星載微波輻射特征指數(shù)與遙感數(shù)據(jù)的空間自相關(guān)性研究.pdf

1、2002年春季中國(guó)北方地區(qū)多次發(fā)生了強(qiáng)烈的沙塵天氣過(guò)程.利用美國(guó)防衛(wèi)氣象衛(wèi)星(DMSP)星載特別微波成像輻射計(jì)(SSM/I)在這一時(shí)期的多通道觀測(cè)數(shù)據(jù),由輻射傳輸方程,提出了識(shí)別沙塵暴的指數(shù)SDI.通過(guò)對(duì)內(nèi)蒙古渾善達(dá)克沙地及其附近地區(qū)在2002年3月19-21日的沙塵暴實(shí)例分析,可以看到沙塵暴使區(qū)域性SDI上升的特征性變化.由于沙漠化使植被減少,導(dǎo)致地表輻射極化差異增加,提出用37GHz通道的極化指數(shù)來(lái)定義沙漠化指數(shù)DI,并進(jìn)一步提出D

2、I指數(shù)的Getis空間自相關(guān)性統(tǒng)計(jì).DI指數(shù)在2001年3-8月與1997年3-8月變化的對(duì)比,證實(shí)了中國(guó)內(nèi)蒙古巴丹吉林沙漠與騰格里沙漠附近地區(qū)沙漠化的擴(kuò)展.SDI與DI指數(shù)及其Getis方法為星載微波遙感監(jiān)測(cè)沙塵暴與沙漠化提供了一種數(shù)值化評(píng)估的手段.用輻射傳輸理論提出的地表微波輻射極化指數(shù)PI的定義,分別指出了土壤濕度、地面粗糙、植被層和大氣層的各自影響.用DMSP SSM/I多時(shí)相6年的數(shù)據(jù)給出中國(guó)主要陸地19.35GHz通道的PI

3、值月平均分布,表征土壤濕度的月變化,并獲得中國(guó)主要陸地同季同月PI距平值△nPI的統(tǒng)計(jì)分布,展示了中國(guó)陸地土壤濕度變化的分布圖,以及在干旱與水澇期間PI距平值的異常,用中國(guó)山西2001年5月的干旱和中國(guó)長(zhǎng)江中游1998年8月水澇作了個(gè)例證明.這一理論方法可同樣推廣到有較低頻率(如10.7GHz)的2002年5月發(fā)射的AMSR-E或中國(guó)風(fēng)云系列衛(wèi)星微波成像輻射計(jì)的通道,而獲得土壤濕度分布更好的PI指數(shù)評(píng)估.在已知區(qū)域平均PI值與平均土壤濕

4、度的條件下,可以定量反演該區(qū)域的土壤濕度,并用TRMM TMI實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了驗(yàn)證.由輻射傳輸方程推導(dǎo)SSM/I輻射觀測(cè)的極化指數(shù)PI,凸現(xiàn)地表土壤濕度的變化與距平異常△nPI,用特征性指數(shù)△nPI和散射指數(shù)SI來(lái)監(jiān)測(cè)大尺度陸地地面的降雨和地區(qū)土壤濕度、洪澇汛情的變化.用7年SSM/I觀測(cè)數(shù)據(jù)的平均,洪澇期間的PI,△nPI和SI監(jiān)測(cè)中國(guó)淮河流域2003年7月的洪澇汛情.提出距平異常值指數(shù)K分布,定量評(píng)估洪澇汛情的范圍和程度.根據(jù)