基于MODIS衛(wèi)星數(shù)據(jù)的平流霧檢測研究

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1、維普資訊http://www.cqvip.com第3O卷第2期武漢大學(xué)學(xué)報·信息科學(xué)版VoI．30NO．2GeomaticsandInformationScienceofWuhanUniversityFeb．20052005年2月文章編號：1671—8860(2005)020143—03文獻標志碼：A基于MODIS衛(wèi)星數(shù)據(jù)的平流霧檢測研究馬慧云李德仁劉良明梁益同。(1武漢大學(xué)遙感信息工程學(xué)院．武漢市珞喻路129號．430079)(2武漢大學(xué)測繪遙感信息工程國家重點實驗室．武漢市珞喻路l29號．430079)(3武漢中心氣象臺．武漢市東湖東路．430074)摘要：利用M()DIS衛(wèi)

2、星數(shù)據(jù)．對霧-b目標物(水、云、雪、地物)分別進行采樣．得到光譜曲線并進行光譜分析，提出了有利于白天和夜問平流霧檢測的波段．利用該波段選擇結(jié)果．采用閩值法44-流霧進行檢測并得到地面數(shù)據(jù)驗證。結(jié)果表明，M()DIS數(shù)據(jù)在霧檢測方面具有很大的潛力。關(guān)鍵詞：平流霧；MODIS；光譜分析；光譜曲線；閩值中圖法分類號：P237．3；TP753平流霧是當(dāng)暖空氣移到冷的下墊面上時形成性。通過對霧與地表、水、雪、云在衛(wèi)星儀器不同的霧。冬季海洋暖氣團移到冷的大陸上時形成平通道的輻射和反射特性的分析表明，衛(wèi)星遙感監(jiān)流霧(也稱為海霧)。該霧的范圍和厚度一般比輻測大霧是可能的。MODIS作為新一代中分

3、辨率射霧大，一年四季都可出現(xiàn)一。霧的出現(xiàn)嚴重影成像光譜儀，波段眾多，有利于影像中不同目標的響到航海、航空及公路運輸和軍事活動。常引發(fā)災(zāi)光譜曲線的恢復(fù)。從而可以對霧、地表、水、雪、云難性的事故。由于衛(wèi)星遙感具有快速、宏觀、大范的輻射和反射特性進行區(qū)分。圍連續(xù)監(jiān)測的優(yōu)點，國外70年代就進行了利用衛(wèi)由于霧、地表、水、雪、云具有不同的反射和輻星遙感監(jiān)測霧的研究一，主要集中在NOAA／射特性，因此在遙感影像中表現(xiàn)出不同的紋理特AVHRR數(shù)據(jù)的霧檢測研究上。國內(nèi)對霧檢測征和灰度特征，可以通過目視判別對其作出定性的研究較為少見，也有不少氣象專家在該方面進的判斷。霧一般由逆溫中心逐漸擴散形成，因

4、此行了一定的研究。一，但對具體結(jié)果的評估尤其灰度具有從中心到邊緣逐漸變化的特性，并且霧是夜間霧的研究則少。邊緣較薄云光滑且與等高線具有一定的吻合性，與N()AA／AVHRR數(shù)據(jù)相比，M()DIS數(shù)據(jù)因此，根據(jù)霧與薄云的紋理特征．從目視判別上可具有的高空間分辨率、高時間分辨率、高光譜分辨以把二者區(qū)分開。率和免費接收政策，使其在災(zāi)害研究方面具有一采用目視判別，對影像中的云、雪、水、霧和剩定的優(yōu)越性。由于M()DIS波段相對NOAA／余地表信息選取特征點，將各個波段的反射率和AVHRR來說，波段通道變窄，數(shù)量增多，因此，輻射率映射到同一坐標系中，恢復(fù)其光譜曲線．結(jié)對M()DIS衛(wèi)星數(shù)據(jù)

5、進行有關(guān)霧的光譜分析具有果如封二彩圖1所示(藍線代表霧的光譜曲線，紅很大的意義。線代表其他目標物的光譜曲線)。1)白天，霧與地物、水、雪在可見光(M()～1光譜分析DIS01、M()DIS04)和近紅外(M()DIS02)波段具有很大的反射差異。這是由于霧中存在大量的微從地面發(fā)射或反射的輻射通過大氣介質(zhì)向上滴。平均粒子半徑在10fm左右，其大小與可見光傳播。具有不同成分、不同溫度的非均勻大氣對不和近紅外波長(<3ITI)相當(dāng)。根據(jù)散射理論：一。同波段的電磁輻射有不同的吸收、輻射和散射特粒子尺度大于或與波長相一致時的散射稱為米氏收稿日期：2004I1l9。項目來源：國家973計劃資

6、助項E1(2003CB415205)。維普資訊http://www.cqvip.com武漢大學(xué)學(xué)報·信息科學(xué)版2005年2月(Mie)散射。因此霧的散射作用相當(dāng)明顯，除了一02：00。霧檢測結(jié)果如封三彩圖2所示。定程度的吸收外，完全阻擋了對地表面的探測，霧M()DISIAB數(shù)據(jù)M()DISI，1B數(shù)據(jù)的反射率明顯高于水體、地面和雪?！馰反射率和亮度溫度反演反射率和亮度溫度反演2)白天有利于云和霧分離的波段較少，僅在’廣一霧與地表分離、}～’霧與水進行分離中紅外波段(MODIS2l、MODIS22)具有一定的≥閾值1≤閾值1亮度溫度差異。其主要原因是云和霧的粒子半徑’廣一霧與水進行

7、分離f一霧與云進行分離了'1≥閾值2≥閾值2均比較大，在可見光波段具有相同的散射現(xiàn)象，若}-一霧與雪進行分離一霧與雪進行分離云頂與霧頂溫度差異不大，則熱紅外波段的亮度：≥閾值4；1≥閨值3溫度差異也不明顯，可以作為云和霧分離檢測的、r一一霧與云進行分離'r一霧與地表分離=≥閾值4r2一?！荛撝?波段減少。由于中紅外波段位于太陽輻射光譜曲tt線與地球大氣輻射光譜曲線的相交處。在白天有霧檢測結(jié)果霧檢測結(jié)果太陽輻射時，云層和霧層不僅自身向上發(fā)射輻射，(a)MODIS衛(wèi)星數(shù)據(jù)(b)MOD