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大气环境监测卫星星载激光雷达二氧化碳遥感反演方法及精度验证 被引量：1
1
作者 张璐 张兴赢 +2 位作者 曹西凤 闫欢欢 刘恭举 《上海航天（中英文）》 CSCD 2023年第3期30-36,共7页
目前卫星被动遥感二氧化碳存在空间覆盖不足、时空分辨率不够、地球两极和夜间缺少数据等问题,对二氧化碳的源汇研究带来很大的不确定度,同时也制约着利用卫星遥感温室气体探究全球变化。2022年4月我国发射了全球首颗搭载主动激光雷达... 目前卫星被动遥感二氧化碳存在空间覆盖不足、时空分辨率不够、地球两极和夜间缺少数据等问题,对二氧化碳的源汇研究带来很大的不确定度,同时也制约着利用卫星遥感温室气体探究全球变化。2022年4月我国发射了全球首颗搭载主动激光雷达探测二氧化碳的卫星-大气环境卫星。其上搭载了的气溶胶和碳探测激光雷达(ACDL),利用1572 nm的两束激光,可以反演干空气中加权平均的二氧化碳柱浓度。初步与香河站(全球碳柱总量观测网)站点比对的平均偏差为0.48×10-6,Sodankyla(全球碳柱总量观测网)站点的比对的平均偏差为0.8×10-6,精度超过被动遥感卫星。 展开更多
关键词 主动探测 二氧化碳 卫星 大气环境卫星 验证
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MODIS遥感产品在三江源地区草产量估测中的应用 被引量：4
2
作者 曹西凤 孙林 +2 位作者 赵子飞 韩晓峰 颜明捷 《国土资源遥感》 CSCD 北大核心 2018年第4期115-124,共10页
三江源地区草场生长状况对当地畜牧业的发展及三江源地区生态系统的平衡具有重要的影响,合理精确地估测草产量具有重要意义。针对该区域面积较大,地表结构较复杂的特点,应用MODIS产品数据预测该区域的草场产量,构建了三江源地区草产量... 三江源地区草场生长状况对当地畜牧业的发展及三江源地区生态系统的平衡具有重要的影响,合理精确地估测草产量具有重要意义。针对该区域面积较大,地表结构较复杂的特点,应用MODIS产品数据预测该区域的草场产量,构建了三江源地区草产量的预测模型。使用2009年4月—10月6种MODIS产品数据(归一化差分植被指数、增强型植被指数、叶面积指数、光合有效辐射吸收比率、总初级生产力和地表温度),结合偏最小二乘回归(partial least squares regression,PLS)与多元线性回归理论实现6种产品草产量的遥感估算。基于构建的模型,使用2011年4月—10月间共140景数据开展应用试验,并将试验结果与三江源地区16个草地生态监测站对应时间的草产量实测数据进行对比分析。结果表明,基于MODIS的6种产品估测的草场草产量与实际地面测量的草产量之间有较好的相关性;与传统多元回归法相比,基于PLS的草产量估产模型具有较高的决定系数(0. 829～0. 878之间)和较低的均方根误差(约42. 457～93. 674 kg·hm-2之间)。 展开更多
关键词 三江源地区 MODIS产品 时间序列 偏最小二乘回归 草产量估算
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星载红外高光谱传感器温度廓线反演综述 被引量：10
3
作者 曹西凤 李小英 +3 位作者 罗琪 刘双慧 李鹏 刘欣 《遥感学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第2期577-598,共22页
全球变暖是当前国际社会的热点话题,温度廓线是大气热力状态的重要参数,准确高效地获取其时空分布信息是天气预报和气候变化研究的前提。与传统的地面观测方式相比,卫星探测数据具有高空间、时间分辨率的优势,为气象观测提供了数据支持... 全球变暖是当前国际社会的热点话题,温度廓线是大气热力状态的重要参数,准确高效地获取其时空分布信息是天气预报和气候变化研究的前提。与传统的地面观测方式相比,卫星探测数据具有高空间、时间分辨率的优势,为气象观测提供了数据支持。本文分别针对星载红外高光谱传感器3种常见观测模式(天底、掩星及临边观测模式)下的国外7个传感器代表(IMG、AIRS、IASI、HALOE、TES、MIPAS、ACE-FTS)及国内大气探测卫星(风云系列和高分系列)在参数、性能和用途等3个方面进行介绍,得出当前国际上天底观测可提供垂直方向1 km内温度产品精度小于1 K,TES临边观测模式可提供的对流层温度廓线产品精度最高可达0.5 K,均满足NWP精度要求,可有效的用于天气预报及气候变化研究;由辐射传输方程出发,对气温廓线反演的3种常用方法(统计回归、物理及人工神经网络反演)的基本原理、特点及发展历程进行了对比分析。同时,就温度廓线反演算法的关键问题及可能的解决方案进行了阐述;并对误差(平滑、模型参数及测量误差)产生及其传播原理进行系统地归纳总结。最后,提出现阶段气温探测过程中存在的问题。 展开更多
关键词 星载红外高光谱传感器 大气温度廓线 辐射传输 关键问题 误差分析
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高分五号AIUS气温反演通道的选择 被引量：2
4
作者 曹西凤 李小英 《遥感学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第10期1157-1167,共11页
高分五号卫星搭载的大气环境红外甚高光谱分辨率探测仪AIUS(Atmospheric Infrared Ultraspectral Sounder)是中国研发的第一个红外波段具有甚高光谱分辨率的掩星探测仪,为大气分布状态的研究提供了强有力的数据支持。气温是表征大气热... 高分五号卫星搭载的大气环境红外甚高光谱分辨率探测仪AIUS(Atmospheric Infrared Ultraspectral Sounder)是中国研发的第一个红外波段具有甚高光谱分辨率的掩星探测仪,为大气分布状态的研究提供了强有力的数据支持。气温是表征大气热力状态的重要参数,其分布状态直接影响地—气系统长波辐射和太阳短波辐射的相互作用,进而对全球辐射能量的收支平衡产生影响。采用高光谱数据直接进行气温反演的数据量较大、存储不便,并且不同波谱信息之间存在相关性,因此需要进行通道选择。考虑到实际气温反演精度受干扰成分的影响较大,致使反演精度较低,本文基于信息熵的通道选择算法与目标成分及干扰成分的敏感性分析相结合开展试验完成AIUS掩星观测数据的通道选择,为后期AIUS的温度反演奠定基础。首先,基于RFM(Reference Forward Model)正向辐射传输模型进行目标成分及干扰成分的敏感性分析,探究通道选择的可行性及进行初步的通道选择;然后,基于信息熵的理论进行通道选取,并对结果进行分析讨论;最后,依据通道选取结果,结合最优化算法进行温度反演效果验证。研究表明,掩星观测对气温变化具有较高的敏感性,该通道选择方法在掩星观测模式下是可行的;随通道数目的增加,信息量大体呈对数型增加,在通道个数为1000时接近饱和;在保证运算效率条件下,选用AIUS的100个通道进行温度反演,可基本满足精度需求。 展开更多
关键词 遥感 高分五号 AIUS 掩星探测 气温 敏感性 通道 信息熵
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大气甲烷探测进展与全球甲烷分布分析 被引量：7
5
作者 刘双慧 李小英 +1 位作者 曹西凤 张新苑 《遥感技术与应用》 CSCD 北大核心 2022年第2期436-450,共15页
甲烷(CH_(4))是大气中具有化学活性和辐射活性的气体。随着人类文明的发展,CH_(4)的总量一直在增加。工业革命前全球CH_(4)浓度为700 ppbv,到20世纪90年代它的浓度达到1714 ppbv。研究阐述了CH_(4)地基探测、空基探测、星基探测及反演... 甲烷(CH_(4))是大气中具有化学活性和辐射活性的气体。随着人类文明的发展,CH_(4)的总量一直在增加。工业革命前全球CH_(4)浓度为700 ppbv,到20世纪90年代它的浓度达到1714 ppbv。研究阐述了CH_(4)地基探测、空基探测、星基探测及反演算法的发展现状。自1979~1983年Nimbus-7卫星上的SAMS探测仪首次实现对平流层CH_(4)浓度探测以来,国际上已有许多可探测CH_(4)的卫星探测仪。随着卫星探测技术的发展及反演算法的改进,卫星传感器反演的CH_(4)精度逐渐提高。其中天底模式下TROPOMI传感器反演的CH_(4)浓度与地面站点数据的偏差为14 ppbv(0.8%);临边/掩星模式下ACE-FTS反演的对流层至平流层下部CH_(4)廓线精度在10%以内。而后,基于AIRS L3产品分析了300 hPa、150 hPa全球CH_(4)浓度变化趋势和分布特征,2010~2020年全球CH_(4)浓度增长了约50 ppbv,年均增长率约为0.29%;全球CH_(4)浓度北高南低,高值区分布在大西洋中部、非洲北部、中东地区和中国西部。 展开更多
关键词 地基探测 空基探测 星基探测 反演算法 全球甲烷
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