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內容簡介

　　全球氣候與人類活動密切相關，氣候研究一直是現代科學傢關注的重點問題之一。過去海麵氣象參數的研究主要藉助於浮標和站點的觀測，但是它們稀少的觀測資料極大地限製瞭海麵氣象參數的研究。現在藉助衛星觀測大大地提高我們的認識能力，衛星可以對全球海洋進行連續觀測，獲取長期大範圍的海洋氣象資料，為全麵深入地瞭解大洋甚至全球大氣活動提供可能。《農業氣象遙感關鍵參數反演算法及應用研究》匯集瞭作者近15年研究工作，對空間氣候變化和災害預測以及生態物種時空演化等研究具有重大意義。

作者簡介

　　毛剋彪，博士，研究員，教授，博導，中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所優秀青年一級人纔，全國優秀科技工作者，湖南農業大學兼職博導，湖南科技大學兼職教授。主要從事農業大數據、農業遙感和氣候變化等方麵的研究。主持或作為核心成員參與各類國傢重大、重點等科研項目近20項。在國內外期刊和國際會議發錶論文100餘篇，專著4部（獨著2本），獲得授權發明專利10餘項。在水熱參數遙感反演方麵提齣瞭10餘個算法，均發錶在國內外期刊上。利用自己的研究成果在國傢重大自然災害監測中做齣突齣貢獻，因此個人或以**完成人獲得茅以升北京青年科技奬1項，中國産學研促進奬1項，中國農業科學院青年科技創新奬1項。中國農業科學院建院60周年奉獻奬1項，參與獲得2項國傢科技進步二等奬，2項北京市科技進步三等奬。並被授予“全國優秀科技工作者”稱號。對全球二氧化碳、全球溫度、全球雲、全球大氣水汽和全球植被變化進行瞭分析，分析結果錶明全球雲、水汽分布和溫度變化同時影響植被時空分布，水汽變化和植被時空變化影響著全球溫度變化，同時調節或者部分抵消瞭二氧化碳“溫室效應”的影響，使得地球對溫度變化具有自我調節功能。通過天體運行軌道分析，首次提齣地球溫度變化主要由地球在太陽係中的軌道能級位置決定，氣象（天氣）和生態係統時空變化是地球內部係統為適應天體運行（太陽係和銀河係）軌道位置變化的主要內在調節形式的理論。通過建立太陽係圍繞銀河係的運行簡單模型圖，提齣地球磁場逆轉或者大的變化主要是由於太陽和其它星體運行軌道位置臨界點轉換而形成（類似地球的春分、夏至、鞦分和鼕至），地球等星體運行軌道呈橢圓形主要是由於太陽同時也在運動造成。地球各闆塊運動、地球上不同時期各種生物的齣現、遷移和消失是由天體運行軌道位置決定。在此基礎上提齣瞭建立以開普勒定律和萬有引力定律以及廣義相對論為基礎的全球氣候變化和生態係統理論。這兩個理論的提齣為大時空尺度空間氣候變化和生態係統模型研究開闢瞭新的研究途徑和新的學科研究方嚮，對空間氣候變化和災害預測以及生態物種時空演化等研究具有重大意義。對推動天文學（物理學）和地理學的相結閤，追尋地理學的本源具有非常重大的意義。

內頁插圖

目錄

第一章 緒論
第一節 研究目的和意義
第二節 國內外研究現狀
第三節 主要研究內容和技術路綫
第四節 本章小結
參考文獻

第二章 熱紅外和被動微波地錶溫度反演的基本理論與方法”
第一節 電磁波譜
第二節 熱輻射的基本定律及基本概念
第三節 大氣窗口與熱紅外遙感
第四節 熱紅外地錶溫度和發射率反演的常用方法
第五節 微波模型簡要介紹
第六節 被動微波地錶溫度反演算法簡要介紹
第七節 本章小結
參考文獻

第三章 實驗數據選擇與分析
第一節 ASTER
第二節 MODIS
第三節 AMSR-E
第四節 VIIRS數據
第五節 本章小結
參考文獻

第四章 針對VIIRS數據的雲檢測方法研究
第一節 引言
第二節 雲檢測方法的數據介紹及理論原理
第三節 算法流程
第四節 應用分析和精度評價
第五節 基於DNB驗證的VIIRS夜間雲檢測方法
第六節 VIIRS數據新特性和夜間雲檢測原理
第七節 本章小結
參考文獻

第五章 針對ASTER數據的地錶溫度和發射率反演算法研究
第一節 引言
第二節 劈窗算法
第三節 多波段算法
第四節 本章小結
參考文獻

第六章 針對MODIS數據的地錶溫度和發射率反演算法研究
第一節 引言
第二節 劈窗算法
第三節 從MODIS數據中同時反演地錶溫度和發射率的RM-NN算法
第四節 本章小結
參考文獻

第七章 針對被動微波數據AMSR-E的土壤水分反演研究
第一節 引言
第二節 被動微波土壤水分反演的理論基礎
第三節 針對AMSR-E數據的AIEM模擬分析
第四節 土壤水分反演算法及敏感性分析
第五節 算法驗證及應用
第六節 本章小結
參考文獻

第八章 基於可見光紅外成像輻射儀數據的地錶溫度反演算法研究
第一節 引言
第二節 VIIRS數據介紹
第三節 算法推導
第四節 透過率和發射率參數獲取
第五節 算法精度分析
第六節 實例應用分析
第七節 本章小結
參考文獻

第九章 針對被動微波數據AMSR-E的地錶溫度反演研究
第一節 引言
第二節 被動微波地錶溫度反演的理論基礎
第三節 地錶溫度反演傳統經驗方法
第四節 針對被動微波AMSR-E數據反演地錶溫度物理統計算法
第五節 利用神經網絡從被動微波數據AMSR-E中反演地錶溫度
第六節 本章小結
參考文獻

第十章 幾種乾旱監測方法在2013年我國南方乾旱監測分析
第一節 數據源和研究區域介紹
第二節 VCI、SVI和NDVI-TS指數監測分析
第三節 基於SPI指數的監測分析
第四節 近60年來我國糧食主産區乾旱變化趨勢分析
第五節 本章小結
參考文獻

第十一章 中國自然災害時空分布特徵及糧食災損研究
第一節 引言
第二節 數據來源與研究方法
第三節 結果與分析
第四節 本章小結
參考文獻

第十二章 星球軌道位置與全球氣候和生態係統變化關係研究
第一節 前言
第二節 地球係統內部氣候變化和生態係統自我調節
第三節 地球氣候變化和生態係統外部變化由星體運行軌道位置決定
第四節 以大數據思維建立綜閤氣候變化和生態係統模型
第五節 本章小結
參考文獻

第十三章 結語與展望
參考文獻
譜寫農業災害遙感新篇章——記中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所毛剋彪
研究員／教授

前言/序言

　　溫度和土壤水分是錶徵地球各圈層（岩石圈、水圈、大氣圈和生物圈）之間能量傳輸的兩個重要的物理量，地麵溫度（包括地錶和近地錶）和土壤水分是研究地錶和大氣之間物質和能量交換、全球海洋環流、氣候變化異常等方麵不可或缺的重要參數，涉及眾多基礎學科和重大應用領域。運用衛星遙感技術快速準確地獲取大麵積、長時間序列的地錶溫度和土壤水分，是順應當前科學技術發展趨勢，是應對多種自然災害等諸多問題迫切需要開展的研究課題，其研究成果既具有重大的科學意義，同時也具有重要的社會經濟價值。
　　地錶溫度和土壤水分是陸地植物、土壤生物賴以生存的重要物質源泉。陸地植物賴以生存的水分、各種礦物質等主要來源於土壤水和溶解在土壤水中的各種營養物質。土壤中的水分可以直接被植物的根係吸收。土壤水是植物所需的各種營養物的主要載體，土壤水分的適量增加有利於各種營養物質的溶解和移動，有利於磷酸鹽的水解和有機磷的礦化，這些都能改善植物的營養狀況，促進營養物的循環。地錶溫度和土壤水分可以作為乾旱預報、農作物估産等的兩個重要指標。在乾旱半乾旱地區，監測地錶土壤水分和地錶溫度的時空變化特性對理解土壤一植被相互作用過程，提高土壤和植被的有效利用率尤為必要。在乾旱半乾旱地區土壤水分蒸發一般是一種及其不利的過程，可使土壤乾旱缺水、導緻土壤鹽漬化等，從而引起土壤沙化、水土流失、植被退化等生態環境惡化現象。在綠洲和沙漠的交錯地帶由於乾旱少雨，土壤水分低，荒漠化的現象比較嚴重。同時，土壤水分和地錶溫度是農作物長勢監測和估産的主要參數，準確、快速、大範圍的土壤水分測量是作物生長狀態監測和估産模型所必需的。
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