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热红外遥感中大气透过率的研究(二): 大气透过率模式的应用

龚绍琦 孙海波 王少峰 国文哲 李云梅

龚绍琦, 孙海波, 王少峰, 国文哲, 李云梅. 热红外遥感中大气透过率的研究(二): 大气透过率模式的应用[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(7): 2013-2020.
引用本文: 龚绍琦, 孙海波, 王少峰, 国文哲, 李云梅. 热红外遥感中大气透过率的研究(二): 大气透过率模式的应用[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(7): 2013-2020.
Gong Shaoqi, Sun Haibo, Wang Shaofeng, Guo Wenzhe, Li Yunmei. Study on atmospheric transmittance of thermal infrared remote sensing(II): application of atmospheric transmittance model[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(7): 2013-2020.
Citation: Gong Shaoqi, Sun Haibo, Wang Shaofeng, Guo Wenzhe, Li Yunmei. Study on atmospheric transmittance of thermal infrared remote sensing(II): application of atmospheric transmittance model[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(7): 2013-2020.

热红外遥感中大气透过率的研究(二): 大气透过率模式的应用

基金项目: 

国家自然科学基金(40801145);江苏高校优势学科建设工程;南京师范大学虚拟地理环境教育部重点实验室开放基金;2012年度国家级大学生实践创新训练计划项目(201210300008);2013年度江苏省大学生实践创新训练计划项目(201310300063Y)

详细信息
    作者简介:

    龚绍琦(1979-),男,副教授,硕士生导师,博士,主要从事资源与环境遥感方面的研究工作。Email:shaoqigong@163.com

  • 中图分类号: P237;TP79

Study on atmospheric transmittance of thermal infrared remote sensing(II): application of atmospheric transmittance model

  • 摘要: 大气透过率是热红外遥感中的一个重要参数。针对前文构建的大气透过率模式, 以我国环境灾害卫星HJ-1B红外相机IRS第4通道的大气透过率模式为例, 利用辐射传输模型MODTRAN模拟水体辐亮度, 对模式中的变量引入不同的误差, 将模拟的辐亮度反演水温, 分析不同气溶胶模型、水汽量、能见度和观测天顶角对反演水温的敏感性。并将该大气透过率模式用于HJ-1B/IRS热红外图像中, 反演了2009年4月17日、21日、22日和25日太湖水温。研究结果表明: 同一波段、不同气溶胶模型的大气透过率模式在反演温度时会产生不同的误差, 以气溶胶模型为平流雾的最大、对流型的最小;大气透过率模式中3个变量的误差与温度反演的误差呈线性关系, 即变量的误差越大, 温度反演的误差也越大;以水汽量对温度反演最敏感, 观测天顶角其次, 能见度最弱。该大气透过率模式用于4天遥感图像反演中, 除4月17日反演的误差稍高, 均方根误差和平均相对误差分别为1.127 ℃和5.75%, 其他3天的均方根误差都小于1 ℃、平均相对误差在5%以下, 说明所建的大气透过率模式在热红外遥感中具有较高的应用精度。
  • [1] Tian Guoliang. Thermal Infrared Remote Sensing[M]. Beijing: Publishing House of Electronics Industry, 2006. (in Chinese) 田国良. 热红外遥感[M]. 北京: 电子工业出版社, 2006.
    [2]
    [3]
    [4] Wei Heli, Song Zhengfang. The calculation of infrared atmospheric transmittance[J]. J Infrared Millim Waves, 1995, 14(2): 159-160. (in Chinese) 魏合理, 宋正方. 红外辐射大气透射率的计算[J]. 红外与毫米波学报, 1995, 14(2): 159-160.
    [5] Yang Manzhong, Song Jinsong, Yin Jian. Method research on the calculation ratio of atmospheric transmission of infrared radiation[J]. Journal of Projectiles Rockets Missiles and Guidance, 2005, 25(2): 601-603. (in Chinese) 杨满忠, 宋劲松, 尹健. 红外辐射的大气透过率计算方法研究[J]. 弹箭与制导学报, 2005, 25(2): 601-603.
    [6]
    [7] Gong Shaoqi, Sun Haibo, Wang Shaofeng, et al. Study on atmospheric transmittance of thermal infrared remote sensing I. derivation of atmospheric transmittance model[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, In press. (in Chinese) 龚绍琦, 孙海波, 王少峰, 等. 热红外遥感中大气透过率的研究(一): 大气透过率模型的构建[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(6): 1692-1698.
    [8]
    [9]
    [10] Qin Z, Olmo G D, Karnieli A, et al. Derivation of split window algorithm and its sensitivity analysis for retrieving land surface temperature from NOAA-advanced very high resolution radiometer data[J]. Journal of Geophysical Research, 2001, 106(D19): 22655-22670.
    [11] Duan Sibo, Yan Guangjian, Qian Yonggang, et al. Two single-channel algorithms on land surface temperature derivation based on simulated data of HJ-1B satellite[J]. Progress in Natural Science, 2008, 18(9):1001-1008. (in Chinese) 段四波, 阎广建, 钱永刚, 等. 利用HJ-1B模拟数据反演地表温度的两种单通道算法[J]. 自然科学进展, 2008, 18(9): 1001-1008.
    [12]
    [13]
    [14] Hu Juyang, Tang Shihao, Dong Lixin. Land surface temperature retrival from FY3A/MERSI[J]. Remote Sensing Technology and Application, 2014, 29(4): 531-538. (in Chinese) 胡菊旸, 唐世浩, 董立新. FY3A/MERSI地表温度反演[J]. 遥感技术与应用, 2014, 29(4): 531-538.
    [15] Zhao Limin, Yu Tao, Tian Qingjiu, et al. Error analysis of the land surface temperature retrieval using HJ-1B thermal infrared remote sensing data[J]. Spectroscopy and Spectral Analysis, 2010, 30(12): 3359-3362. (in Chinese) 赵利民, 余涛, 田庆久, 等. HJ-1B热红外遥感数据陆表温度反演误差分析[J]. 光谱学与光谱分析, 2010, 30(12): 3359-3362.
    [16]
    [17] Qin Z, Karnieli A, Berliner P. A Mono-window algorithm for retrieving land surface temperature from landsat TM data and its application to the israel-egypt border region[J]. International Journal of Remote Sensing, 2001, 22(18): 3719-3746.
    [18]
    [19] Gong Shaoqi, Zhang Xiru, Wang Shaofeng, et al. Study on the estimated model of effective mean atmospheric temperature for land surface temperature remote sensing[J]. Remote Sensing Technology and Application, 2015, 30(4): 531-538. (in Chinese) 龚绍琦, 张茜茹, 王少峰, 等. 地表温度遥感中大气平均作用温度估算模型研究[J] 遥感技术与应用, 2015, 30(4): 531-538.
    [20]
    [21] Huang Miaofen, Mao Zhihua, Xing Xufeng, et al. A model for water surface temperature retrieval from HJ-1B/IRS data and its application[J]. Remote Sensing for Land Resources, 2011, 89: 81-86. (in Chinese) 黄妙芬, 毛志华, 邢旭峰, 等. HJ1B/IRS 水温反演模型及监测示范[J]. 国土资源遥感, 2011, 89: 81-86.
    [22]
    [23]
    [24] Sun Jun, Zhang Hui, Wang Qiao, et al. Three methods for inverting land surface temperature of the Taihu Lake basin using HJ-1 satellite thermal infrared channel[J]. Journal of Ecology and Rural Environment, 2011, 27(2): 100-104. (in Chinese) 孙俊, 张慧, 王桥, 等. 利用环境一号卫星热红外通道反演太湖流域地表温度的3种方法比较[J]. 生态与农村环境学报, 2011, 27(2): 100-104.
    [25]
    [26] Yu Xiaolei, Wu Zhaocong. SST retrieving of Bohai Sea using thermal infrared images on HJ-1 satellite[J]. Ocean Technology, 2011, 30(2): 1-6. (in Chinese) 余晓磊, 巫兆聪. 利用环境一号卫星热红外影像反演渤海海表温度[J]. 海洋技术, 2011, 30(2): 1-6.
    [27]
    [28] Zhao Shaohua, Qin Qiming, Zhang Feng, et al. Research on using a mono-window algorithm for land surface temperature retrieval from Chinese satellite for environment and natural disaster monitoring(HJ-1B)data[J]. Spectroscopy and Spectral Analysis, 2011, 31(6): 1552-1556. (in Chinese) 赵少华, 秦其明, 张峰, 等. 基于环境减灾小卫星(HJ-1B)的地表温度单窗反演研究[J]. 光谱学与光谱分析, 2011, 31(6): 1552-1556.
    [29] Wan Zhengming. MODIS land-surface temperature algorithm theoretical basis document(LST ATBD)[R]. NAS5-31370, 1999: 1-77.
  • [1] 石卫波, 孙海浩, 刘纯胜, 梁世昌, 石安华.  上升段气动加热对飞行中段高速飞行器红外辐射特性影响分析 . 红外与激光工程, 2023, 52(12): 20230260-1-20230260-8. doi: 10.3788/IRLA20230260
    [2] 郑雪飞, 李春, 范晓彦, 元光, 栾晓宁, 姚子庆, 李凯.  温度和浊度对罗丹明B示踪检测的影响及校正 . 红外与激光工程, 2022, 51(12): 20220243-1-20220243-8. doi: 10.3788/IRLA20220243
    [3] 宋俊玲, 饶伟, 王广宇, 辛明原.  燃烧流场温度二维重建多吸收谱线重建方法 . 红外与激光工程, 2019, 48(3): 306004-0306004(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0306004
    [4] 李杏华, 张冬, 高凌妤, 郭倩蕊, 景泉, 胡震岳.  离轴三反系统中视轴的偏转误差研究 . 红外与激光工程, 2018, 47(9): 918005-0918005(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0918005
    [5] 赵宏鹏, 甘霖, 殷瑞光, 郭豪, 梁巍巍.  激光制导武器半实物仿真中激光能量模拟误差研究 . 红外与激光工程, 2018, 47(10): 1006005-1006005(7). doi: 10.3788/IRLA201847.1006005
    [6] 王涛, 赵建科, 田留德, 周艳, 杨利红, 陈琛, 段亚轩, 潘亮, 赵怀学, 刘锴, 万伟, 刘艺宁.  光电编码器与棱体轴线平行度对转角误差的影响 . 红外与激光工程, 2018, 47(2): 217001-0217001(8). doi: 10.3788/IRLA201847.0217001
    [7] 谢衍新, 吴小成, 胡雄, 杨钧烽, 肖存英.  临近空间全球温度场三维变分同化 . 红外与激光工程, 2017, 46(8): 804005-0804005(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0804005
    [8] 卢新然, 宋路, 万秋华, 于海, 刘小树.  基于空间位置的增量式光电编码器误差检测系统 . 红外与激光工程, 2017, 46(10): 1017011-1017011(6). doi: 10.3788/IRLA201779.1017011
    [9] 徐文斌, 陈伟力, 李军伟, 王广平, 武敬力.  采用长波红外高光谱偏振技术的目标探测实验 . 红外与激光工程, 2017, 46(5): 504005-0504005(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0504005
    [10] 杨远洪, 刘硕, 陆林, 靳伟.  基于保偏光子晶体光纤Sagnac干涉仪的温度不敏感压力传感技术 . 红外与激光工程, 2016, 45(8): 802002-0802002(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0802002
    [11] 杨红艳, 李家国, 朱利, 殷亚秋, 张永红, 雷秋良, 陈宜金.  基于历史数据的HJ-1B/IRS热红外通道定标与分析 . 红外与激光工程, 2016, 45(3): 304004-0304004(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0304004
    [12] 史成龙, 刘继桥, 毕德仓, 李世光, 刘丹, 陈卫标.  机载激光雷达测量二氧化碳浓度误差分析 . 红外与激光工程, 2016, 45(5): 530001-0530001(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0530001
    [13] 雷景丽, 晏祖勇, 李晓晓, 刘延君, 武刚, 侯尚林.  近零超平坦色散填充光子晶体光纤的温度特性 . 红外与激光工程, 2015, 44(12): 3740-3743.
    [14] 孙美, 许毅, 陈艳虹, 昂秦, 李燕.  被动式FTIR光谱测试固体推进剂羽流红外辐射特性 . 红外与激光工程, 2015, 44(S1): 17-22.
    [15] 吕游, 杨波, 魏仲慧, 何昕, 常松涛, 孙志远.  大气与环境影响分析的红外比色测温方法 . 红外与激光工程, 2015, 44(8): 2309-2314.
    [16] 龚绍琦, 孙海波, 王少峰, 国文哲, 李云梅.  热红外遥感中大气透过率的研究(一):大气透过率模式的构建 . 红外与激光工程, 2015, 44(6): 1692-1698.
    [17] 冯英翘, 万秋华, 宋超, 赵长海, 孙莹, 杨守旺.  光电编码器两种精码波形细分方法原理误差对比 . 红外与激光工程, 2014, 43(7): 2283-2288.
    [18] 吕相银, 金伟, 杨莉.  地面目标红外立体特征 . 红外与激光工程, 2014, 43(9): 2810-2814.
    [19] 葛建平, 沈为民, 刘全, 陈明辉.  锯齿槽闪耀光栅制作误差对衍射效率的影响 . 红外与激光工程, 2013, 42(6): 1557-1561.
    [20] 冯云松, 路远, 凌永顺.  发射率对飞机蒙皮温度及红外辐射特性的影响 . 红外与激光工程, 2013, 42(2): 294-299.
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-11-10
  • 修回日期:  2014-12-20
  • 刊出日期:  2015-07-25

热红外遥感中大气透过率的研究(二): 大气透过率模式的应用

    作者简介:

    龚绍琦(1979-),男,副教授,硕士生导师,博士,主要从事资源与环境遥感方面的研究工作。Email:shaoqigong@163.com

基金项目:

国家自然科学基金(40801145);江苏高校优势学科建设工程;南京师范大学虚拟地理环境教育部重点实验室开放基金;2012年度国家级大学生实践创新训练计划项目(201210300008);2013年度江苏省大学生实践创新训练计划项目(201310300063Y)

  • 中图分类号: P237;TP79

摘要: 大气透过率是热红外遥感中的一个重要参数。针对前文构建的大气透过率模式, 以我国环境灾害卫星HJ-1B红外相机IRS第4通道的大气透过率模式为例, 利用辐射传输模型MODTRAN模拟水体辐亮度, 对模式中的变量引入不同的误差, 将模拟的辐亮度反演水温, 分析不同气溶胶模型、水汽量、能见度和观测天顶角对反演水温的敏感性。并将该大气透过率模式用于HJ-1B/IRS热红外图像中, 反演了2009年4月17日、21日、22日和25日太湖水温。研究结果表明: 同一波段、不同气溶胶模型的大气透过率模式在反演温度时会产生不同的误差, 以气溶胶模型为平流雾的最大、对流型的最小;大气透过率模式中3个变量的误差与温度反演的误差呈线性关系, 即变量的误差越大, 温度反演的误差也越大;以水汽量对温度反演最敏感, 观测天顶角其次, 能见度最弱。该大气透过率模式用于4天遥感图像反演中, 除4月17日反演的误差稍高, 均方根误差和平均相对误差分别为1.127 ℃和5.75%, 其他3天的均方根误差都小于1 ℃、平均相对误差在5%以下, 说明所建的大气透过率模式在热红外遥感中具有较高的应用精度。

English Abstract

参考文献 (29)

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