Введение 3
1 глава. Дистанционное измерение температуры
поверхности 4
1.1 Спутниковые данные в ИК-спектральном
канале 4
1.2 Основы косвенного измерения температуры поверхности 7
1.3 Влияние атмосферы на электромагнитное излучение 9
1.4 Измерения температуры воздуха 12
2. Исходные материалы 16
2.1 Выбор территории исследования. Физико-климатическое
описание района исследования 16
2.2 Спутниковые многоспектральные снимки MODIS на
территорию исследования 17
2.3 Формирование базы наземных данных о температуре 20
3. Расчет значений температуры приземного слоя атмосферы 21
3.1 Геометрическая коррекция и географическая привязка снимков
MODIS 21
3.2 Расчет значений температуры земной поверхности 29
3.3 Атмосферная коррекция рассчитанных значений 34
3.4 Расчет значений температуры воздуха одноканальным и
двухканальным методами 37
Заключение 45
Список использованных источников 47
Дистанционное зондирование Земли - важные аспект в развитии науки и прогнозирования погоды, играющие роль в жизни человека и окружающей среды. Об актуальности работы говорит и большое количество разрабатываемых методов в исследованиях дистанционного зондирования.
Освоение методов и средств обработки информации, полученной по результатам ДЗЗ, расчет и контроль качества информации. Суть метода заключается в интерпретации результатов измерений электромагнитного излучения, отраженного или испущенного объектом и зарегистрированного в удаленной точке пространства.
Целью данной работы является освоение методики определения температуры воздуха и применение ее для конкретной территории. В принципах построения систем дистанционного зондирования Земли: технических средствах и их использовании в технологии построении геоинформационных систем, технологии производства аэрофотосъёмочных работ, принципах, способах и методах дистанционного зондирования Земли.
Для выполнения цели были поставлены следующие задачи:
• Сформировать базу данных снимков Terra, Aqua и наземных значений температур территории;
• Определить температуру поверхности Земли по ИК-снимкам;
• Провести сравнительный анализ полученной температуры поверхности по спутниковым данным MODIS, и температуры воздуха, полученной по данным от наземных постов наблюдений;
• Выполнить обработку снимков методами геометрической и атмосферной коррекции;
• Найти коэффициенты регрессии уравнений связи температуры поверхности и температуры воздуха одноканальным и двухканальным методами.
Для расчета температуры воздуха были использованы данные со спутника MODIS. Наземные данные по температуре с территории исследования и выбранными на ней пунктов. Данные взяты за 25.06.2021 г.
Выпускная квалификационная работа состоит из трех глав, 11 таблиц и 22 рисунков.
В первой главе описывается спутниковые данные в ИК- спектральном канале, влияние электромагнитного излучения и измерение температуры воздуха.
Во второй главе представлены результаты исследования измерения температуры воздуха с помощью дистанционного зондирования Земли.
Исследование определение температуры воздуха с помощью дистанционного зондирования показало почти точное определение температуры воздуха на ровне с наземным определением.
Энергия земли доходит до спутника и превращается в «сырые данные» — это уровень интенсивности энергии.
Нагретые тела излучают много - уровень большой, холодные же тела излучают мало - уровень, соответственно, маленький. Поэтому мы от «сырых данных» переходили обратно к энергии, с помощью калибровки. Эту энергию мы получили в Ватах.
Далее мы перешли к температуре, подставив формулу Планка. Благодаря формуле мы смогли определить температуру земной поверхности.
Следующей нашей задачей было определение воздуха. Поскольку энергия проходит через атмосферу, следовательно, нам потребовалась атмосферная коррекция с помощью MODTRAN и FLAASH.
Все исследования были проведены в программе VISAT BEAM, которая объясняет все вышесказанные действия.
В самостоятельной работе удалось определить регрессионный анализ, одноканальный и двухканальный.
В итоге мы получили значения остатков наземных расчетов и тех, которые предсказали по модели.
В результате работы были выявлены следующие закономерности:
1. Разница в расчетах наземных и спутниковых измерениях;
2. Двухканальный метод оказался действеннее, чем одноканальный, за счет большего определения различных свойств;
3. Регрессия в ходе исследования оказалось нестабильной и определилась в маленьких значениях, ее динамику можно наблюдать в графике.
4. Выводы остатка и вероятности оказались минимальными.
