美国NOAA/AVHRR遥感数据

2009年8月21日 17:48:46 转http://ecology.bnu.edu.cn/gejp/student/lzw/study-NOAA.htm

NOAA 卫星简介 ：

    NOAA是美国国家海洋大气局的第三代实用气象观测卫星，第一代称为“泰罗斯” (TIROS)系列(1960-1965年)，第二代称为“艾托斯”(ITOS)／NOAA系列(1970-1976年)，其后运行的第三代称为 TIROS-N／NOAA系列，从1978年10月发射了第一颗TIROS-N，到1993年底已发射了14颗。NOAA卫星的轨道是接近正圆的太阳同步 轨道，轨道高度为870KM及833KM，轨道倾角为98.9度和98.7度，周期为101.4分。NOAA卫星的应用目的是日常的气象业务，平时有两颗 卫星在运行。由于用一个卫星每天至少可以对地面同一地区进行2次观测，所以两颗卫星就可以进行4次以上的观测。 NOAA卫星上携带的探测仪器主要有高级甚高分辨率辐射(AVHRR/2)和泰罗斯垂直分布探测仪TOVS AVHRR/2是以观测云的分布,地表(主要是海域)的温度分布等为目的的遥感器，TOVS是测量大气中气温及温度的垂直分布的多通道分光计，由高分辨率 红外垂直探测仪(HIRS/2)、平流层垂直探测仪(SSU)和微波垂直探测仪(MSU)组成。AVHRR/2数据还可以用于非气象的遥感，其主要特点是 宏观快速、廉价。在农业、海洋、地质、环境、灾害等方面都有独特的应用价值。目前，NOAA运行着5颗极轨卫星：NOAA-14 (1994年12月)， NOAA-15（1998年5月），NOAA-16（2000年9月 21）以及最新的NOAA-17（2002年6月24），NOAA-12作为备用星仍然在传送HRPT资料，而NOAA-15和NOAA-16则是业务 星。 目前，NOAA运行着5颗静止轨道气象卫星，他们是GOES-8和GOES-10(GOES-9作为GOES-8或者GOES-10的轨道备份星) GOES-11在2000年5月3日发射，而GOES-12则在2001年7月23发射。这两颗星都作为GOES-8或者GOES-10失败后的备份替代 星系统。

 

NOAA/AVHRR参数及应用：
    NOAA气象卫星是近极地、与太阳同步的卫星，高度为833km～870km，轨道倾角98.7°，成像周期12小时。目前，NOAA系列卫星采用双星运行，同一地区每天可有四次过境机会。
    AVHRR是NOAA系列卫星的主要探测仪器，它是一种五光谱通道的扫描辐射仪，各光谱通道的波长范围及地 面分辨率见下表。星上探测器扫描角为±55.4°，相当于探测地面2800km宽的带状区域，两条轨道可以覆盖我国大部分国土，三条轨道可完全覆盖我国全 部国土。AVHRR的星下点分辨率为1.1km。由于扫描角大，图像边缘部分变形较大，实际上最有用的部分在±15°范围内（15°处地面分辨率为 1.5km），这个范围的成象周期为6天。 为了用于洲级及全球范围的研究，AVHRR数据经常被重采样形成空间分辨率更低的数据。目前有两种全球尺度的AVHRR数据：NOAA全球覆盖 （Global Area Coverage，GAC）数据和NOAA全球植被指数（Global Vegetation Index，GVI）数据（Kidwell1990）。GAC是通过对原始AVHRR数据进行重采样而 生成，空间分辨率为4km，由5个AVHRR的原始波段组成，没有经过投影变换；GVI是对GAC数据的进 一步采样而得到，空间分辨率为15km或更粗，经过投影变换。此外，为了减少云的影响，GVI是由连续7天图像中NDVI值最大的像元所组成。美国国家海 洋与大气管理局（NOAA）从1982年起就生产GVI数据。
    AVHRR资料的应用主要有两个方面：一方面是大尺度区域（包括国家、洲乃至全球）调查，这方面的应用，气 象卫星遥感具有其他遥感所无法相比的优势。目前已经开展过的工作包括美国本土的土地覆盖调查（Loveland et al.1991）、非洲的土地覆盖调查（Tucker et al.1985）、南美土地覆盖调查（Townshend etal.1987）以及全球的土地覆盖调查（Defries 1994）等，应用的方法一般是采用多时相分类的方法对1km空间分辨率的AVHRR数据或更低空间分辨率的GAC或GVI数据进行分类；另一方面是中小 尺度区域的调查，这方面的应用主要是由于目前高空间分辨率遥感数据的获取比较困难，遥感调查的实时性较差，利用AVHRR数据来获得宏观的、实时的、能达 到一定精度的地面信息。应用的方法通常是针对AVHRR数据空间分辨率低的缺陷，采用混合像元分解技术对AVHRR数据进行分类。
    从研究的现状来看，AVHRR数据在大尺度区域调查中所采用的方法基本一致，但由于调查区域范围大，精度分 析比较困难，在图像的预处理方面也还存在一些没有解决的问题；目前AVHRR数据在中小尺度区域土地覆盖调查中的应用还不是很多，但发展潜力很大，这方面 的工作还有许多问题需要深入研究。

AVHRR 各通道的波长范围及地面分辨率
通道	波长范围（μ m ）	对应的波段	地面分辨率（星下点， km ）
AVHRR － 1	0.55 ～ 0.68	绿—红	1.1
AVHRR － 2	0.725 ～ 1.1	近红外	1.1
AVHRR － 3	3.55 ～ 3.93	热红外	1.1
AVHRR － 4	10.5 ～ 11.3	热红外	1.1
AVHRR － 5	11.5 ～ 12.5	热红外	1.1