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《一个从modis数据同时反演地表温度和发射率的神经网络算法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、2007.4理论研究遥感信息一个从MODIS数据同时反演地表温度和发射率的神经网络算法①,②,③①②②毛克彪,唐华俊,李丽英许丽娜(①农业部资源遥感与数字农业重点开放实验室/中国农业科学院农业资源与农业区划研究所,北京100081②中国科学院遥感应用研究所,北京师范大学遥感科学国家重点实验室,北京100101③中国科学院研究生院,北京100049)摘要:MODIS的三个热红外波段29、31、32建立了三个辐射传输方程,这三个方程包含了5个未知数(大气平均作用温度、地表温度和三个波段的发射率)。用JPL提供的大约160种地物的波谱数据对MODI
2、S三个波段(29/31/32)发射率之间的关系和用MODTRAN4对大气透过率和大气水汽含量之间关系进行模拟分析。分析结果表明地球物理参数之间存在着大量的潜在信息。由于潜在的信息难以严格地用数学表达式来描述,因此神经网络是非常适合被用来解这种病态反演问题。利用辐射传输模型(RM)和神经网络(NN)反演分析表明神经网络能够被用来精确地同时从MODIS数据中反演地表温度和发射率。地表温度的平均反演误差在0.4°C以下;波段29/31/32发射率平均反演误差都在0.008以下。关键词:地表温度;发射率;MODIS中图分类号:P237.9文献标识码:
3、A文章编号:1000-3177(2007)92-0009-07的获取及计算。虽然大多数的算法精度都很高,但1引言它们仍然需要做一些假定和利用发射率和大气状态最近几十年,大尺度上环境研究和管理活动对(特别是大气水汽含量)作为已知的先验知识。温度信息的需求已经使得利用遥感手段反演地表温从多个热红外波段的测量中同时反演地表温度度和发射率的技术有了很大的进步。许多人致力于和发射率是非常困难的,因为N个波段至少拥有N寻找方法从遥感数据中反演地表温度。MODIS是+1个未知数(N个波段的发射率和地表温度),这对地观测卫星(EOS)上的一个传感器,它拥有3
4、6波是一个非常典型的病态反演问题。如果不利用任何段。由于其能够覆盖全球、辐射分辨率非常高、动态先验知识,几乎不可能同时从多个热红外数据中反[14]范围以及精确的校正使得MODIS传感器在海面温演地表温度和发射率。KahleandAlley(1992),[15][16]度、陆地表面温度和大气参数反演方面具有非常大Hooketal.(1992),Watson(1992),Kealy[17]的潜力。andHook(1993),Schmuggeetal(1998,2002)[18～19][20]许多劈窗算法已经被开发来从NOAA/,Liang(200
5、1)在地表温度和发射率反演方[21]AVHRR和MODIS数据中反演海面温度和地表温面做了许多工作。LiandBecker(1993)利用TI2度。这些方法主要是利用相邻热红外波段对水汽的SI技术和白天/晚上的影像数据反演地表温度和发敏感性不一样来校正大气的影响(Price1984,Bec2射率,这个反演方法需要大气剖面信息。Wanand[22]kerandLi1990,Sobrino,1991,1994,Coll1994,Li(1997)提出了一个多波段算法来同时从Vidal,1991,Kerr1992,OtlleandStoll1993,
6、EOS/MODIS传感器中同时反演地表温度和发射Prata1994,WanandDozier1996,Qinetal2001,率,这个方法受地面的光学性质和大气状态的影响。[1～13]Sobrinoetal,2004,Maoetal2005)。这些算这两个方法都假定了白天和晚上同一地点的发射率[23]法的形式基本上是相同的,主要差别在于关键参数不变。Gillespieetal.(1998)提出了一个方法对收稿日期:2006-12-25修订日期:2007-01-17基金项目:中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金、农业部资源遥感与数字农业重
7、点开放实验开放基金。作者简介:毛克彪(1977.8～),男,博士,目前在国内外期刊上已发表论文40余篇(其中被SCI和EI收录的有15篇),主要从事微波,热红外遥感,空间数据挖掘及GIS应用等方面的研究,并被邀请给国际遥感(internationaljournalofremotesensing),地球物理研究(journalofgeophysicalofresearch2atmosphere)审稿。9遥感信息理论研究2007.4已做大气校正的ASTER影像的地表温度和发射率对于MODIS29,31,32波段,方程可以写成进行分离,这个方法的精
8、度在很大程度上取决于大如下:气校正的精度。B29(T29)=ε29(θ)τ29(θ)B29(Ts)+[1-τ29(θ′)]事实上,地球上各种成分不是独立的,而是彼此
