基于最优插值算法的红外和微波遥感海表温度数据融合
Merging Infrared Radiometer and Microwave Radiometer Sea Surface Temperature Data Based on the Optimum Interpolation
海洋表面温度(Sea Surface Temperature, SST)对于海洋科学、大气科学以及气候学的研究和应用具有重要意义。卫星遥感技术具有覆盖范围广、采样频率高等特点,为全球海面温度的观测和研究提供了可靠的观测基础。本论文首先详细回顾了有关海表温度数据融合的理论渊源、发展过程以及国内外学者比对分析的研究状况,介绍了海表温度的特性,数据融合的概念及特点,用于海表温度数据融合的卫星和传感器,以及目前国际上广泛使用的六种海表温度分析产品。并分析了应用于海表温度数据融合的各种算法,对最优插值算法(Optimum Interpolation, OI)的基本原理、公式推导及其在海表温度数据融合中的实际应用进行了详细分析和讨论。其次,本论文实现了最优插值算法,针对中小尺度海面温度的空间结构选取了适当的相关尺度,对红外遥感(AVHRR)和微波遥感(AMSR-E)海表温度数据进行融合,生成了能够解析大洋锋面结构的高分辨海表温度分析产品。本论文利用最优插值算法,对南半球中纬度地区南印度洋的阿古拉斯回流(the Agulhas Return Current, ARC)区域(25°S-65°S,10°E-90°E)的AVHRR和AMSR-E的海表温度数据进行了融合。探索、实践基于红外和微波遥感海表温度数据的融合方法,提高海表温度融合的精度和效率。并对六种海表温度分析产品进行了比对分析。通过讨论外在因素对海表温度误差的影响大小,为多源遥感数据的融合工作提供了参考依据,对未来提高海表温度精度具有一定的意义;希望能够探索可业务化运行的海表温度融合方法;并在推进卫星遥感海表温度数据分析产品的业务化应用方面提供帮助。最后,我国自主研制的海洋一号和海洋二号卫星将提供全球海表温度的红外和微波遥感观测,本论文的工作有助于将来利用海洋一号卫星和海洋二号卫星生成能够解析中小尺度海表温度结构的全球海表温度分析产品,并对红外和微波卫星遥感海表温度数据融合的应用前景进行了展望。
- 作者：
- 奚萌
- 学位授予单位：
- 国家海洋环境预报研究中心
- 专业名称：
- 物理海洋
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2011年
- 导师姓名：
- 蒋兴伟；宋清涛
- 中图分类号：
- P731.11
- 关键词：
- 海表温度；最优插值算法；融合；比对分析
- SST；OI；assimilation；comparison analysis