利用AMSR-E被动微波数据反演地表温度的神经网络算法.pdf

利用AMSR-E被动微波数据反演地表温度的神经网络算法.pdf高技术通讯年第卷第期:
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利用被动微波数据反演地表温度的神经网络算法!
毛克彪!!!!!!!! 王道龙! 李滋睿! 张立新!!! 周清波! 唐华俊! 李丹丹!
(!中国农业科学院农业资源与农业区划研究所农业部资源遥感与数字农业重点开放实验室
呼伦贝尔草原生态系统国家野外科学观测研究站北京)
(!!遥感科学国家重点实验室北京)
(!!!北京师范大学地理学与遥感科学学院北京)
(!!!!中国科学院大气物理研究所东亚区域气候环境重点实验室北京)
摘要结合对地观测卫星多传感器多分辨率的特点,研究了利用被动
微波数据反演地表温度的神经网络算法。地表温度( )产品被作为地表温度实
测数据,对应的平均温度被用作对应像元的实际地表温度,从而克服由于
像元尺度太大和云的影响而难以获得地表实测数据的难点。反演结果分析表明,利用
神经网络能够精确地由数据反演地表温度。当使用个频率个通道反演时,
反演精度最高,说明使用更多的通道能更好地消除土壤水分、粗糙度、大气和其它因素的
影响。相对于温度产品,用此算法反演的平均误差约低于。
关键词地表温度( ),神经网络( ), ,
利用对地表温度反演做了许多研究。
引言这些研究和结论是经验的,其主要原因是由于被动
微波的分辨率非常低,获得对应的地面实测数据非
许多研究表明,陆地表面温度( 常困难。另外,在辐射计视场里的复杂因子是变化
, )是数字天气预报的一个重要参数,在复的,比如大气水分和土壤水分的变化会改变发射和
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合地面大气相互作用和大气地面的辐射通量后, 吸收以及散射。同时许多研究表明被动微波
区域和全球尺度的陆面过程模拟精度得到了很大的数据能够用来估计地表温度。等
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提高。在热红外遥感领域,许多利用热红外数据( ) , 和( ) 调查了大气对用
(比如中分辨率成像光谱仪( )、数据和先进甚测量地表温度的影响。这些研究表明在没有
高分辨率辐射仪( )数据)反演海面温度和地陆地表面发射率、吸收以及散射的先验知识的条件
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表温度的算法已经被提了出来。相对于被动微下,被动微波能够用来反演陆地表面温度。等
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波遥感,这些算法是比较成熟的。但热红外遥感受( , ) 提出了用迭代方法来量化湿度、温
云和大气水汽含量的影响很大。微波具有穿透能度和植被参数,但这个方法需要一个非常好的前向
力,能克服热红外遥感的缺点,因此利用被动微波数模型。用于对地观测系统的先进微波扫描辐射仪
据反演地表温度的研究日益受到重视。( )和是对地观测卫星上的两
在微波辐射计应用发展的过程中,地表温度的个传感器。能用来观测大气、陆地、海洋、
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反演算法非常少。等( ) 开发了一个其它参数,包括降雨、海洋表面温度、冰的浓度、雪水
卫星温度探测器系统,这个系统主要是利用当量、湿度、风速、云中水的含量以及大气水汽含量。
(一个具有个通道的红外探测器)和(一个具具有个波段,可用于反演海洋表面温度、
有四个通道的微波探测器)来获取大气剖面温度和反陆地表面温度以及大气性质。传感器具有高
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演全球海面和陆地表面温度。等( ) 分辨率但受云的影响很大,在