散射光;某个特定⽅向的反射能量与⼊射能量之⽐。

地物双向反射特性主要就是研究⽅向-⽅向反射率波谱。

其定义如下:6半球-⽅向反射率⼊射能量在2p半球空间内均匀分布,与⼊射能量之⽐。

定义如下:7⽅向-半球反射率(DHR)⼊射能量照明⽅式为平⾏直射光,没有或可以忽略散射光; 2p半球空间的平均反射能量与⼊射能量之⽐。

定义如下:式中为2p半球空间内表⾯反射的平均辐亮度值。

8半球-半球反射率就是反照率。

⼊射能量在2p半球空间内均匀分布, 2p半球空间的平均反射能量与⼊射能量之⽐。

若将不严格要求⼊射能量在2p半球空间内均匀分布,半球-半球反射率就是地物反照率。

定义如下:⼆、⽐辐射率⽐辐射率即物体的出射度与同温度的⿊体出射度之⽐:据基尔霍夫定律,对于不透明体有:⽅向⽐辐射率,与⽅向-半球反射率的关系:三、透射率透射率τ定义为透射能与⼊射能之⽐:⼤⽓透射率:m为⼤⽓质量,t为⼤⽓垂直光学厚度;k为衰减/消光系数,x为⼤⽓路径,kx为⼤⽓光学厚度。

地表反射率反演

地表反射率反演

地表反射率反演MODIS 反照率反演算法1 基本概念1地表反射率(albedo)指地表向各个方向反射的全部光通量与总入射光通量的比。

2 辐射亮度指面辐射源上某点在一定方向上的辐射强弱的物理量3 BRDF (二向反射率)理想光滑表面的反射是镜面反射,理想粗糙表面的反射是漫反射(朗伯反射),而自然地表往往既不满足镜面反射也不满足漫反射的条件。

二向反射的概念是指物体表面反射光线的能力与入射和反射光线的方向有关,二向性反射分布函数(Bidirectional Reflectance Distribution Function, BRDF )定义如下:它是光线入射方向、反射方向和波长的函数,是基于微分面元和微分立体角定义的。

2 反照率反演算法流程2.1核驱动模型和反演核驱动的线性BDRF 模型,是用核的线性组合来拟合地表的二向反射特征。

简单地说,可以用下面的公式表示:),,,(∧φ?θR =),,()(kφ?θk k k f ∧∑其中 , R 为二向反射; K k 为各类核 , f K 为相应各个核所占的比例(权重),θ为太阳入射天顶角,?为观测天顶角,φ为相对方位角;Λ为波段宽。

拟合观测数据()∧ρ,通过最小二乘法,反演拟合观测数据的最优的k f ,也就是说,已知l l φ?θ,,l 角度的反射观测()∧ρ,最小化得到,各个核的权重k f其中,d 为自由度,也就是观测样本数减去核系数k f 的个数;()∧l w 为第l个观(,;,;)(,;,;)(,;,;)r i i r r r i i r r i i i r r dL f dE θφθφλθφθφλθφθφλ=测的权重。

通过上式繁衍出核系数之后,可以通过核的外推求出任意太阳入射角、观测角以及相对方位角的二向反射。

2.2 依据BRDF 模型计算反照率如前所述 ,根据反照率的定义 ,方向——半球(黑半球)反照率和双半球(白半球)反照率等于BRDF 核驱动模型中核的方向——半球空间积分和双半球空间积分的线性组合。

地物比辐射率数据分析_徐静

地物比辐射率数据分析_徐静

遥 感 技 术 与 应 用 第 2 8卷 8 1 6 常数 、 含水量 、 温度等 ) 有关 , 并随着所测定辐射能的 、 波长 ( 观测角度 ( 也就 λ) θ)等 条 件 的 变 化 而 变 化 。 )是一个与多因素相关的函数 。 是说 , 比辐射率 ( ε ……) ( ) T, w, 1 ε = f( λ, α, θ, 地物比 辐 射 率 是 一 个 与 多 要 素 相 关 的 变 量 , 影 响机制复杂 , 下面主 要 探 讨 对 比 辐 射 率 影 响 较 大 的 、 、 、 波长 ( 温度 ( 含水量( 表面状态 5 个要素 , T) w) λ) ( 。 α)和观测角度 ( θ) 比辐射率与 波 长 ( 从U C S B 比辐射率 λ)有 关 , 光谱数据库中挑选 植 物 叶 子 样 本 , 通过样本比辐射 图 1) 可 以 看 出, 常春藤叶子的比辐射 率光谱曲线 ( 率随波长的不同而不同 。
在反演地表温度中得到的地表比辐射率数据 。 文献 [ ] 地表比 辐 射 率 数 据 则 是 来 自 比 辐 射 率 遥 感 3 5 4 0 - 产品 MO D I S L S E和 A S T E R L S E; ②直接来自实 验室或者野外测量 。 实验室测量的方法为对研究区 域进 行 样 品 采 样 , 采用 N i c o l e t 5 2 0 F T I R 等 仪 器, - 测量得到样品热红 外 波 段 范 围 的 反 射 率 值 , 再通过 比辐射率与温度 ( 有 关, 在 常 温 状 态 下, 地物 T) 自身性质比较稳定 , 但随着温度增加 , 地物自身性质 会发生改变 , 从 而 引 起 比 辐 射 率 的 变 化。 如 植 被 在 温度高的环境下 , 蒸 腾 作 用 加 剧, 叶 片 气 孔 增 大, 原 比辐射率随之发生改变 。 有形态发生改变 , 比辐射率与含 水 量 ( 有 关, 如在2 土 w) 0 ℃ 时, 壤的比辐射率随土 壤 水 分 含 量 而 变 化 , 干土比辐射

关于遥感术语中的几个反射率的概念(转)

关于遥感术语中的几个反射率的概念(转)

关于遥感术语中的几个反射率的概念(转)卫星遥感中可见光波段常出现以下几个概念1、反射率:是指任何物体表面反射阳光的能力。

这种反射能力通常用百分数来表示。

比如说某物体的反射率是45%,这意思是说,此物体表面所接受到的太阳辐射中,有45%被反射了出去.英文表示:Reflectance2、地表反射率:地面反射辐射量与入射辐射量之比,表征地面对太阳辐射的吸收和反射能力。

反射率越大,地面吸收太阳辐射越少;反射率越小,地面吸收太阳辐射越多,表示:surface albedo3、表观反射率:表观反射率就是指大气层顶的反射率,辐射定标的结果之一,大气层顶表观反射率,简称表观反射率,又称视反射率。

英文表示为:apparent reflectance4、行星反射率:从文献“一种实用大气校正方法及其在TM影像中的应用”中看到“卫星所观测的行星反射率(未经大气校正的反射率)”;在“基于地面耦合的TM影像的大气校正-以珠江口为例”一文有“该文应用1998年的LANDSAT5 TM影像,对原始数据进行定标、辐射校正,求得地物的行星反射率”。

因此行星反射率就是表观反射率。

英文表示:planetary albedo5、反照率:反照率是指地表在太阳辐射的影响下,反射辐射通量与入射辐射通量的比值。

它是反演很多地表参数的重要变量,反映了地表对太阳辐射的吸收能力。

英文表示:albedo它与反射率的概念是有区别的:反射率(reflectance)是指某一波段向一定方向的反射,因而反照率是反射率在所有方向上的积分;反射率是波长的函数,不同波长反射率不一样,反照率是对全波长而言的。

查到邱老师学生的论文里是这么写的:反照率的定义是地物全波段的反射比,反射率为各个波段的反射系数。

因此,反照率为地物波长从0 到∞的反射比。

《应用MODIS数据反演青藏高原地区地表反照率》一文中提到:黑空反照率(αbsa )和白空反照率(αwsa )分别代表太阳辐射完全直射和完全漫射条件下的反照率,即完全晴空和完全阴天条件下的反照率。

地表反照率反演

地表反照率反演

几何光学模型
• 几何光学模型从植株等宏观个体入手,将 地面目标假定为一定形状的几何体,引入 四个分量的概念,根据该四个参数在不同 光照和观测条件下的几何光学关系建立二 向反射分布模型。 • 几何光学模型能够解释热点现象,且能够 较好地描述稀疏林地的二向性反征。
计算机模拟模型
计算机模拟模型基本可分为两类: • 一是蒙特卡洛方法与辐射传输思想相结合的模拟 模型; • 另一种所谓的“真实结构模型“,这类模拟基于 计算机图形学产生植被的真实结构,并利用光子 追踪法或辐射通量法来计算植被的反射。 • 其最大的优点是逼真,理论上可以模拟任何植被 结构。 • 计算机模拟的方法可以作为验证其它模型或探索 新的解析近似的工具,但在目前很难应用于实际 的反演。
物理模型
• 物理模型是根据物理学原理建立的模型, 由于模型的参数具有明确的物理含义,得 到了全面深入的研究,是目前二向反射率 反演研究的重点。 物理模型分为: • 辐射传输模型 • 几何光学模型 • 计算机模拟模型。
辐射传输模型
• 辐射传输模型描述基于混浊介质中电磁波 的散射机理,在大气散射等研究中很大成 功。 • 但是该类模型的一个基本假设是冠层可以 近似分解为无限大的水平均匀的薄层,每 一层中的植被单元可以当作小的吸收和散 射微片,本质上忽略了植被的结构特征。 • 较适合于对草地、农作物和密林的描述, 而对植株分布不均匀的疏林则效果较差。
• 绝大部分地物在不同的入射光角度和观测 角度下其反射率不同,且不同地物的二向 反射性质也有所差异。所以,反演地表反 照率,必解决地表覆盖类型及各覆盖类型 的二向反射模型问题。对于平原地区,影 响地物二向反射率性质最重要的因素是植 被,所以植被的二向性反射模型是反照率 反演的基础。
二向性反射模型
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In retrieving the surface albedo from satellite data (e.g. Greuell & Oerlemans, 2003; Key, Wang, Stroeve, & Fowler, 2001; Knap, Brock, Oerlemans, & Willis, 1999; Stroeve, Nolin, & Steffen, 1997), one of the processing steps is narrowband-to-broadband conversion (NTB conversion). This step is necessary because satellite sensors used for the retrieval of the albedo carry out their measure-
* Corresponding author. E-mail address: w.greuell@phys.uu.nl (W. Greuell).
0034-4257/$ - see front matter D 2003 Elsevier B.V. All rights reserved. doi:10.1016/j.rse.2003.10.010
Since both narrowband and broadband albedos depend on the spectral albedo (i.e. variation of the surface reflectivity with wavelength) and the incident spectral irradiance (i.e. spectral variation of the incoming solar radiative flux with wavelength), equations for NTB conversion do as well. The spectral albedo is determined by the optical properties of the surface and of the sub-surface material, and by the solar zenith angle (Wiscombe & Warren, 1980). The incident spectral irradiance is the result of the optical properties of the atmosphere and, owing to multiple reflections between the surface and the atmosphere, the spectral albedo. Since the optical depth of the atmosphere is a function of surface elevation and solar zenith angle, these variables also affect the incident spectral irradiance. Of course, it is desirable that equa-
ments in spectral bands with widths ranging typically between 20 and 300 nm (called ‘‘narrowbands’’), whereas the albedo refers to reflection of solar radiation integrated over all wavelengths (almost equal to the ‘‘broadband albedo’’, a term in used remote sensing, where the integration is confined to the wavelength interval covered by ordinary pyranometers).
96
W. Greuell, J. Oerlemans / Remote Sensing of Environment 89 (2004) 95–105
tions for NTB conversion are valid for as wide as possible ranges of (sub-)surface and atmospheric conditions, elevations and solar zenith angles. Recently, Greuell, Reijmer, and Oerlemans (2002) proposed equations for NTB conversion for snow and ice, valid for thematic mapper (TM) and advanced very high resolution radiometer (AVHRR) albedos. Their TM equation is a fit to ground-based and helicopter measurements acquired in Greenland, Iceland, the Alps, and Antarctica. These measurements represent a wide variety of snow and ice surfaces and the variability in atmospheric conditions, surface elevations, and solar zenith angles during the measurements was considerable. Therefore, the TM equation of Greuell et al. has a large range of applicability. On the other hand, their AVHRR equation was based only on the data from helicopter experiments performed in Greenland and Iceland. Both experiments lasted a few hours, during which the observed surfaces were all melting. Moreover, the atmospheric conditions were stable and similar for the two experiments and the ranges in elevation (100 – 1600 m a.s.l.) and solar zenith angle (41 – 53j) limited. The question arises whether the AVHRR equations are valid under conditions that are outside the limited ranges encountered during these experiments.
Keywords: Surface albedo; Satellite data; Retrieval method; Narrowband-to-broadband conversion; Snow; Ice
1. Introduction
The surface albedo is the fraction of the incident solar radiative flux reflected by the surface. For snow and ice surfaces, variations in the surface albedo (shortly: albedo) can have an enormous influence on the amount of melt because the albedo regulates absorption of solar radiation, which usually is the dominant term in the surface energy balance, especially during the melt season (e.g. Ambach, 1979; Greuell & Smeets, 2001; Hock & Holmgren, 1996; Van den Broeke, 1996).
Remote Sensing of Environment 89 (200rowband-to-broadband albedo conversion for glacier ice and snow: equations based on modeling and ranges of validity of the equations
Abstract
In this paper, we propose equations for narrowband-to-broadband (NTB) albedo conversion for glacier ice and snow for four types of satellite sensors: thematic mapper (TM), advanced very high resolution radiometer (AVHRR), moderate resolution imaging spectroradiometer (MODIS), and multi-angle imaging spectroradiometer (MISR). We do this on the basis of spectral albedos and incident spectral irradiances generated with radiative-transfer models of the (sub-)surface (a two-stream model) and the atmosphere, respectively. First, we establish equations for reference values of atmospheric components and the surface elevation. These equations describe measurements with root-mean-square differences of f 0.016. We then show that the ‘‘reference equations’’ also perform well when total ozone and aerosol optical depth are changed with respect to the reference. The negative effect of humidity and elevation variations on the performance of the equations can be eliminated by adding a correction term. We argue that narrowband albedos are much less sensitive to variations in the incident spectral irradiance than broadband albedos. Hence, our conclusions about the effects of variations in atmospheric composition and elevation are also valid for equations for NTB conversion proposed in other papers. D 2003 Elsevier B.V. All rights reserved.
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