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CO_2反演中卫星数据的云污染处理方法研究被引量：4: 2015年; 在O2-A波段进行了温室气体卫星数据的云污染问题研究,并从光程的角度分析了散射对CO2反演的影响,提出了一种解决CO2反演中云污染问题的方法。对GOSAT L1B数据的处理结果显示晴空、有云、待定像素分别涵盖了83.58%、9.70%、6.72%的L2数据;像素的CO2反演结果中,晴空、薄卷云像素的结果与L2保持较高一致,其余像素的结果普遍低于L2结果。O2-A波段云检测有其优势但仍存在一定的局限性,如对薄卷云识别的准确性不足等,而光程法散射校正能有效改善薄卷云散射导致的CO2反演误差,可作为云检测的一个有效补充,两者结合是解决云污染问题的一种有前景的方法,同时在云检测中对薄卷云像素占多数的I类待定像素应予以更高重视。; 江新华王先华叶函函卜婷婷桑浩易维宁; 关键词：大气光学全球变化温室气体大气散射

应用于O_2-A波段云检测的阈值选取方法被引量：1: 2017年; 云污染直接决定了卫星数据用于反演的可行性,云检测是温室气体反演流程中的必要环节,阈值的选取决定了在O_2-A波段利用阈值法对卫星数据进行云检测的效果,如何获取最优阈值成为关键,目前的阈值选取大多数是经验法,缺乏系统考虑。提出了一种半经验阈值选取方法,根据晴空涵盖率和误判率构建优选函数,通过求取优选函数的极值实现了最优阈值的选取。利用GOSAT卫星数据进行算法验证的结果显示,相比于传统的经验统计法,该方法所选取的阈值应用于O_2-A波段云检测时,云判定的准确率提高近10%。; 江新华王先华叶函函卜婷婷桑浩; 关键词：温室气体云检测阈值

基于三光谱带的大气散射效应校正方法被引量：3: 2016年; 大气散射效应作为CO2反演的主要误差源,严重影响了全球大气CO2卫星产品的应用研究。气溶胶作用以及气溶胶与地表综合作用是大气散射的重要来源。基于O2-A,CO21.6和2.06μm三个光谱带中的强、弱吸收峰和连续谱,从大气气溶胶光学厚度和地表反照率的角度,分析三光谱带具有的相关信息,提出改进的全物理反演方法,对相关性很强的气溶胶光学厚度和地表反照率这两个散射相关参数进行同步反演,实现大气CO2反演中的散射效应校正。模拟计算气溶胶影响、气溶胶和地表反照率两者综合影响导致的CO2反演误差,并进行校正,极端情况下导致的8%CO2反演误差可校正到1%内,气溶胶类型差异导致最高达10%的散射影响可校正到2%内,显示了方法的有效性,同时通过对校正效果的评估,表明该方法应用于卫星数据高精度反演的潜力,也指出了实际应用时需要关注的问题。; 叶函函王先华江新华卜婷婷; 关键词：CO2 反演校正方法

针对复杂地形的热红外成像仿真研究: 2014年; 红外热成像系统由于具有全天时观测能力而得到广泛应用。为了测试和评估高分辨率红外热成像系统的性能,需要大量多种成像条件下的热红外影像作为输入数据源。为获取真实可信的地面热红外仿真图像,提出了一种针对复杂地形的热红外成像模拟方法。该方法综合起伏地表的地形、光照、遮蔽和邻近地域辐射等因素,系统研究了三维地表热辐射的产生和传递机理。利用光学遥感影像和数字高程数据,生成了一天中不同时刻的地面热红外图像。结果表明:该方法生成的24h序列图像,符合实际地表热辐射场的日变化规律,从而为可见光图像制备红外基准图提供了一种有效途径。; 崔文煜易维宁乔延利杜丽丽刘晓; 关键词：热红外三维地形成像仿真

基于高分辨率地基FTS光谱的大气CO_2反演方法研究被引量：1: 2013年; 大气CO2是重要的温室气体,对大气CO2的全球监测有助于增进人类对气候变化的理解。相比于天基平台,地基观测数据通常具有更高的光谱分辨率、信噪比及其他已知参数,更容易实现较高的反演精度。地基反演方法可以作为天基算法的基础,并为天基观测结果提供必要的验证。本文针对地基观测的特点,建立了使用地基FTS数据反演大气CO2柱浓度的方法。模拟计算显示该方法在一定的系统误差条件下,具有获得较高反演精度的能力。对地基FTS实测数据进行的反演实验表明,该方法能够获得较精确的大气CO2浓度信息。; 吴军方勇华叶函函王先华江新华; 关键词：FTS 大气CO2 反演高分辨率

不同大气条件下红外成像效果模拟被引量：3: 2012年; 红外成像仿真技术是解决实际应用中对红外图像数据源需求的重要途径。大气传输是红外成像的必经环节,对红外图像质量有着重要影响,大气传输效应模拟能提高成像的真实感。同一场景在不同大气条件下红外成像的模拟能为特定的图像分析提供数据。在大气传输理论的基础上,研究了红外成像大气作用效果的模拟方法,通过飞艇平台获得的红外图像作为数据,利用大气辐射传输模型进行大气修正得到地面辐亮度基准图像,在此基础上进行了不同大气模式、温度和水汽含量下的红外图像仿真实验,并对实验结果进行了评价,取得了较为理想的仿真效果,为大气效应模拟提供了一种有效的方法。; 高春雷易维宁崔文煜刘晓王先华张冬英叶函函方勇华; 关键词：红外成像图像仿真大气传输图像评价

基于统计与光程分布的二氧化碳反演方法被引量：6: 2017年; 为了研究气候变化,需要实现遥感卫星对二氧化碳(CO_2)的高精度测量。气溶胶和透射率较高的薄卷云的散射是影响大气中CO_2反演精度的主要环境因素。结合主成分分析(PCA)的统计方法和光程概率分布的密度函数(PPDF)方法,利用PCA方法得到大气CO_2反演的先验值,避免了因偏差过大而导致的运算结果无法接近真值;基于3层PPDF模型,解决了薄卷云和气溶胶散射引起的光子路径变化而导致的吸收谱线变化的问题。结果表明,PCA方法和PPDF方法联合反演的反演精度得到明显提高;对2013年塔克拉玛干沙漠GOSAT数据的反演结果进行分析,采用单一的PPDF方法得到的反演结果的方差为3.5,两种方法相结合得到的反演结果的方差为1.4,优于日本国立环境研究所(NIES)提供的反演方差(1.6)。; 段锋华王先华叶函函蒋芸吴浩; 关键词：大气光学主成分分析方法

CO_2反演中大气散射影响的光程校正方法被引量：5: 2014年; CO2作为影响气候变化最重要的温室气体,其反演精度达到1%是气候研究的基本要求。在反演中解决大气散射的影响,是提高CO2反演精度的关键问题之一。温室气体观测卫星为了实现高光谱分辨率,其光谱带宽通常较窄。高光谱分辨率对CO2浓度变化敏感,而窄带宽在采用传统差分吸收光谱(DOAS)法以快慢变分离的方式处理散射时难以保证反演精度。针对我国高光谱卫星CO2反演算法的开发需求,从光程的角度研究了散射对CO2反演的影响,并与传统DOAS方法在沙漠和草地两种区域进行了对比。结果显示相对于传统DOAS方法,该方法在沙漠和草地区域的应用均使CO2的反演精度得到提高,达到或接近1%的精度需求,反演结果的相关性和数据离散度也得到改善,这表明该方法能有效降低大气散射对CO2反演的影响。; 江新华王先华叶函函韦秋叶李志伟卜婷婷; 关键词：大气光学温室气体大气散射光程

Spatial heterodyne spectroscopy for space-based measurements of atmospheric CO_2被引量：1: 2015年; To reduce the error from measurement and retrieval process, a new technology of spatial heterodyne spectroscopy is proposed. The principle of this technology and the instrument spatial het- erodyne spectrometer （SHS） are introduced. The first application of this technology will be for CO2 measurements from space on a high spectral observation satellite. The outstanding measurement principle and the priority of combination of retrieval algorithm and three channels （ O2 A-band, CO2 1.58 μm and 2.06 μm bands） are theoretically analyzed and numerically simulated. Experiments u- sing SHS prototype with low spectral resolution of 0. 4 cm -1are carried out for preliminary valida- tion. The measurements show clear CO2 absorption lines and follow the expected signature with the- ory spectrum, and the retrievals agreed well with GOSAT CO2 products, except a small bias of about 4 × 10 ^-6. The results show that the ability of spatial heterodyne spectroscopy for CO2 detecting is ob- vious, and SHS is a competent sensor.; 叶函函王先华李志伟韦秋叶施海亮熊伟; 关键词：ERROR

应用于高精度大气CO_2遥感的空间外差技术研究被引量：5: 2014年; 针对大气二氧化碳高精度反演对卫星载荷测量技术的极高要求,通过与传统的色散型和干涉型光谱测量技术的比较,介绍了一种新型的超光谱测量技术即空间外差光谱技术。依据航天条件下的载荷技术需求,较详细地介绍了探测原理和仪器结构,展示了这种技术获取超光谱分辨率和高信噪比数据的能力,以及小体积、轻质量和低功率等在航天环境下的重要技术优势。在此基础上,利用本所自主研制的原理样机进行了大气二氧化碳探测实验,结果表明其观测数据精度能够良好地应用于二氧化碳反演,其探测结果与日本碳嗅卫星(GOSAT)观测结果相一致,说明空间外差技术具有应用于卫星对地探测大气二氧化碳的能力。; 韦秋叶王先华叶函函李志伟江新华卜婷婷; 关键词：光谱学傅里叶变换光谱仪

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