热辐射方向性测量中的时间效应模拟 被引量：7

1

作者 黄华国 柳钦火 +2 位作者 刘强 杜永明 李小文 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第15期3586-3590,共5页

由于测量仪器的限制,热辐射方向性测量很难直接获得瞬时方向亮温分布,耗时较长,存在明显的时间效应。目前通常采用线性近似方法纠正,但是无法进行定量误差分析。以冬小麦为例,结合小气候模型CUPID和计算机真实结构模型RGM模拟测量过程... 由于测量仪器的限制,热辐射方向性测量很难直接获得瞬时方向亮温分布,耗时较长,存在明显的时间效应。目前通常采用线性近似方法纠正,但是无法进行定量误差分析。以冬小麦为例,结合小气候模型CUPID和计算机真实结构模型RGM模拟测量过程中的组分温度和方向亮温变化,对采用线性近似算法进行时间效应纠正的误差进行了评估。结果表明,采用线性近似纠正可以满足测量要求,纠正误差(RMSE)小于0.3K。通过相关性分析得出结论:组分温度时间差异是方向亮温时间差异的主要影响因素。 展开更多

关键词 热辐射方向性 时间效应 方向亮温 组分温度模拟 遥感

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粗糙海面星载微波视在亮温仿真模型

2

作者 于振涛 姜浩 +1 位作者 许素芹 李婷婷 《微波学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期51-57,共7页

针对新型星载微波辐射计论证需求,通过研究平静和粗糙海面发射率模型,结合大气辐射模型,建立了典型波段的星载微波视在亮温数学模型,设计了视在亮温仿真模型总体方案,以及平静海面发射率、风速影响发射率、风向影响发射率和辐射传输仿... 针对新型星载微波辐射计论证需求,通过研究平静和粗糙海面发射率模型,结合大气辐射模型,建立了典型波段的星载微波视在亮温数学模型,设计了视在亮温仿真模型总体方案,以及平静海面发射率、风速影响发射率、风向影响发射率和辐射传输仿真计算模块方案,开发了星载微波辐射计视在亮温仿真软件,实现了不同大气、海面风、传感器参数条件下的星载微波辐射计海面视在亮温仿真计算,验证了仿真模型的可行性,为星载微波辐射计星地一体化仿真论证提供了技术支撑。 展开更多

关键词 星载微波辐射计 视在亮温 仿真计算

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毫米波辐射计目标检测仿真研究 被引量：3

3

作者 郭伟 张光锋 张祖荫 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2004年第3期470-473,共4页

毫米波辐射计是一种典型的无源微波探测系统,在遥感和制导中获得了广泛的应用。利用仿真软件对目标进行先期模拟检测是一种有效和经济的方法,本文着重介绍了毫米波辐射计目标检测仿真软件的建模思想和系统设计方案。根据毫米波辐射计的... 毫米波辐射计是一种典型的无源微波探测系统,在遥感和制导中获得了广泛的应用。利用仿真软件对目标进行先期模拟检测是一种有效和经济的方法,本文着重介绍了毫米波辐射计目标检测仿真软件的建模思想和系统设计方案。根据毫米波辐射计的工作程序和运行环境,提出了目标检测仿真软件的设计方案并开发出相应的仿真软件。该仿真软件准确模拟了辐射计的运行状态、结构参数和工作环境,输出结果有利于硬件系统改进和优化。 展开更多

关键词 辐射计 亮度温度 面目标 动态仿真

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太赫兹冰云辐射散射特性研究和探测参数设计 被引量：1

4

作者 陈柯 董杉彬 +6 位作者 李迎雪 徐红新 谢振超 姜丽菲 李恩晨 吴琼 商建 《遥感学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第11期2204-2218,共15页

星载被动太赫兹遥感是目前最具潜力的冰云探测手段,而理解冰云参数如何影响太赫兹辐射传输过程,掌握太赫兹频段冰云辐射散射特性是实现高精度太赫兹冰云定量探测的前提,对冰云探测仪器的设计和冰云参数反演也非常重要。基于离散纵标切... 星载被动太赫兹遥感是目前最具潜力的冰云探测手段,而理解冰云参数如何影响太赫兹辐射传输过程,掌握太赫兹频段冰云辐射散射特性是实现高精度太赫兹冰云定量探测的前提,对冰云探测仪器的设计和冰云参数反演也非常重要。基于离散纵标切线性辐射传输模式DOTLRT模拟计算太赫兹频段冰云辐射亮温及其雅可比矩阵,以气象再分析资料FNL为初值驱动中尺度气象研究与预报模式WRF预报得到冰云参数作为DOTLRT模式的输入。通过与星载微波探测仪ATMS的183 GHz频段观测亮温对比验证了模拟太赫兹冰云亮温具有较好的精度,并且表明太赫兹亮温同时受到冰云中的冰粒子和霰粒子的影响,且具有不同的特性。定量分析了冰云中冰、霰两种粒子的特性参数(等效粒径Dme、路径总量IWP、GWP)和观测几何对冰云太赫兹亮温的影响。在综合了太赫兹亮温的敏感性分析、雅可比矩阵的峰值高度分析和痕量气体吸收的基础上,给出了太赫兹冰云探测器的优化探测频段(183 GHz、243 GHz、325 GHz、448 GHz、664 GHz和874 GHz)和观测角度(53°±5°)。冰云散射和辐射特性表明太赫兹冰云探测需要同时考虑冰粒子和霰粒子。提供了冰、霰两种冰云粒子的辐射散射特性,突破现有研究仅仅计算单一冰粒子的局限,可为中国发展冰云太赫兹探测载荷提供技术支撑。 展开更多

关键词 太赫兹 冰云遥感 辐射散射特性 亮温模拟 冰水路径总量 等效粒径 冰粒子 霰粒子

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东北地区森林积雪的微波辐射亮温模拟分析 被引量：2

5

作者 王广蕊 李晓峰 +6 位作者 赵凯 姜涛 郑兴明 杨建卫 李雷 靳梦杰 武黎黎 《遥感技术与应用》 CSCD 北大核心 2018年第6期1017-1029,共13页

微波辐射亮温正向模拟是辐射传输模型反演积雪参数的关键步骤之一。以HUT模型为基础,针对森林冠层微波透过率这一关键的模型输入参数,在东北大小兴安岭典型森林积雪区进行了14个子区域(10km!10km)的地基遥感观测和森林参数取样观测实验... 微波辐射亮温正向模拟是辐射传输模型反演积雪参数的关键步骤之一。以HUT模型为基础,针对森林冠层微波透过率这一关键的模型输入参数,在东北大小兴安岭典型森林积雪区进行了14个子区域(10km!10km)的地基遥感观测和森林参数取样观测实验,分别利用地基微波辐射计实测和森林材积量回归两种不同参数获取方法,得到实验观测区冬季森林透过率,并模拟了星载微波辐射计探测亮温(TsimuB)。通过对两种参数获取方法模拟亮温的相关性分析,说明在K波段水平极化条件下森林存在体散射效应(相关系数R2≤0.37),而Ka波段双极化和K波段垂直极化条件下,森林存在很弱或无体散射效应(相关系数R2≥0.53)。在此基础上,将TsimuB与FY3C MWRI观测的微波辐射亮温进行了差值比较,以MWRI的定标精度约以2 K为基准,提出了以偏差|Δ|≤3·"=6K为一致性判据准则。在K波段水平极化(H)与垂直极化(V)辐射计模拟的一致性为79%、82%,Ka波段的H和V为43%、50%;材积量模拟亮温的一致性是K波段H和V为57%、86%,Ka波段的H和V均为64%。结果表明:在HUT模型模拟森林积雪系统微波辐射亮度温度时,Ka波段积雪层散射引起的不确定性大于K波段森林散射引起的不确定性。通过数据分析,提出了HUT模型的适用性及东北地区森林—积雪真实性检验场的选址依据。 展开更多

关键词 积雪 亮温模拟 HUT模型 森林透过率

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非均匀多层月壤微波辐射传输模型与亮温模拟 被引量：2

6

作者 周明星 周建江 +1 位作者 汪飞 张肖 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2011年第2期276-281,共6页

研究月表物质的微波辐射和传输特性、建立合理的月壤厚度反演模型,对估计月壤厚度有重要意义。综合考虑影响亮温的主要因素随月壤厚度的变化,提出了一种非均匀精细分层的多层月壤模型。随后,应用该模型对CE-1号上微波辐射计四个通道获... 研究月表物质的微波辐射和传输特性、建立合理的月壤厚度反演模型,对估计月壤厚度有重要意义。综合考虑影响亮温的主要因素随月壤厚度的变化,提出了一种非均匀精细分层的多层月壤模型。随后,应用该模型对CE-1号上微波辐射计四个通道获得的亮度温度随时间、地理位置和月壤厚度的变化进行了模拟和分析,并与其他模型和方法进行了比较。比较结果表明,该非均匀精细分层模型具有计算量小、稳定性好的优点。 展开更多

关键词 月壤 亮度温度 非均匀多层模型 微波辐射计 模拟

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一种基于雪粒径演化过程的积雪亮温模拟新方法 被引量：1

7

作者 武黎黎 陈月庆 +2 位作者 朱明 李晓峰 赵凯 《遥感技术与应用》 CSCD 北大核心 2020年第3期606-614,共9页

本研究采用HUT模型、DMRT模型和MEMLS模型模拟积雪雪粒子与不同波段(18.7 GHz和36.5 GHz)微波相互作用(吸收和消光),并用于辐射传输模型。而雪粒径的获取一直是一个难点,本研究由Jordan91雪粒径演化模型演化得到雪粒径,并将其作为辐射... 本研究采用HUT模型、DMRT模型和MEMLS模型模拟积雪雪粒子与不同波段(18.7 GHz和36.5 GHz)微波相互作用(吸收和消光),并用于辐射传输模型。而雪粒径的获取一直是一个难点,本研究由Jordan91雪粒径演化模型演化得到雪粒径,并将其作为辐射传输模型的输入参数,基于像元内实测数据进行混合像元18.7和36.5 GHz水平极化亮温模拟。结果表明:采用HUT模型、DMRT模型和MEMLS模型的消光系数在18.7 GHz时模拟亮温的偏差分别为-3.6、-1.8和-0.7 K,在36.5 GHz时分别为4.0、10.4和14.4 K。对于18.7 GHz水平极化和36.5 GHz水平极化,基于有效雪粒径的亮温模拟与基于雪粒径演化过程的亮温模拟精度呈现出很好的线性关系。因此,基于雪粒径演化过程的方法是一种合适的获取辐射传输模型中雪粒径参数的方法。 展开更多

关键词 积雪粒子 散射特性 亮温模拟 微波成像仪(MWRI)

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反演策略对SMOS土壤水分反演算法的影响研究 被引量：1

8

作者 劳从坤 杨娜 +2 位作者 徐少博 汤燕杰 张恒杰 《遥感技术与应用》 CSCD 北大核心 2020年第1期65-73,共9页

为降低SMOS土壤水分反演算法的复杂度、提高土壤水分反演精度,对SMOS土壤水分反演策略进行调整:将多参数反演改为单参数反演以简化观测与模拟亮温的代价函数,以固定步长(0.001 m^3/m^3)代替不定步长从而避免复杂的矩阵运算,将围绕土壤... 为降低SMOS土壤水分反演算法的复杂度、提高土壤水分反演精度,对SMOS土壤水分反演策略进行调整:将多参数反演改为单参数反演以简化观测与模拟亮温的代价函数,以固定步长(0.001 m^3/m^3)代替不定步长从而避免复杂的矩阵运算,将围绕土壤水分先验值的少量局部搜索调整为全土壤水分区间(0~0.05 m^ 3/m^ 3)的密集全局搜索。利用美国USCRN 44个站点实测土壤水分分别与SMOS官方反演的土壤水分和SMOS调整算法反演的土壤水分进行对比分析。结果表明:与SMOS相比,算法调整后土壤水分的平均绝对偏差MAD、均方根误差RMSE和无偏均方根误差ubRMSE分别降低了0.012、0.018和0.020 m^3/m^3。 展开更多

关键词 土壤水分 SMOS 反演算法 亮温模拟

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中国地区CMEM观测算子微波亮温模拟

9

作者 朱琳 白雲 《青岛大学学报（工程技术版）》 CAS 2021年第3期81-87,共7页

针对数值气象预报及陆面模拟分析系统中的同化模块,本文以ERA-Interim再分析资料中的地表状态变量数据为依据,采用社区微波发射模型(community microwave emission model,CMEM)为观测算子,模拟水平和垂直极化方向的大气层顶亮温,并采用... 针对数值气象预报及陆面模拟分析系统中的同化模块,本文以ERA-Interim再分析资料中的地表状态变量数据为依据,采用社区微波发射模型(community microwave emission model,CMEM)为观测算子,模拟水平和垂直极化方向的大气层顶亮温,并采用高级微波扫描辐射计-地球观测系统(advanced microwave scanning radiometer-earth observing system,AMSR-E)亮温观测,对模拟结果进行验证和精度评定,分析亮温模拟与亮温观测存在偏差的原因。研究结果表明,CMEM模拟垂直极化方向的微波亮温比水平极化模拟效果好,更接近AMSR-E观测数据;CMEM模拟的微波亮温在中国西北和西南地区的模拟效果较好,模拟与观测的相关系数达0.8左右,而中国南方地区亮温模拟效果较差,说明CMEM观测算子对裸地或者植被稀疏的地区模拟效果好,对有植被覆盖密集的地区亮温模拟效果较差。该研究为CMEM在中国地区的应用提供了理论依据。 展开更多

关键词 CMEM观测算子 AMSR-E ERA-Interim再分析资料 亮温模拟

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不同介电常数模型的平静海表面亮温仿真差异性分析

10

作者 吴义生 韩震 +2 位作者 周玮辰 王艺晴 劳国栋 《遥感信息》 CSCD 北大核心 2020年第1期93-98,共6页

利用介电常数模型仿真平静海表面亮温是海洋盐度遥感反演的基础工作之一。利用Matlab软件对K-S模型、M-W模型和Bl模型3种介电常数模型进行了仿真。首先分析了3种介电常数的实部和虚部值随电磁波入射角变化的差异性,然后通过介电常数模... 利用介电常数模型仿真平静海表面亮温是海洋盐度遥感反演的基础工作之一。利用Matlab软件对K-S模型、M-W模型和Bl模型3种介电常数模型进行了仿真。首先分析了3种介电常数的实部和虚部值随电磁波入射角变化的差异性,然后通过介电常数模型获得的3种平静海表面亮温,分析了在盐度为30~40 psu以及不同入射角的情况下,3种介电常数模型得到的平静海表面亮温和盐度变化率的关系。研究结果表明,在L频段(1.4~1.427 GHz),3种模型的差异主要体现在实部,K-S模型介电常数实部值相对于其他2个模型更高,电磁波衰减程度基本一致;在入射角为55°时,亮温与盐度的变化率差异最明显,3种模型的垂直极化亮温的变化率比水平极化亮温高30%左右。 展开更多

关键词 介电常数模型 平静海表面 亮温 仿真 极化

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光学厚度预报因子对风云四号卫星扫描辐射计红外通道快速正演精度的影响分析 被引量：1

11

作者 马刚 马新园 +3 位作者 白文广 刘辉 张鹏 覃丹宇 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期351-359,370,共10页

快速辐射传输模式利用光学厚度预报因子与卫星通道光谱特征系数可实现通道透过率的快速计算,并达到与逐线积分模式相当的正演精度.针对FY-4 AGRI的6个红外通道,分别建立了基于RTTOVv7、v8、v9和CRTMv2.1(以下简称四种模式)光学厚度预报... 快速辐射传输模式利用光学厚度预报因子与卫星通道光谱特征系数可实现通道透过率的快速计算,并达到与逐线积分模式相当的正演精度.针对FY-4 AGRI的6个红外通道,分别建立了基于RTTOVv7、v8、v9和CRTMv2.1(以下简称四种模式)光学厚度预报因子的快速正演算子,与逐线积分模式的结果对比,分析了四种快速正演算子中均匀混合气体、水汽线吸收和水汽连续吸收预报因子对正演误差的影响.分析表明,四种快速正演模式计算通道亮温与逐线模式结果相比,在温度探测通道的最大标准差要小于0.6K.v9模式在水汽和温度通道的正演误差远小于其他三个模式;四个模式在窗区通道的误差基本相当.v9模式预报因子中,引入实时大气与参考大气的整层离差减小了均匀混合气体光学厚度的正演误差. 展开更多

关键词 大气物理 精度影响 风云四号 光学厚度预报因子 红外通道快速正演

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利用分裂窗算法提取晴空导风示踪物的数值模拟与应用

12

作者 王振会 汤敏 +2 位作者 詹奕哲 赵航 吴月 《遥感学报》 CSCD 北大核心 2014年第5期1098-1116,共19页

气象卫星热红外通道能够探测到晴空区域内由大气水汽、沙尘气溶胶等物质含量分布不均所导致的微弱的纹理信息,通过追踪水汽和沙尘气溶胶纹理的移动可以反演出风场。然而这些信号很容易受地表温度变化的影响,需使用合适的算法来减弱地表... 气象卫星热红外通道能够探测到晴空区域内由大气水汽、沙尘气溶胶等物质含量分布不均所导致的微弱的纹理信息,通过追踪水汽和沙尘气溶胶纹理的移动可以反演出风场。然而这些信号很容易受地表温度变化的影响,需使用合适的算法来减弱地表温度干扰、提取微弱的示踪物信号。本文结合分裂窗差值理论,对使用分裂窗差值算法提取晴空区微弱示踪物信号进行数值模拟分析,并应用于晴空区风场的实例反演。数值模拟图像的结果显示,分裂窗差值算法可以削弱地表对示踪物信号的影响,突出水汽和沙尘气溶胶的分布特征,验证了分裂窗差值法的可行性与优越性。实例分析也表明,使用分裂窗差值图能够反演出单通道云图难以得到的晴空区低层风场,且反演结果与NCEP风场资料比较一致。 展开更多

关键词 静止气象卫星 红外分裂窗差值 示踪物提取 晴空风场反演 数值模拟

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NPP_ATMS亮温资料同化在台风数值模拟中的应用

13

作者 石艳军 单海滨 +1 位作者 张月维 胡民达 《科技视界》 2017年第23期6-8,12,共4页

选取2016年台风"海马"和"鲇鱼"临近登陆过程作为试验个例,在WRF模式基础上,采用控制试验与同化NPP_ATMS亮温资料对台风进行72h数值模拟,在台风路径、中心最低气压和中心最大风速三个方面对比实况分析了其模拟效果,... 选取2016年台风"海马"和"鲇鱼"临近登陆过程作为试验个例,在WRF模式基础上,采用控制试验与同化NPP_ATMS亮温资料对台风进行72h数值模拟,在台风路径、中心最低气压和中心最大风速三个方面对比实况分析了其模拟效果,试验结果表明:WRF模式对台风"海马"和"鲇鱼"的路径模拟效果非常好,尤其是前48h,但两个台风模拟输出的时间点都明显偏快,在强度模拟上也有参考价值。同化NPP_ATMS亮温资料后在路径上,除了个别点作用不明显外,大部分时间点都有一定的正作用。在中心气压和中心风速上影响较小,但有影响的时间点也均为正作用。 展开更多

关键词 WRF模式 三维变分同化 台风 NPP_ATMS亮温资料 数值模拟

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