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内容简介

　　全球气候与人类活动密切相关，气候研究一直是现代科学家关注的重点问题之一。过去海面气象参数的研究主要借助于浮标和站点的观测，但是它们稀少的观测资料极大地限制了海面气象参数的研究。现在借助卫星观测大大地提高我们的认识能力，卫星可以对全球海洋进行连续观测，获取长期大范围的海洋气象资料，为全面深入地了解大洋甚至全球大气活动提供可能。《农业气象遥感关键参数反演算法及应用研究》汇集了作者近15年研究工作，对空间气候变化和灾害预测以及生态物种时空演化等研究具有重大意义。

作者简介

　　毛克彪，博士，研究员，教授，博导，中国农业科学院农业资源与农业区划研究所优秀青年一级人才，全国优秀科技工作者，湖南农业大学兼职博导，湖南科技大学兼职教授。主要从事农业大数据、农业遥感和气候变化等方面的研究。主持或作为核心成员参与各类国家重大、重点等科研项目近20项。在国内外期刊和国际会议发表论文100余篇，专著4部（独著2本），获得授权发明专利10余项。在水热参数遥感反演方面提出了10余个算法，均发表在国内外期刊上。利用自己的研究成果在国家重大自然灾害监测中做出突出贡献，因此个人或以**完成人获得茅以升北京青年科技奖1项，中国产学研促进奖1项，中国农业科学院青年科技创新奖1项。中国农业科学院建院60周年奉献奖1项，参与获得2项国家科技进步二等奖，2项北京市科技进步三等奖。并被授予“全国优秀科技工作者”称号。对全球二氧化碳、全球温度、全球云、全球大气水汽和全球植被变化进行了分析，分析结果表明全球云、水汽分布和温度变化同时影响植被时空分布，水汽变化和植被时空变化影响着全球温度变化，同时调节或者部分抵消了二氧化碳“温室效应”的影响，使得地球对温度变化具有自我调节功能。通过天体运行轨道分析，首次提出地球温度变化主要由地球在太阳系中的轨道能级位置决定，气象（天气）和生态系统时空变化是地球内部系统为适应天体运行（太阳系和银河系）轨道位置变化的主要内在调节形式的理论。通过建立太阳系围绕银河系的运行简单模型图，提出地球磁场逆转或者大的变化主要是由于太阳和其它星体运行轨道位置临界点转换而形成（类似地球的春分、夏至、秋分和冬至），地球等星体运行轨道呈椭圆形主要是由于太阳同时也在运动造成。地球各板块运动、地球上不同时期各种生物的出现、迁移和消失是由天体运行轨道位置决定。在此基础上提出了建立以开普勒定律和万有引力定律以及广义相对论为基础的全球气候变化和生态系统理论。这两个理论的提出为大时空尺度空间气候变化和生态系统模型研究开辟了新的研究途径和新的学科研究方向，对空间气候变化和灾害预测以及生态物种时空演化等研究具有重大意义。对推动天文学（物理学）和地理学的相结合，追寻地理学的本源具有非常重大的意义。

内页插图

目录

第一章 绪论
第一节 研究目的和意义
第二节 国内外研究现状
第三节 主要研究内容和技术路线
第四节 本章小结
参考文献

第二章 热红外和被动微波地表温度反演的基本理论与方法”
第一节 电磁波谱
第二节 热辐射的基本定律及基本概念
第三节 大气窗口与热红外遥感
第四节 热红外地表温度和发射率反演的常用方法
第五节 微波模型简要介绍
第六节 被动微波地表温度反演算法简要介绍
第七节 本章小结
参考文献

第三章 实验数据选择与分析
第一节 ASTER
第二节 MODIS
第三节 AMSR-E
第四节 VIIRS数据
第五节 本章小结
参考文献

第四章 针对VIIRS数据的云检测方法研究
第一节 引言
第二节 云检测方法的数据介绍及理论原理
第三节 算法流程
第四节 应用分析和精度评价
第五节 基于DNB验证的VIIRS夜间云检测方法
第六节 VIIRS数据新特性和夜间云检测原理
第七节 本章小结
参考文献

第五章 针对ASTER数据的地表温度和发射率反演算法研究
第一节 引言
第二节 劈窗算法
第三节 多波段算法
第四节 本章小结
参考文献

第六章 针对MODIS数据的地表温度和发射率反演算法研究
第一节 引言
第二节 劈窗算法
第三节 从MODIS数据中同时反演地表温度和发射率的RM-NN算法
第四节 本章小结
参考文献

第七章 针对被动微波数据AMSR-E的土壤水分反演研究
第一节 引言
第二节 被动微波土壤水分反演的理论基础
第三节 针对AMSR-E数据的AIEM模拟分析
第四节 土壤水分反演算法及敏感性分析
第五节 算法验证及应用
第六节 本章小结
参考文献

第八章 基于可见光红外成像辐射仪数据的地表温度反演算法研究
第一节 引言
第二节 VIIRS数据介绍
第三节 算法推导
第四节 透过率和发射率参数获取
第五节 算法精度分析
第六节 实例应用分析
第七节 本章小结
参考文献

第九章 针对被动微波数据AMSR-E的地表温度反演研究
第一节 引言
第二节 被动微波地表温度反演的理论基础
第三节 地表温度反演传统经验方法
第四节 针对被动微波AMSR-E数据反演地表温度物理统计算法
第五节 利用神经网络从被动微波数据AMSR-E中反演地表温度
第六节 本章小结
参考文献

第十章 几种干旱监测方法在2013年我国南方干旱监测分析
第一节 数据源和研究区域介绍
第二节 VCI、SVI和NDVI-TS指数监测分析
第三节 基于SPI指数的监测分析
第四节 近60年来我国粮食主产区干旱变化趋势分析
第五节 本章小结
参考文献

第十一章 中国自然灾害时空分布特征及粮食灾损研究
第一节 引言
第二节 数据来源与研究方法
第三节 结果与分析
第四节 本章小结
参考文献

第十二章 星球轨道位置与全球气候和生态系统变化关系研究
第一节 前言
第二节 地球系统内部气候变化和生态系统自我调节
第三节 地球气候变化和生态系统外部变化由星体运行轨道位置决定
第四节 以大数据思维建立综合气候变化和生态系统模型
第五节 本章小结
参考文献

第十三章 结语与展望
参考文献
谱写农业灾害遥感新篇章——记中国农业科学院农业资源与农业区划研究所毛克彪
研究员／教授

前言/序言

　　温度和土壤水分是表征地球各圈层（岩石圈、水圈、大气圈和生物圈）之间能量传输的两个重要的物理量，地面温度（包括地表和近地表）和土壤水分是研究地表和大气之间物质和能量交换、全球海洋环流、气候变化异常等方面不可或缺的重要参数，涉及众多基础学科和重大应用领域。运用卫星遥感技术快速准确地获取大面积、长时间序列的地表温度和土壤水分，是顺应当前科学技术发展趋势，是应对多种自然灾害等诸多问题迫切需要开展的研究课题，其研究成果既具有重大的科学意义，同时也具有重要的社会经济价值。
　　地表温度和土壤水分是陆地植物、土壤生物赖以生存的重要物质源泉。陆地植物赖以生存的水分、各种矿物质等主要来源于土壤水和溶解在土壤水中的各种营养物质。土壤中的水分可以直接被植物的根系吸收。土壤水是植物所需的各种营养物的主要载体，土壤水分的适量增加有利于各种营养物质的溶解和移动，有利于磷酸盐的水解和有机磷的矿化，这些都能改善植物的营养状况，促进营养物的循环。地表温度和土壤水分可以作为干旱预报、农作物估产等的两个重要指标。在干旱半干旱地区，监测地表土壤水分和地表温度的时空变化特性对理解土壤一植被相互作用过程，提高土壤和植被的有效利用率尤为必要。在干旱半干旱地区土壤水分蒸发一般是一种及其不利的过程，可使土壤干旱缺水、导致土壤盐渍化等，从而引起土壤沙化、水土流失、植被退化等生态环境恶化现象。在绿洲和沙漠的交错地带由于干旱少雨，土壤水分低，荒漠化的现象比较严重。同时，土壤水分和地表温度是农作物长势监测和估产的主要参数，准确、快速、大范围的土壤水分测量是作物生长状态监测和估产模型所必需的。
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