多光谱遥感在自然灾害监测中的应用

摘要

我国是一个自然灾害种类繁多、发生频繁和危害严重的国家。如何对自然灾害进行监测评价是国民经济建设和社会保障的重大问题。常规的灾害调查工作需要耗费巨大的人力、物力和财力。实践证明,遥感技术可以在短时间内提供大区域的宏观数据。随着遥感技术的不断发展,遥感技术在灾害预警和减灾救灾方面的应用越来越受到人们的重视,并展现了巨大的应用潜力。本文利用遥感手段选取云检测和干旱监测两个方面进行了研究。
　　 首先,云检测是开展各种遥感研究工作的基础。对于多源遥感数据,在进行数据分析前,应利用云与其他下垫面(植被、土壤、雪和水域等)在可见光和红外波段上的反射率以及辐射亮温值的之间的差别进行云检测,以正确分离云和晴空,云检测结果直接影响地表参数反演结果的精度。本文利用多源数据进行云检测算法模型的研究,根据云检测实验提出一种多光谱综合云检测算法,提高了云检测算法精度。
　　 MODIS的多波段及较高的时空分辨率特征有利于对大面积自然灾害及其变化的监测。本文选取2009年初干旱较严重的辽宁省作为研究区域,在实现云检测,剔除云的干扰后,使用热惯量法提取MODIS数据的干旱信息,识别出干旱区域并界定干旱程度。为了深入分析导致此次干旱的大气结构特征和机理,从天气形势、斜温图(Skew-T)和风矢-位温图(V-3θ)三方面揭示了干旱发生期间影响早区的大气风向风速、温度及湿度及大气能量的结构特征。研究表明东北冷涡强大稳定而导致的干冷空气路径维持,整层大气的温度.露点差较大,西北风使来源地水汽稀少,稳定的大气层结及干下沉气流等大气结构特征是引起辽宁省严重干旱的重要因为。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1. 研究的目的和意义

1.2. 国内外研究进展

1.2.1. 云检测研究进展

1.2.2. 遥感干旱监测研究进展

1.3. 本文的主要研究内容

第2章 . 遥感监测的原理

2.1. 电磁波辐射原理

2.2. 电磁辐射的传输与相互作用

2.2.1. 太阳辐射与地球辐射

2.2.2. 电磁波与大气层的相互作用

2.2.3. 电磁波与地表的相互作用

2.3. 多源遥感数据介绍

2.3.1. MODIS介绍

2.3.2. NOAA/AVHRR介绍

2.3.3.HJ-1B星介绍

第3章 . 遥感的云检测算法研究

3.1. 云光谱特征

3.1.1. 云在可见光波段的光谱特征

3.1.2. 云在红外波段的光谱特征

3.2. 基于MODIS的云检测算法

3.2.1. 可见光反射率阈值检测法

3.2.2. 简单亮温阈值检测法

3.2.3. 反射率比值检测法

3.2.4. 方法融合

3.2.5. 多光谱云检测算法

3.3. 基于NOAA/AVHRR的云检测算法

3.4. 基于HJ-1星云检测算法

3.5. 云检测系统软件设计与实现

3.5.1. 开发工具的选择

3.5.2. 系统功能

3.6.本章结论

第4章 . 干旱的遥感监测与大气结构分析

4.1.研究区概况

4.2. 形成干旱的天气机制分析

4.2.1. 天气背景分析

4.2.2. 斜温图(Skew-T)分析

4.2.3. 大气风矢-位温图(V-3θ图)分析

4.2.4. 干旱的预测

4.3. 干旱遥感监测与分析

4.3.1. 干旱遥感监测原理

4.3.2. 干旱遥感监测实例分析

4.4.本章结论

第5章 . 总结

5.1. 主要结论

5.2.创新点

5.3. 存在问题和研究展望

参考文献

硕士期间参加的科研项目与学术交流

致谢