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1、遥感数据产品的处理与分析 第一讲：引言 1 第一讲：引言 1. 遥感在全球变化研究中的应用 1.1 遥感能做什么 1.2 遥感数据产品在使用中有什么问题 1.3 在这门课程中能学到什么 2. 课程信息 2.1 大纲 2.2 课程安排 2.3 授课教师 2.4 参考书 2 遥感在全球变化研究中的应用 1.1 遥感能做什么 什么是全球变化 美国1990年全球变化研究法案把全球变化定义为“可能会 改变生命赖以存在的地球承受力的全球环境变化（包括气候变 化、土地生产力、海洋或其它水资源、打起化学及生态系统）” 什么是遥感 遥感是不直接接触物体本身，探测和接受来自远处目标物体的信 息陈述彭，遥感大辞典，
2、科学出版社，1990 遥感是以航空摄影技术为基础，在20世纪60年代初发展起来的 一门新兴技术。开始为航空遥感，自1972年美国发射了第一颗 陆地卫星后，标志着航天遥感时代的开始。经过几十年的发展， 目前遥感技术已广泛应用于资源环境、水文、气象，地质地理等 领域，成为一门实用的，先进的空间探测技术。 大面积同步观测 时效性强 数据的综合性 较高的经济与社会效益 特 点 3 遥感在全球变化研究中的应用 1.1 遥感能做什么 不同的遥感应用方式 方式一：直接目视解读原始图像 方式二：遥感制图 方式三：提取定量参数 4 遥感在全球变化研究中的应用 1.1 遥感能做什么 流程 图像处理模型分析空间分析
3、成果显示 5 遥感在全球变化研究中的应用 1.1 遥感能做什么 思考：科学研究的工作流程 6 阅读文 献 科学思考 设计算 法 撰写文章 收集数据 处理数 据 分析结 果 制作图 表 成果 本课程内容 遥感在全球变化研究中的应用 1.1 遥感能做什么 例子 1 几何校正目视判读 7 l 2011年鄱阳湖面积为 2009年的十分之一； l 上图为2011年5月鄱阳 湖中心湖区状况。 遥感在全球变化研究中的应用 1.1 遥感能做什么 例子2 多时相合成增强 8 遥感在全球变化研究中的应用 1.1 遥感能做什么 例子3 几何校正矢量图叠加目视判读 9 遥感在全球变化研究中的应用 1.1 遥感能做什么
4、 例子4 图像拼接自动分类人工修订成图 10 遥感在全球变化研究中的应用 1.1 遥感能做什么 例子5 几何校正分类多时相分析成图 11 遥感在全球变化研究中的应用 1.1 遥感能做什么 例子6 半经验的反演方法成图目视判读 12 遥感在全球变化研究中的应用 1.1 遥感能做什么 例子7 预处理参数反演正式成图 13 2011年最大叶面积指数 GLASS LAI产品 遥感在全球变化研究中的应用 1.1 遥感能做什么 例子8 气象资料的空间插值正式成图 14 遥感在全球变化研究中的应用 1.1 遥感能做什么 例子9 遥感反演多种地表参数计算碳通量分析 15 遥感在全球变化研究中的应用 1.1 遥
5、感能做什么 例子10 参数反演距平分析结果的可视化 16 全球反照率分布图动画. 月/年平均反照率 月/年平均反照率距平 以0.2度纬度带统计的逐月反照率距平 全球及区域反照率呈现明显的季节辩护和一 定年际变化，通过纬度带的距平分析发现年 际变化主要发生在中纬度降雪和融雪季节， 但是并没有持续性的升高或降低趋势。 遥感在全球变化研究中的应用 1.1 遥感能做什么 例子11 MODIS/SPOT/AVHRR植被指数 比较时间序列分析 17 Miao, Lijuan; Luan, Yibo; Luo, Xiangzhong; Liu, Qiang; Moore, John C.; Nath, Re
6、shmita; He, Bin; Zhu, Feng; Cui, Xuefeng. 2013. “Analysis of the Phenology in the Mongolian Plateau by Inter-Comparison of Global Vegetation Datasets.“ Remote Sens. 5, no. 10: 5193-5208 遥感在全球变化研究中的应用 1.1 遥感能做什么 例子12 MODIS产品+（GLAS激光点云+地面数据） 森林生物量 18 Yuzhen Zhang; Shunlin Liang; Guoqing Sun, “Forest B
7、iomass Mapping of Northeastern China Using GLAS and MODIS Data,“ Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing, IEEE Journal of , vol.7, no.1, pp.140,152, Jan. 2014 遥感在全球变化研究中的应用 1.2 遥感数据产品在使用中有什么问题 19 用户可能对数据格式和相关软件不熟悉 用户可能对数据的投影等几何信息和几何变化不熟悉 用户可能对数据产品的质量标志不熟悉 用户可能需要对多种数据产品进行综合分析
8、 用户可能对遥感产品的误差及其产生的原因不熟悉 遥感在全球变化研究中的应用 1.2 遥感数据产品在使用中有什么问题 20 用户可能对数据格式和相关软件不熟悉 比如：HDF格式 遥感在全球变化研究中的应用 1.2 遥感数据产品在使用中有什么问题 用户可能对数据的投影等几何信息和几何变化不熟悉 21 等面积伪圆柱投影 等经纬度投影 横州麦卡托投影 正射方位投影 遥感在全球变化研究中的应用 1.2 遥感数据产品在使用中有什么问题 用户可能对数据产品的质量标志不熟悉 22 位标志位说明标志位取值含义 00-01总体质量0=好1=可接受 2=差3=不可用 02-03类别判断0=植被1=非植被非冰雪 2=
9、冰雪3=无法判断 04原始数据是否有效0=有效1=无效 05原始数据质量0=可用1=有问题 06-07陆地、海洋标志 0=陆地1=陆地和水体混合 2=近海、深海3=不在投影范围内 08-09云信息 (MOD09中的云信息) 0=无云覆盖1=可能有云覆盖 2=很可能有云覆盖 3=云覆盖 10云信息(预处理云检测)0=无云覆盖1=云覆盖 11-14不确定性0=0.00-0.011=0.01-0.02 . 14=0.14-0.15150.15 15反照率产品是否有效0= 有效数据1=填充值 000010010000101 遥感在全球变化研究中的应用 1.2 遥感数据产品在使用中有什么问题 用户可能需
10、要对多种数据产品进行综合分析 23 北纬50至70度范围ALAI 北半球中高纬度地区的叶面积指数和温度的关系 30年全球年均叶面 积指数（ALAI）变 化趋势分布 遥感在全球变化研究中的应用 1.2 遥感数据产品在使用中有什么问题 用户对数据产品的误差特性了解不足 24 Controversy on Amazon Forest Greenness in Drought Season 争议的原委是这样的：Huete, A. R., Myneni, R. B, Saleska, S. R三个人各自在2006、 2007年的Geophys. Res, Lett、PNAS和Science上面说通过分析
11、卫星观测的遥感图像得 出“亚马逊森林在旱季变得更加绿了， 特别是2005年严重的旱季”，这意味 着光合作用净值增多了，并提出变绿 是由于光照增多而不是土壤里的水导 致的结论。很快另一伙科学家Samanta 等对这个结论不同意了，他们从地面 实地测试并验证，并指出干旱对亚马 逊森林变绿没影响，而是云和气溶胶 的影响导致卫星图像数据问题引导得 出“变更绿”的结论。 遥感在全球变化研究中的应用 1.2 遥感数据产品在使用中有什么问题 用户对数据产品的误差特性了解不足（续） 25 Controversy on Amazon Forest Greenness in Drought Season NASA
12、 GSFC的Morton 等人最近在Nature上的 文章应该可以终结这个 争论了。他们发现“旱 季的亚马逊森林变得更 绿”其实是光学假象（ Optical Illusion），是 太阳-传感器-几何角度 导致的。 遥感在全球变化研究中的应用 1.3 在这门课程中能学到什么 教学内容： 数据处理流程 存在问题 软件、编程 数据源 26 教学目标： 培养专业兴趣（理想） 灌输相关信息（知识） 训练编程处理数据能力（技能） 课程信息 2.1 大纲 课程编号：008034 课程名称：遥感数据产品的处理与分析，The processing and analysis of remote sensing
13、data products 课程类别：专业选修课 学时/学分: 32/2 面向对象：非遥感专业的硕士博士生 预修课程：数学、物理、计算机、遥感概论 教学目的和要求： 本课程为全球环境变化专业选修课。教学目标是让全 球变化研究的硕士和博士研究生更好的了解遥感数据 及其参数产品的特点，掌握正确使用遥感数据产品的 技能和技巧。 27 课程信息 2.2 参考书和数据网站 参考书： 赵英时著， 遥感应用分析原理与方法 ， 科学出版社 ,2003 美梁顺林著.范闻捷等译，定量遥感，科学出版社，201 柳钦火等著，定量遥感模型、应用及不确定性研究 ，科学出版社，2010 宫鹏编，全球变化研究评论（系列），高
14、等教育出版社 梁顺林，李小文，王锦地著，定量遥感：理念与算法 ，科学出版社，2013 参考网页： http:/glcf.umd.edu/data/ https:/lpdaac.usgs.gov/get_data http:/oceancolor.gsfc.nasa.gov/ http:/postel.mediasfrance.org/en/POSTEL/ http:/nsidc.org/ (National Snow & Ice Data Center) 28 29 课程信息 2.3 课程安排 概述：课程共计约32学时，课堂讲授22学时，上机实习10学时 第一讲：引言 第二讲：遥感数据获取的信
15、息原理 第三讲：遥感反演以及遥感参数产品的生产过程介绍 第四讲：常见的遥感数据和参数产品的内容与格式介绍 第五讲：遥感数据产品的时空分辨率和投影 第六讲：地表参数的空间尺度效应与尺度转换 第七讲：遥感参数产品的真实性检验 第八讲：遥感参数产品的时空统计分析 第九讲：遥感参数产品与地面观测数据的同化 第十讲：遥感参数产品的去噪与缺失填补 第十一讲：回顾与展望（复习课） 软件： matlab、IDL(ENVI) 数据：HDF格式的MODIS产品， GLASS产品 RAW格式的TM TIFF格式的HJ-CCD 教授方式：课堂布置作业、讲 解、答疑，课后完成作业 实 习 讲 授 课程信息 2.4 授课
16、教师 刘强，博士，副研究员刘强，博士，副研究员 课程分工：理论课课程分工：理论课 学术兴趣：多角度模型与反演，热红外遥感，遥感参学术兴趣：多角度模型与反演，热红外遥感，遥感参 数产品，遥感实验数产品，遥感实验 Tel. Tel. ： 58804501 Mobile 58804501 Mobile： 13641204472 13641204472 E-mailE-mail： toliuqiang toliuqiang 张晓通，博士，副研究员张晓通，博士，副研究员 课程分工：实习课课程分工：实习课 学术兴趣：地表辐射能量平衡，数据融合，学术兴趣：地表辐射能量平衡，数据融合，GISGIS Tel. Tel. ：
