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原文传递从MODIS数据反演大气水汽含量方法

专利名称：	从MODIS数据反演大气水汽含量方法
摘要：	本发明涉及一种从MODIS数据反演大气水汽含量方法的方法，能够应用在气象、环境监测、土地管理、农情监测、以及灾害监测等遥感应用部门。该方法，包含三个步骤：第一步骤是利用大气辐射传输模拟软件MODTRAN4针对所获得遥感数据MODIS第2、5、17、18、19近红外波段在给定的区域和季节以及大气模式进行正向模拟，建立训练和测试数据库。第二个步骤是利用神经网络对训练和测试数据集反复训练和测试。第三步骤是对MODIS实际影像数据进行反演计算，并进行实际地表验证和应用分析。本发明得到的大气水汽反演产品精度高，实用性强，操作相对简单。可以用于气象预报、环境监测、农情监测和灾情监测等部门。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	中国农业科学院农业资源与农业区划研究所;国家卫星气象中心
发明人：	毛克彪;宋亮;邱建军;李丹丹;刘佳;郭永礼;高懋芳;武胜利
专利状态：	有效
申请日期：	2010-03-05T00:00:00+0800
发布日期：	2019-01-01T00:00:00+0800
申请号：	CN201010117969.9
公开号：	CN101936877A
分类号：	G01N21/17(2006.01)I
申请人地址：	100081 北京市海淀区中关村南大街12号
主权项：	从MODIS数据反演大气水汽含量方法，其步骤为：第一步、建立对地观测卫星上MODIS传感器第2、5、17、18、19波段星上辐射强度的模拟数据库1 1)选择所获影像的所在地区的大气剖面模式、大气路径、辐射模式和散射模式作为输入参数；1 2)选择常见地物在MODIS数据第2、5、17、18和19波段的反射率分别作为输入参数；1 3)输入所获得影像时间在所在地区温度变化范围的可能最低值，并限定最高值，模拟过程中地表温度变化；1 4)输入大气水汽含量初始值，限定最大值，模拟过程中大气水汽含量变化；1 5)输入对地观测卫星MODIS传感器位置参数(角度和高度等)，并默认大气气溶胶、二氧化碳等其它参数；1 6)根据MODIS数据第2、5、17、18和19波段的波长范围执行模拟，并输出MODIS数据第2、5、17、18和19波段模拟星上辐射强度Li(i表示波段)；1 7)将每次模拟得到星上辐射强度和每次模拟输入的大气水汽含量一起建立相应的数据库。第二步、神经网络训练和测试2 1)将第一步中模拟数据库分成两组，一组为训练数据集；一组为测试数据集；2 2)分别计算训练数据集中的MODIS第17、18、19波段的星上辐射强度与第2和5波段的星上辐射强度算的比值(L17/L2，L18/L2，L19/L2，L17/L5，L18/L5，L19/L5)，将这6个比值数据作为神经网络的6个输入节点，大气水汽含量作为输出节点，进行训练；2 3)将测试数据集的6个辐射强度比值输入训练好的神经网络，输出大气水汽含量；2 4)将2 3中输出的大气水汽含量和对应的大气水汽含量对比，达到给定精度时候就停止训练。第三步、反演大气水汽含量3 1)对MODIS遥感影像数据的第2、5、17、18、19波段进行几何校正；3 2)分别计算MODIS数据第17、18、19波段的星上辐射强度与第2和5波段的星上辐射强度算的比值(L17/L2，L18/L2，L19/L2，L17/L5，L18/L5，L19/L5)；3 3)将3 2中辐射强度比值(L17/L2，L18/L2，L19/L2，L17/L5，L18/L5，L19/L5)输入到第二步训练好的神经网络中，输出大气水汽含量；3 4)根据影像对应的地区进行相关验证和应用分析。所述的方法，其中，第一步的1 3中，温度变化范围的最低值和最高值为所在地区历史上的温度变化范围最低值和最高值，模拟过程中步阶改变幅度为10K。
所属类别：	发明专利