遥感反演及遥感数据产品的生产过程.ppt

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1、遥感反演及遥感数据产品的生产过程1.遥感反演概述2.遥感数据产品生产的流程2.1遥感产品生产线结构2.2遥感数据的预处理2.3遥感反演2.4遥感产品的完善和发布3.例子：GLASS叶面积指数产品生产线3.1数据源3.2预处理3.3反演算法3.4质量控制和质量标志1遥感反演及遥感数据产品的生产过程这节课授课目标：了解“蛋糕是怎么做的”，吃蛋糕才不会噎着目前的遥感数据产品多数还不完善，解决使用中遇到的问题还需要专业知识了解遥感数据处理的原理理解遥感数据产品还存在问题的原因21.遥感反演概述1.1什么是遥感反演正演反演31.遥感反演概述1.2遥感反演问题的

2、本质和科学问题遥感的本质是反演，而从反演的数学来源讲，反演研究所针对的首先是数学模型。……，首先要解决的问题是对地表遥感像元信息的地学描述。但陆地遥感反演的根本问题在于定量遥感往往需要用少量观测数据估计非常复杂的地表系统的当前状态，本质上是一个病态反演问题。解决病态反演问题的办法，一是扩充信息源，比如综合使用多源遥感数据或地面观测资料，引入先验知识；二是控制信息分配，让有限的观测信息尽量分配到目标参数，抑制反演过程中的误差传播。41.遥感反演概述1.3常见的几种遥感反演方法经验回归例如逐步多元回归、神经元公式推导及线性反演简化、线性化；例如大气校正公

3、式、分裂窗迭代优化Newton迭代、遗传算法查找表多数情况下只是作为一种简化工具51.遥感反演概述1.4遥感反演的注意事项信息量问题数据信息＋已知参数＋先验约束模型的可反演性合适的参数化方法反演算法的稳定程度对噪声的抵抗能力反演算法中使用约束条件正则化方法、贝叶斯反演、物理边界优化反演算法以提高计算效率优化代价函数、选择合适的迭代算法、建立查找表61.5MODIS数据参数反演系统气溶胶产品经验公式、查找表大气水汽含量经验公式、查找表大气校正公式推导BRDF及反照率产品公式推导（线性方程求解）地表温度公式推导、迭代优化叶面积指数经验回归、公式＋查找表1

4、.遥感反演概述气溶胶产品查找表选择暗目标：2100纳米反射率和440纳米反射率之间有经验关系，假设２１００纳米处无大气影响，可得440纳米处的地表反射率。建立440纳米处地表反射率、气溶胶类型、气溶胶光学厚度、太阳角度、观测角度等自变量与TOA反射率的查找表。根据各种已知条件（即上面用下划线表示的量）就可从查找表中得到气溶胶光学厚度。1.遥感反演概述大气水汽含量经验公式、查找表先在地表反射率为常数或呈线性变化的假设下求取某波段的大气透过率然后通过使用该波段透过率与水汽含量的查找表求取水汽含量1.遥感反演概述大气校正公式推导大气辐射传输方程简化为如下公

5、式就可直接求出逆向公式1.遥感反演概述BRDF及反照率产品线性方程求解线性核驱动模型因为非线性因素都体现到核函数中，而核函数是估定的、不包含位置参数的函数，因此反演该模型就可以用最小二乘法解线性方程实现。获得核驱动模型参数后，相应波段的半球反照率可由核驱动模型积分得出。总的反照率则是各波段反照率的加权和。1.遥感反演概述地表温度公式推导（分裂窗）假设：a)地表比辐射率已知；b)大气窗口的水汽吸收系数可以看作常数；c)大气温度与下垫面温度相差不大，黑体辐射公式可以采用线形近似。公式推导（略）最终公式系数获取方法（拟合MODTRAN模拟的数据）1.遥感反

6、演概述地表温度迭代优化（ZWan-1997）MODIS７个波段昼夜两次观测，大气地表参数同时反演未知数：７个通道的发射率、昼夜两个地表温度、昼夜两套大气等效辐射温度和水汽含量迭代算法：Quasi-Newton法、最小二乘拟合法优化：对大气辐射传输过程建立查找表、用一个经验回归公式获取解的初始值大量的误差分析和验证工作1.遥感反演概述叶面积指数经验回归获取与卫星图像同步的地面测量叶面积指数从卫星图像计算植被指数建立测量点上NDVI或SAVI与叶面积指数的经验关系将此经验关系应用到整个图像1.遥感反演概述叶面积指数与fPar公式＋查找表（RMyneni-

7、2002）辐射传输方程，包含很多参数将辐射传输方程的求解过程分解，分解后的每一模块只包含少量参数对每个模块建立查找表将观测的多波段（或多角度）数据与查找表对照，就得到叶面积指数与fPar1.遥感反演概述第三讲：遥感反演及遥感数据产品的生产过程1.遥感反演概述2.遥感数据产品生产的流程2.1遥感产品生产线结构2.2遥感数据的预处理2.3遥感反演2.4遥感产品的完善和发布3.例子：GLASS叶面积指数产品生产线3.1数据源3.2预处理3.3反演算法3.4质量控制和质量标志162.遥感数据产品生产的流程遥感数据产品生产在遥感信息流中的位置遥感数据产品生产1

8、72.遥感数据产品生产的流程2.1遥感产品生产线结构遥感数据源参数产品的应用182.遥感数据产品生产的流程2