基于MODIS卫星数据的平流雾检测研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第3O卷第2期武汉大学学报·信息科学版VoI．30NO．2GeomaticsandInformationScienceofWuhanUniversityFeb．20052005年2月文章编号：1671—8860(2005)020143—03文献标志码：A基于MODIS卫星数据的平流雾检测研究马慧云李德仁刘良明梁益同。(1武汉大学遥感信息工程学院．武汉市珞喻路129号．430079)(2武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室．武汉市珞喻路l29号．430079)(3武汉中心气象台．武汉市东湖东路．430074)摘要：利用M()DIS卫

2、星数据．对雾-b目标物(水、云、雪、地物)分别进行采样．得到光谱曲线并进行光谱分析，提出了有利于白天和夜问平流雾检测的波段．利用该波段选择结果．采用闽值法44-流雾进行检测并得到地面数据验证。结果表明，M()DIS数据在雾检测方面具有很大的潜力。关键词：平流雾；MODIS；光谱分析；光谱曲线；闽值中图法分类号：P237．3；TP753平流雾是当暖空气移到冷的下垫面上时形成性。通过对雾与地表、水、雪、云在卫星仪器不同的雾。冬季海洋暖气团移到冷的大陆上时形成平通道的辐射和反射特性的分析表明，卫星遥感监流雾(也称为海雾)。该雾的范围和厚度一般比辐测大雾是可能的。MODIS作为新一代中分

3、辨率射雾大，一年四季都可出现一。雾的出现严重影成像光谱仪，波段众多，有利于影像中不同目标的响到航海、航空及公路运输和军事活动。常引发灾光谱曲线的恢复。从而可以对雾、地表、水、雪、云难性的事故。由于卫星遥感具有快速、宏观、大范的辐射和反射特性进行区分。围连续监测的优点，国外70年代就进行了利用卫由于雾、地表、水、雪、云具有不同的反射和辐星遥感监测雾的研究一，主要集中在NOAA／射特性，因此在遥感影像中表现出不同的纹理特AVHRR数据的雾检测研究上。国内对雾检测征和灰度特征，可以通过目视判别对其作出定性的研究较为少见，也有不少气象专家在该方面进的判断。雾一般由逆温中心逐渐扩散形成，因

4、此行了一定的研究。一，但对具体结果的评估尤其灰度具有从中心到边缘逐渐变化的特性，并且雾是夜间雾的研究则少。边缘较薄云光滑且与等高线具有一定的吻合性，与N()AA／AVHRR数据相比，M()DIS数据因此，根据雾与薄云的纹理特征．从目视判别上可具有的高空间分辨率、高时间分辨率、高光谱分辨以把二者区分开。率和免费接收政策，使其在灾害研究方面具有一采用目视判别，对影像中的云、雪、水、雾和剩定的优越性。由于M()DIS波段相对NOAA／余地表信息选取特征点，将各个波段的反射率和AVHRR来说，波段通道变窄，数量增多，因此，辐射率映射到同一坐标系中，恢复其光谱曲线．结对M()DIS卫星数据

5、进行有关雾的光谱分析具有果如封二彩图1所示(蓝线代表雾的光谱曲线，红很大的意义。线代表其他目标物的光谱曲线)。1)白天，雾与地物、水、雪在可见光(M()～1光谱分析DIS01、M()DIS04)和近红外(M()DIS02)波段具有很大的反射差异。这是由于雾中存在大量的微从地面发射或反射的辐射通过大气介质向上滴。平均粒子半径在10fm左右，其大小与可见光传播。具有不同成分、不同温度的非均匀大气对不和近红外波长(<3ITI)相当。根据散射理论：一。同波段的电磁辐射有不同的吸收、辐射和散射特粒子尺度大于或与波长相一致时的散射称为米氏收稿日期：2004I1l9。项目来源：国家973计划资

6、助项E1(2003CB415205)。维普资讯http://www.cqvip.com武汉大学学报·信息科学版2005年2月(Mie)散射。因此雾的散射作用相当明显，除了一02：00。雾检测结果如封三彩图2所示。定程度的吸收外，完全阻挡了对地表面的探测，雾M()DISIAB数据M()DISI，1B数据的反射率明显高于水体、地面和雪。●V反射率和亮度温度反演反射率和亮度温度反演2)白天有利于云和雾分离的波段较少，仅在’广一雾与地表分离、}～’雾与水进行分离中红外波段(MODIS2l、MODIS22)具有一定的≥阈值1≤阈值1亮度温度差异。其主要原因是云和雾的粒子半径’广一雾与水进行

7、分离f一雾与云进行分离了'1≥阈值2≥阈值2均比较大，在可见光波段具有相同的散射现象，若}-一雾与雪进行分离一雾与雪进行分离云顶与雾顶温度差异不大，则热红外波段的亮度：≥阈值4；1≥闺值3温度差异也不明显，可以作为云和雾分离检测的、r一一雾与云进行分离'r一雾与地表分离=≥阈值4r2一。≤阈值4波段减少。由于中红外波段位于太阳辐射光谱曲tt线与地球大气辐射光谱曲线的相交处。在白天有雾检测结果雾检测结果太阳辐射时，云层和雾层不仅自身向上发射辐射，(a)MODIS卫星数据(b)MOD