FY-3C/可见光红外扫描辐射计中红外通道太阳污染的识别和修正 被引量：18

1

作者 徐寒列 胡秀清 +1 位作者 徐娜 闵敏 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期1874-1879,共6页

基于风云-3C/可见光红外扫描辐射计（FY-3/CVIRR）的中红外通道（3.7μm）的太阳污染现象和发生规律,分析了太阳污染出现的时空特征,提出了初步判识并修正北半球太阳污染数据的方法,并就太阳污染对定标系数和黑体亮温的影响做了定量的... 基于风云-3C/可见光红外扫描辐射计（FY-3/CVIRR）的中红外通道（3.7μm）的太阳污染现象和发生规律,分析了太阳污染出现的时空特征,提出了初步判识并修正北半球太阳污染数据的方法,并就太阳污染对定标系数和黑体亮温的影响做了定量的评估。结果表明,对于FY-3C/VIRR的中红外通道,太阳光线照射到定标黑体时所形成的北半球高纬度太阳污染主要出现在太阳天顶角在85°~118°之间的位置时;由太阳污染导致的该区域地球观测亮温日平均偏差为4.5K左右,最大偏差达到15K左右。通过对逐日太阳污染数据进行识别,并采用污染前后定标系数进行线性求差值,可以初步修正太阳污染对定标系数带来的异常影响。 展开更多

关键词 风云-3C/可见光红外扫描辐射计(FY-3C/VIRR) 太阳污染 中红外通道 在轨定标

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冬季北大西洋涛动与中国西南地区降水的不对称关系 被引量：32

2

作者 徐寒列 李建平 +1 位作者 冯娟 毛江玉 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期1276-1291,共16页

利用1951—2010年NCEP/NCAR再分析资料和中国160个站逐月降水资料,探讨了冬季北大西洋涛动(NAO)与同期中国西南地区降水的关系。结果表明,冬季北大西洋涛动与西南地区降水存在显著的正相关关系,并且,正相关具有不对称性,即当冬季北大西... 利用1951—2010年NCEP/NCAR再分析资料和中国160个站逐月降水资料,探讨了冬季北大西洋涛动(NAO)与同期中国西南地区降水的关系。结果表明,冬季北大西洋涛动与西南地区降水存在显著的正相关关系,并且,正相关具有不对称性,即当冬季北大西洋涛动处于负位相时,东亚地区环流形势不利于中国西南地区降水的形成,对应着中国西南地区冬季降水的显著减少。而当冬季北大西洋涛动处于正位相时,北大西洋涛动与中国西南地区降水的正相关关系并不显著。进一步的分析表明,与中国西南冬季降水变化密切相关的主要环流结构是里海和中东—阿拉伯海—青藏高原及其下游的遥相关型(CAT遥相关型)。北大西洋涛动与里海和中东—阿拉伯海—青藏高原及其下游的遥相关结构存在不对称关系,两者的关系仅在北大西洋涛动负位相时显著。冬季北大西洋涛动高、低指数年分别合成的波射线和波作用通量的结果表明,当冬季北大西洋涛动为负位相时,冬季地中海地区的扰动源会形成与里海和中东—阿拉伯海—青藏高原及其下游的遥相关路径一致的波射线,同时波作用通量的结果表明,定常波由里海和中东、阿拉伯海一直传播到青藏高原及下游地区,而冬季北大西洋涛动高指数年,地中海地区的扰动源所形成的波射线偏北,波动传播到达印度半岛地区之后不再向下游传播。冬季北大西洋涛动对里海和中东—阿拉伯海—青藏高原及其下游的遥相关波列的不对称影响决定了北大西洋涛动与西南冬季降水的不对称关系。 展开更多

关键词 北大西洋涛动(NAO) 西南冬季降水 里海和中东阿拉伯海-青藏高原及其下游(CAT)遥相关型 不对称性

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逐对剔除的相关系数检验方法及应用 被引量：2

3

作者 徐寒列 李建平 冯娟 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期901-912,共12页

为了定量考察样本相关系数的真实性和稳定性,基于x^2检验方法,通过逐对剔除样本中的元素并构造相关系数组的方式,提出了逐对剔除的相关系数检验方法,并用理想数据样本和真实气候数据验证了该方法的正确性和可行性。结果表明,此方法可以... 为了定量考察样本相关系数的真实性和稳定性,基于x^2检验方法,通过逐对剔除样本中的元素并构造相关系数组的方式,提出了逐对剔除的相关系数检验方法,并用理想数据样本和真实气候数据验证了该方法的正确性和可行性。结果表明,此方法可以客观、定量地找出样本中影响相关系数真实性和稳定性的极端值,这些极端值的存在会使样本的相关系数发生较大变化。本方法的检验过程简单、物理意义清楚,并且,检验过程被定量化,克服了传统方法(散点图、滑动相关等)的一些不足。 展开更多

关键词 相关系数检验 极端值 χ~2检验

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敦煌戈壁地表反射率光谱的旋翼无人机测量及定标评估

4

作者 张勇 徐寒列 +7 位作者 张立军 李元 孙凌 覃丹宇 戎志国 胡秀清 陆其峰 卢乃锰 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1439-1448,共10页

利用敦煌中国遥感卫星辐射校正场的星地同步观测试验,实现对我国在轨气象、海洋、陆地资源、环境减灾、测绘地震、高分、军事等系列卫星光学成像载荷太阳反射波段的绝对辐射定标,是目前的重要手段之一。然而,中国遥感卫星辐射校正场传... 利用敦煌中国遥感卫星辐射校正场的星地同步观测试验,实现对我国在轨气象、海洋、陆地资源、环境减灾、测绘地震、高分、军事等系列卫星光学成像载荷太阳反射波段的绝对辐射定标,是目前的重要手段之一。然而,中国遥感卫星辐射校正场传统的地表反射率光谱星地同步测量方法是基于汽车跑场观测,不仅耗费较大的人力物力、容易造成场地破坏,而且获取的测量数据缺乏区域代表性。鉴于此,自2016年起,在敦煌星地同步观测试验中以旋翼无人机低空同步测量为主,跑场测量为辅,完成从航线设计、航高选择、仪器参数配置、采样策略、航空数据处理的全链路摸底测试。多次飞行试验表明,采用多旋翼无人机低空飞行来代替汽车跑场同步测量,不仅提高了地表反射特性测量的空间一致性和代表性,还提高了地表反射率光谱的测量效率,也对宝贵的中国遥感卫星辐射校正场敦煌戈壁场区地表进行了有效保护,极大的节约了人力物力成本。通过传统跑场测量和航飞测量的地表反射率光谱数据对比分析,发现多次测量数据的均值一致性较好,并且航飞测量的数据标准差更小。利用TERRA MODIS的同步观测来对无人机测量数据开展辐射定标评估,结果表明航飞数据的相对偏差均在5%以内,可以代替跑场数据完成定标,精度满足要求。随着无人机性能的进一步优化和提高,在不久的将来必将得到更加广泛和深入的应用,在外场定标试验领域也将发挥更大更重要的作用。 展开更多

关键词 中国遥感卫星辐射校正场 无人机 地表反射率 在轨绝对辐射定标 星地同步观测 敦煌戈壁

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风云三号气象卫星红外分光计在轨交叉定标精度监测系统 被引量：5

5

作者 漆成莉 徐寒列 +1 位作者 胡秀清 殷德奎 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期341-349,共9页

为了满足定量遥感对红外探测仪器定标精度监测的需求，采用风云三号气象卫星红外分光计（IRAS）与国际基准红外高光谱探测仪器进行交叉比对的方法，建立了FY-3C气象卫星红外分光计与高光谱仪器IASI的在轨交叉定标精度监测系统．通过对2... 为了满足定量遥感对红外探测仪器定标精度监测的需求，采用风云三号气象卫星红外分光计（IRAS）与国际基准红外高光谱探测仪器进行交叉比对的方法，建立了FY-3C气象卫星红外分光计与高光谱仪器IASI的在轨交叉定标精度监测系统．通过对2014年一年的IRAS观测数据的定标精度监测和分析，结果显示，IRAS与IASI的相关系数均在O．98以上，通道1和18的定标偏差最大，分别为-3．7K和2．1K，通道9和16也有超过1K的偏差，其他通道的平均偏差均在1K以内．地表观测通道8、9、18、19、20由于受卫星观测时空变化频繁的影响偏差标准差较大，在1．5～3K左右，其他通道观测误差稳定性较好，均在1．5K以内．通道2、3、4，1O～13的定标偏差随目标亮温变化趋势不明显，通道14～20定标偏差随目标亮温变化趋势最强，最低和最高目标亮温对应的定标偏差之间的差别最大可达到5K．定标偏差的时间序列分析表明大部分通道的定标偏差在一年的时间内保持稳定，变化幅度不超过O．3K；通道15、19、20的定标偏差变化幅度约为1K，通道1、14、16、17、18定标偏差一年的变化范围达到2～4K．总之，在轨交叉定标精度监测系统为实时监测定标精度的变化提供了有效工具，为诊断仪器性能和改进定标方案提供了参考依据． 展开更多

关键词 风云三号气象卫星 红外分光计 定标精度监测 交叉定标

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中国首颗降水测量卫星(风云三号G星)的探测能力概述与展望 被引量：13

6

作者 谷松岩 张鹏 +14 位作者 陈林 商建 张宏伟 林曼筠 朱爱军 贾树泽 尹红刚 孙逢林 徐寒列 王皓飞 李路 吴琼 郭杨 窦芳丽 武胜利 《暴雨灾害》 2023年第5期489-498,共10页

2023年4月16日09时36分(北京时)中国首颗降水测量卫星—风云三号G星(FY-3G)成功发射,本文在介绍风云三号降水星技术特征的基础上,着重分析FY-3G降水探测能力及在暴雨监测中的应用前景。结果表明:卫星轨道高度407 km、倾角50°,装载... 2023年4月16日09时36分(北京时)中国首颗降水测量卫星—风云三号G星(FY-3G)成功发射,本文在介绍风云三号降水星技术特征的基础上,着重分析FY-3G降水探测能力及在暴雨监测中的应用前景。结果表明:卫星轨道高度407 km、倾角50°,装载了Ka/Ku双频降水测量雷达、微波和光学成像仪的FY-3G卫星,可对影响中国大部分地区的台风、暴雨、强对流等灾害性天气系统三维结构进行探测。FY-3G在设计层面上,降水探测能力与目前美国第二代全球降水测量计划(GPM)核心星(GPMCO)相当,在载荷类型、数量、通道设置等方面优于GPMCO卫星。FY-3G业务运行后将与风云三号上午、下午和黎明星等其他极轨气象卫星以及风云高轨静止卫星组成风云降水探测星座体系,提升风云卫星星座的降水总体探测能力,为气象防灾减灾提供更强的基础支撑。 展开更多

关键词 风云三号降水星 降水探测能力 双频降水测量雷达 地面应用系统

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基于海表耀斑中红外基准NPP/VIIRS反射通道在轨验证

7

作者 景欣 晏磊 +6 位作者 胡秀清 贺丽琴 赵帅阳 胡兴帮 徐寒列 林沂 马蔼乃 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期694-700,共7页

将美国NPP卫星可见光红外成像辐射仪(Visible Infrared Imaging Radiometer,VIIRS)的中红外通道(中心波长3.697μm)作为检验基准,使用菲涅尔反射定理建立中红外和被验证通道的海表反射率关系,对四个太阳反射通道(中心波长位于0.672、0.... 将美国NPP卫星可见光红外成像辐射仪(Visible Infrared Imaging Radiometer,VIIRS)的中红外通道(中心波长3.697μm)作为检验基准,使用菲涅尔反射定理建立中红外和被验证通道的海表反射率关系,对四个太阳反射通道(中心波长位于0.672、0.862、1.238和1.602μm)进行了基于海水表面耀斑区反射率精度验证并深入分析该方法的不确定度.结果表明:VIIRS四个通道的验证不确定度分别为3.8%、3.9%、4.1%和4.1%,这一方法可实现VIIRS部分光学通道的在轨较高精度验证. 展开更多

关键词 中红外 海面耀斑 可见光红外成像辐射仪(VIIRS) 定标验证 菲涅尔定律

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FY-3D MERSI-Ⅱ反射太阳波段长期响应衰减估计及订正方法

8

作者 王玲 胡秀清 +7 位作者 张北 徐寒列 何兴伟 漆成莉 张晓涵 司一丹 徐娜 陈林 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2045-2055,共11页

遥感仪器的长期辐射响应衰减估计与订正是提高卫星遥感数据稳定性和准确性的关键。利用MERSI-Ⅱ在沙漠和DCC稳定目标上空的长时间观测数据,建立仪器辐射响应与时间的函数关系模型,并通过逆方差加权平均方法融合两种稳定目标的结果,获取... 遥感仪器的长期辐射响应衰减估计与订正是提高卫星遥感数据稳定性和准确性的关键。利用MERSI-Ⅱ在沙漠和DCC稳定目标上空的长时间观测数据,建立仪器辐射响应与时间的函数关系模型,并通过逆方差加权平均方法融合两种稳定目标的结果,获取仪器辐射响应退化量和辐射定标系数的序列估计。辐射响应衰减跟踪监测结果表明,MERSI-Ⅱ自在轨开始业务运行到2022年9月,波长小于500 nm的3个蓝光波段(通道1,通道8—9)和波长大于1000 nm的4个近红外-短波红外波段(通道5—7,通道19)存在明显衰减,年衰减率为1.47%~4.32%。L1级产品精度检验也发现,7个明显衰减通道的业务定标偏差均超过±5%,其中通道5和8偏差最大,约为-20%。应用本研究获取的辐射定标系数序列后,L1产品辐射定标精度随时间变化平稳,定标偏差维持在±3%以内,同时L2级产品精度也明显提升,表明了该研究建立的辐射衰减估计与订正方法的有效性。 展开更多

关键词 反射太阳波段 辐射响应衰减 MERSI-Ⅱ FY-3D 稳定目标

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FY-3D星红外高光谱大气探测仪的在轨光谱精度评估 被引量：10

9

作者 陆其峰 周方 +3 位作者 漆成莉 胡秀清 徐寒列 吴春强 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期2105-2115,共11页

风云三号D星(FY-3D)于2017年11月15日成功发射,搭载了国内第一颗自主研制的极轨红外高光谱大气探测仪(High-spectral Resolution Infrared Atmospheric Sounder,HIRAS),数据将在数值天气预报、大气温/湿廓线反演、大气成分探测等方面得... 风云三号D星(FY-3D)于2017年11月15日成功发射,搭载了国内第一颗自主研制的极轨红外高光谱大气探测仪(High-spectral Resolution Infrared Atmospheric Sounder,HIRAS),数据将在数值天气预报、大气温/湿廓线反演、大气成分探测等方面得到广泛应用。为满足高精度的探测能力需求,HIRAS的光谱分辨率达到0.625 cm^-1,辐射定标精度要求达到1.0 K,光谱定标精度要求达到10×10^-6,均为目前国内星载红外仪器最高精度指标。由于光谱频率的精确性会直接影响辐射精度,红外干涉仪器在数据应用之前必须进行光谱定标精度的精确评估和监测。以晴空视场下的高精度逐线辐射传输模拟光谱作为参考基准,利用互相关法计算光谱频率偏差,对发射后的HIRAS在轨数据的光谱定标精度进行了全面评估和验证研究。HIRAS在长波、中波1和中波2的光谱精度达到3×10^-6,其中长波和中波1光谱偏差标准差小于2×10^-6,远优于仪器设计指标要求;长期的光谱精度稳定性显示HIRAS中波1和中波2的光谱定标精度较稳定,在半年时间内频率变化小于5×10^-6,长波波段在半年的时间内有往负频率偏差变化的趋势,变化量约为7×10^-6,需要进行持续监测。HIRAS在轨光谱精度可满足后端产品反演和同化用户的使用需求。 展开更多

关键词 光学遥感 晴空检测 光谱精度 逐线积分辐射传输模式

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“委遥二号”卫星长波红外通道在轨辐射定标 被引量：7

10

作者 刘莉 陈林 +3 位作者 徐寒列 胡秀清 张正慧 汪红强 《航天返回与遥感》 CSCD 2019年第3期94-102,共9页

“委遥二号”卫星作为中国整星出口委内瑞拉的第二颗遥感卫星,搭载了一台高分辨率相机和一台红外相机,红外相机提供60m像元分辨率的2个长波红外通道。文章针对长波红外通道,采用星上黑体定标方法获得内定标系数,以具有较高绝对辐射定标... “委遥二号”卫星作为中国整星出口委内瑞拉的第二颗遥感卫星,搭载了一台高分辨率相机和一台红外相机,红外相机提供60m像元分辨率的2个长波红外通道。文章针对长波红外通道,采用星上黑体定标方法获得内定标系数,以具有较高绝对辐射定标精度的日本气象卫星H8作为参考传感器进行交叉定标,获取相机长波红外通道内外定标转换系数,最后通过场地实测数据来进行验证。结果表明,通过星上定标和交叉定标相结合的方式获取的绝对定标系数与地面测量计算得到的绝对定标系数相比,入瞳处等效亮温误差在1.5K以内,满足热红外通道绝对定标要求和数据使用要求。 展开更多

关键词 长波红外 星上定标 交叉定标 “委遥二号”卫星

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FY-3D/HIRAS光谱定标精度评估中的最佳光谱区域选择

11

作者 周方 漆成莉 +1 位作者 陆其峰 徐寒列 《气象》 CSCD 北大核心 2020年第6期733-744,共12页

光谱定标精度的精确评估和监测,是红外高光谱数据应用之前的重要工作。光谱定标精度评估常用"互相关"方法,即通过平移观测谱使得观测谱与参考基准谱之间满足最大相关或最小标准差条件。考虑到计算耗时,无须在全谱段检测频偏,... 光谱定标精度的精确评估和监测,是红外高光谱数据应用之前的重要工作。光谱定标精度评估常用"互相关"方法,即通过平移观测谱使得观测谱与参考基准谱之间满足最大相关或最小标准差条件。考虑到计算耗时,无须在全谱段检测频偏,而用部分光谱区域评估光谱定标精度。为全面评估"互相关法"对光谱区域选择的依赖程度,初步选择光谱区域依据理论模拟光谱(只考虑仪器离轴效应)的敏感性分析,最佳光谱区域选择基于实际观测光谱的敏感性分析。基于模拟光谱的敏感性分析表明:光谱精度评估方法对光谱区域的选择在中波波段不敏感,在长波和短波波段比较敏感,其敏感性与光谱区域内吸收带的包络特征、辐射能量的大小有关;选择不同光谱区域引入的绝对误差在长波和短波波段最大分别可达3.05和3.35 ppm(1 ppm=10-6);因此,当光谱区域选择在辐射能量较大,大气成分含量稳定的大气分子吸收带,能有效减小"互相关法"引入的误差。进一步基于风云三号D星红外高光谱大气探测仪(FY-3D/HIRAS)观测光谱,研究提出了HIRAS光谱精度评估的最佳参考光谱区域:长波波段为[716,766] cm^-1,中波波段为[1270,1320] cm^-1,短波波段为[2159,2209] cm^-1,基于上述光谱区域评估的HIRAS光谱偏差平均值均优于2 ppm,长波和中波的标准差优于2 ppm,短波的标准差约为4 ppm。研究结果对其他红外干涉仪器的光谱定标精度评估和频率长期稳定性监测也具有参考作用。 展开更多

关键词 互相关法 光谱区域选择 HIRAS

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基于格尔木沙漠场景的MODIS传感器在轨辐射定标

12

作者 刘其悦 陶醉 +4 位作者 徐寒列 金永涛 张文豪 郭子阳 韩杰 《测绘与空间地理信息》 2023年第7期1-3,共3页

高精度在轨辐射定标对于卫星遥感定量化产品生产至关重要。本文基于格尔木沙漠场景,通过星地同步实验,获取场地定标所需参数,在考虑地表双向反射特性后,结合6S辐射传输方程,完成对MODIS/Terra和MODIS/Aqua传感器的在轨辐射定标。结果表... 高精度在轨辐射定标对于卫星遥感定量化产品生产至关重要。本文基于格尔木沙漠场景,通过星地同步实验,获取场地定标所需参数,在考虑地表双向反射特性后,结合6S辐射传输方程,完成对MODIS/Terra和MODIS/Aqua传感器的在轨辐射定标。结果表明,本文获得的蓝、绿、红和近红外波段定标结果与MODIS官方公布的星上定标结果具有较高的一致性,最大相对差异优于6.68%,这将为我国新建辐射定标场地提供重要信息支持。 展开更多

关键词 格尔木 沙漠场景 MODIS 辐射定标

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风云三号降水卫星多角度偏振成像仪的观测特点和应用潜力 被引量：1

13

作者 王皓飞 张鹏 +6 位作者 商建 殷德奎 李正强 武胜利 徐寒列 谷松岩 胡秀清 《气象科技》 2023年第4期455-462,共8页

准确测量大气中云和气溶胶的辐射特性对数值天气预报和气候变化具有重要意义。搭载在风云三号降水卫星上的偏振载荷是国内首个具有短波红外通道的多角度偏振成像仪(Polarization and Multi-Angle Imager, PMAI),计划于2023年年初发射,... 准确测量大气中云和气溶胶的辐射特性对数值天气预报和气候变化具有重要意义。搭载在风云三号降水卫星上的偏振载荷是国内首个具有短波红外通道的多角度偏振成像仪(Polarization and Multi-Angle Imager, PMAI),计划于2023年年初发射,为气溶胶-云-降水观测链条提供重要支撑。该仪器运行在非太阳同步的倾斜轨道,可提供3 km(星下点)空间分辨率和700 km幅宽的图像。PMAI的观测通道包括1030 nm、1370 nm、1640 nm的偏振通道和相应的非偏振通道,可提供14个角度的观测信息。PMAI将利用自然目标的在轨替代定标和同平台仪器的交叉定标,实现5%的辐射测量精度。观测和仿真数据表明PMAI拥有描述云和气溶胶特性的独特优势。全新的短波红外通道的多角度偏振测量可以优化云相态识别和云微物理参数反演、气溶胶的地气解耦以及地表方向反射特征的表述。处于非太阳同步轨道的PMAI具有独特观测几何,可以获得大气粒子辐射更宽的散射角分布信息。此外,PMAI可联合同平台中分辨率光谱成像仪的可见近红外和热红外通道的观测信息,进行云和气溶胶的协同反演。 展开更多

关键词 风云卫星 降水测量 多角度偏振成像仪 短波红外波段 云 气溶胶

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风云三号双星联合反演日平均OLR能力评估 被引量：1

14

作者 张婉春 刘健 +2 位作者 徐娜 陈林 徐寒列 《遥感学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第10期2600-2610,共11页

大气顶射出长波辐射(OLR)是大气顶辐射能量平衡的重要分量。风云三号D星和E星(FY-3D和FY-3E)上搭载的中分辨率成像光谱仪(MERSI)均可用于OLR反演。为研究日变化特征对OLR日平均精度的影响,基于美国Aqua CERES OLR瞬时观测数据,采用等经... 大气顶射出长波辐射(OLR)是大气顶辐射能量平衡的重要分量。风云三号D星和E星(FY-3D和FY-3E)上搭载的中分辨率成像光谱仪(MERSI)均可用于OLR反演。为研究日变化特征对OLR日平均精度的影响,基于美国Aqua CERES OLR瞬时观测数据,采用等经纬度投影匹配统计方法,分别对FY-3D和FY-3E MERSI瞬时OLR反演精度进行一致性比对。结果表明:两颗星OLR反演精度基本一致,FY-3D和FY-3E MERSI OLR与Aqua CERES OLR相比,RMSE均在6—7 W/m^(2);相比于单颗星每日两次计算的日平均OLR,基于两颗卫星每日四次观测计算的日平均OLR的精度提高3—4 W/m^(2)。因此,利用两颗极轨气象卫星观测数据,可更精确地反映OLR日变化特征。 展开更多

关键词 风云三号 多星联合 大气顶射出长波辐射 日变化 中分辨率成像光谱仪 云和地球辐射能量系统

原文传递

基于稳定场地的太阳反射波段基准传递定标及其不确定性评估

15

作者 胡奇 何玉青 +6 位作者 徐娜 何兴伟 王玲 王倩 胡秀清 胡滨 徐寒列 《遥感学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期2045-2061,共17页

空间辐射测量基准作为未来卫星定标的重要标准,为卫星数据的定量化应用提供了重要保障。通过传递定标方法实现辐射基准的传递可以提高卫星遥感器观测数据的整体精度。基于稳定场地的交叉定标作为太阳反射波段传递定标的一种主要方法,因... 空间辐射测量基准作为未来卫星定标的重要标准,为卫星数据的定量化应用提供了重要保障。通过传递定标方法实现辐射基准的传递可以提高卫星遥感器观测数据的整体精度。基于稳定场地的交叉定标作为太阳反射波段传递定标的一种主要方法,因其选定了目标均匀且反射特性较稳定的场地作为辐射基准传递对象,具有可靠性高、稳定性好、传递链条可追溯等优点。以利比亚场地为传递目标,提出一套适合于太阳反射波段的传递定标方法及其不确定性分析方案,系统分析传递定标方法的不确定性,并通过不确定性的敏感性分析给出最优的场地交叉定标的匹配方案。以气象卫星中分辨率光谱成像仪为例,以FY-3D MERSI-II和AQUA MODIS为代理数据,针对引入不确定性的主要来源:几何、时间、空间、光谱,利用大气辐射传输模型与双向反射分布函数构建不确定性分析模型,并通过蒙特卡罗方法多次模拟分析出各匹配条件对不确定性影响的敏感性,以利比亚场地为例,以各项不确定性小于1%作为约束,确定场地交叉定标匹配阈值:两遥感器观测天顶角之差应小于±7°,太阳天顶角之差小于±6°,相对方位角之差小于±15°,气溶胶厚度小于0.39,观测场地均匀性小于0.02,此条件下各通道总传递定标不确定性控制在1.5%,定标频次平均一月一次。 展开更多

关键词 遥感 不确定性 场地交叉定标 蒙特卡罗方法 反射波段 中分辨率光谱成像仪

原文传递

基于交叉比对的风云三号D星红外高光谱大气探测仪辐射定标性能评估 被引量：16

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作者 杨天杭 胡秀清 +3 位作者 徐寒列 吴春强 漆成莉 顾明剑 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期369-379,共11页

红外高光谱探测仪的高精度辐射定标是其定量化应用的关键。基于欧洲气象卫星MetOp-A/B星红外大气探测干涉仪(IASI)与风云三号D星(FY-3D),采用瞬时星下点交叉比对方法,评估FY-3D搭载的红外高光谱大气探测仪(HIRAS)辐射定标的相对偏差。... 红外高光谱探测仪的高精度辐射定标是其定量化应用的关键。基于欧洲气象卫星MetOp-A/B星红外大气探测干涉仪(IASI)与风云三号D星(FY-3D),采用瞬时星下点交叉比对方法,评估FY-3D搭载的红外高光谱大气探测仪(HIRAS)辐射定标的相对偏差。根据两个仪器严格的空间和时间匹配观测数据,采用与FY-3D同一平台但空间分辨率更高的中分辨率光谱成像仪MERSI-II的数据,筛选匹配样本的均匀背景。在交叉比对前,将IASI数据光谱分辨率用傅里叶正逆变换转换为与HIRAS相同的光谱分辨率。由于满足匹配规则的比对样本基本分布在目标温度较低的南北极区域,因此用光谱亮温的平均偏差和偏差标准差评价交叉比对结果。结果表明,HIRAS与MetOp-A/B星的IASI比对结果相似,在相对温度较高的北极区域的一致性整体优于南极区域。低温目标环境下,长波、中波红外的亮温平均偏差小于1 K,多数通道小于0.5 K,一致性良好,各通道无明显温度依赖,偏差标准差小于2 K,且随光谱通道而变,在吸收线剧烈的位置处稍大。短波红外HIRAS光谱的亮温整体低于IASI光谱,多数通道的平均偏差小于1.5 K,偏差对温度的依赖较明显,偏差标准差随目标温度升高而减小。亮温偏差长期趋势(2018年4-12月)的分析表明,其长期整体稳定,短波偏差在较低目标温度下稍大。 展开更多

关键词 光谱学 交叉比对 红外高光谱大气探测仪 低温目标 辐射一致性

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FY-3C/VIRR中红外图像太阳光污染订正 被引量：2

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作者 朱吉彪 胡秀清 +3 位作者 杨磊库 徐寒列 徐娜 张鹏 《遥感学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第3期803-815,共13页

风云三号C星(FY-3C)上搭载的可见光红外扫描辐射计VIRR (Visible and Infra-Red Radiometer)是继承风云一号卫星光学成像仪器,它在高纬度昼夜交替区域附近由于地平线附近太阳光照射,导致仪器扫描镜和其他部件产生杂散光,导致对地观测图... 风云三号C星(FY-3C)上搭载的可见光红外扫描辐射计VIRR (Visible and Infra-Red Radiometer)是继承风云一号卫星光学成像仪器,它在高纬度昼夜交替区域附近由于地平线附近太阳光照射,导致仪器扫描镜和其他部件产生杂散光,导致对地观测图像被污染,尤其VIRR中红外第3通道(3.7μm)图像产生了严重条带噪声,影响了后续产品的质量精度和数据应用。本文根据图像条带噪声各向异性的特点,利用单向变分条带去除模型,对VIRR第3通道图像进行条带噪声去除研究,采用噪声去除前后图像行均值曲线与定量评价指标辐射质量改进因子IF (Improvement Factors of Radiometric Quality)和逆变异系数ICV (Inverse Coefficient of Variation)等进行去除结果评价。结果表明,单向变分模型对FY-3C VIRR第3通道观测数据太阳污染条带噪声具有较好的订正效果,实验中,PSNR提升到32.77 dB;在真实数据实验中,IF提升到16.99 dB。 展开更多

关键词 可见光红外扫描辐射计(VIRR) 太阳污染 变分模型 条带噪声 FY-3C

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风云三号黎明星微光探测及应用综述 被引量：7

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作者 胡秀清 徐寒列 +11 位作者 雷松涛 王玲 于天雷 王阳 高宇 胡申森 徐娜 陈林 严卫 孙凌 丁雷 张鹏 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期33-46,共14页

在综述国内外几个典型星载微光遥感仪器的基础上,详细介绍了风云三号晨昏轨道黎明星(FY-3E)所搭载的中分辨率光谱成像仪微光型(MERSI-LL)的设计原理和部件组成,MERSI-LL微光通道针对晨昏轨道对地观测辐射信号大动态范围的特点,采用三增... 在综述国内外几个典型星载微光遥感仪器的基础上,详细介绍了风云三号晨昏轨道黎明星(FY-3E)所搭载的中分辨率光谱成像仪微光型(MERSI-LL)的设计原理和部件组成,MERSI-LL微光通道针对晨昏轨道对地观测辐射信号大动态范围的特点,采用三增益组合的特殊设计,并基于太阳漫透板的工作原理设计了MERSI-LL的星上定标器。介绍了微光通道数据三增益通道选择和归一化融合处理方法和流程,并综述了针对微光通道的星上定标、替代定标、地面人工光源定标和交叉定标等多种定标手段。简要概述了MERSI-LL具备的定量科学产品反演能力,示范了基于MERSI-LL观测数据生成的准恒定对比度(NCC)图像产品,重点描述微光通道的典型夜间灯光产品生成过程,给出其产品示例及其潜在的应用能力。最后在总结黎明星MERSI-LL微光通道数据处理和产品生成经验的基础上,展望了该仪器未来的改进思路和应用前景。 展开更多

关键词 大气光学 黎明星 微光探测 辐射定标 城市灯光

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FY-3C/VIRR热红外通道精细化再定标模型的构建和精度验证 被引量：1

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作者 徐寒列 胡秀清 +2 位作者 徐娜 张里阳 漆成莉 《遥感学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第10期2307-2317,共11页

风云三号可见光红外扫描辐射计(FY-3/VIRR)自2008年FY-3A发射以来,在轨提供了十余年的对地观测数据。这些数据对于大气、地表和环境产品反演、天气和气候变化研究具有重要意义。本文分析了FY-3/VIRR热红外通道的偏差特征,针对定标偏差... 风云三号可见光红外扫描辐射计(FY-3/VIRR)自2008年FY-3A发射以来,在轨提供了十余年的对地观测数据。这些数据对于大气、地表和环境产品反演、天气和气候变化研究具有重要意义。本文分析了FY-3/VIRR热红外通道的偏差特征,针对定标偏差的昼夜差异和季节变化,结合业务定标模型初步确认误差的主要来源,并分别对星上定标模型和星上黑体辐射模型进行优化,构建热红外通道精细化再定标模型。FY-3/VIRR热红外通道再定标模型直接采用二次定标方程进行星上定标,并考虑了仪器环境辐射影响。以国内外公认的高精度红外大气探测仪器(IASI)为参考仪器,基于GSICS推荐的近同时星下点观测(SNO)匹配样本,实现了精细化再定标模型的参数确定。结果表明,该精细化再定标模型对VIRR热红外通道的系统性偏差,以及偏差的昼夜差异和季节性变化均有明显的修正效果,利用精细化再定标模型重定标后的月平均偏差均在±0.3 K以内;以2018年为例,冬季昼夜差异由业务定标的0.4 K左右减小至小于0.1 K。 展开更多

关键词 可见光红外扫描辐射计(VIRR) 红外定标 星上定标 精细化定标模型 再定标 星上黑体辐射模型

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FY-3E同平台成像仪对HIRAS-II定位与定标精度评估 被引量：5

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作者 左丰华 胡秀清 +3 位作者 王霞 漆成莉 徐寒列 李路 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第24期232-240,共9页

我国晨昏轨道气象卫星风云三号E星(FY-3E)上搭载了红外高光谱大气探测仪Ⅱ型(HIRAS-Ⅱ),该仪器的高地理定位精度和辐射定标精度是其观测资料定量化应用的关键。采用交叉比对方法,基于同卫星平台搭载的中分辨率光谱成像仪-微光型(MERSI-L... 我国晨昏轨道气象卫星风云三号E星(FY-3E)上搭载了红外高光谱大气探测仪Ⅱ型(HIRAS-Ⅱ),该仪器的高地理定位精度和辐射定标精度是其观测资料定量化应用的关键。采用交叉比对方法,基于同卫星平台搭载的中分辨率光谱成像仪-微光型(MERSI-LL),评估HIRAS-Ⅱ的地理定位和辐射定标相对偏差。两台仪器的观测数据样本经空间匹配后,采用MERSI-LL数据评估匹配样本的观测背景均匀性,用海陆或云体边界的非均匀背景观测样本评估HIRAS-Ⅱ的地理定位精度,用晴空海洋等场景的均匀背景观测样本评估HIRAS-Ⅱ的辐射定标精度。在交叉比对前,将HIRAS-Ⅱ观测辐射光谱与MERSI-LL各红外通道光谱响应函数积分得到MERSI-LL各红外通道的高光谱模拟观测数据。结果表明:星下点处HIRAS-Ⅱ地理定位沿轨道方向偏离3.53 km,沿跨轨道方向偏离2.01 km;在辐射定标精度方面,HIRAS-Ⅱ与MERSI-LL多数通道的辐射亮温(BT)偏差均值小于0.50 K,偏差标准差小于0.40 K,仅4.05μm通道对低温目标的偏差较大,且该通道温度依赖明显;4.05μm通道BT偏差随扫描角度呈现波动性变化,8.55μm通道BT偏差随扫描角度变化不明显,其他通道BT偏差随扫描角度的变化规律与目标温度有关;偏差长时间序列分析表明,BT偏差整体保持稳定。 展开更多

关键词 光谱学 红外高光谱大气探测仪Ⅱ型 中分辨率光谱成像仪-微光型 地理定位 辐射定标

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