地表土壤水分(SSM)是了解地球表面水文过程的关键参数。长期以来,被动微波(PM)技术一直是在卫星遥感尺度上估算SSM的主要选择,而另一方面,PM观测的粗分辨率(通常>10 km)阻碍了其在更细尺度上的应用。虽然已经提出了定量研究,以缩小基于卫星PM的SSM的规模,但很少有产品可供公众使用,以满足1km分辨率和全天候条件下每日重访周期的要求。因此,在本研究中,我们在中国开发了一种具有所有这些特征的SSM产品。该产品是通过在36 km处对基于AMSR-E和AMSR-2的SSM进行降尺度生成的,涵盖了2003-2019年间两台辐射计的所有在轨时间。MODIS光学反射率数据和在多云条件下填补空白的每日热红外地表温度(LST)是降尺度模型的主要数据输入,以实现SSM降尺度结果的“全天候”质量。4月至9月期间,这一开发的SSM产品的每日图像在全国范围内实现了准完全覆盖。在其他月份,与最初的每日PM观测值相比,开发产品的全国覆盖率也大大提高。我们根据2000多个专业气象和土壤水分观测站的现场土壤水分测量结果对该产品进行了评估,发现该产品的精度在晴空到多云的所有天气条件下都是稳定的,无偏RMSE的站平均值在0.053 vol到0.056 vol之间。此外,评估结果还表明,开发的产品在1km分辨率下明显优于广为人知的SMAP Sentinel(主被动微波)组合SSM产品。这表明,我们开发的产品在改善未来水文过程、农业、水资源和环境管理相关调查方面可能带来的潜在重要效益。
宋沛林, 张永强
公里级、空间完整(无缝)的地表温度产品在全球变化等领域具有广泛的应用需求。基于遥感观测反演的地表温度具有较高的可信度,融合从热红外和微波观测反演的地表温度,是获取具有一定精度、空间完整地表温度的有效途径。基于这一指导思想,作者发展了反演中国区域1km、无缝地表温度的方法框架,并生成了相应的数据集(2002-2020). 首先采用基于查找表的AMSR-E/AMSR2 地表温度反演算法反演得到AMSR-E/AMSR2 地表温度,之后采用地理加权回归对AMSR-E/AMSR2 地表温度进行降尺度,得到1km 地表温度,最后使用多尺度卡尔曼滤波融合AMSR-E/AMSR2 1km地表温度和MODIS地表温度,生成1km无缝地表温度数据集。 地面验证评价结果表明,该LST的均方根误差(RMSE)约为3K,空间分布于MODIS LST、CLDAS LST的一致性较好。
程洁, 董胜越, 施建成
本数据集主要包含Nimbus-7卫星携带的扫描式多通道微波辐射计(SMMR:Scanning Multichannel Microwave Radiometer)获得的被动微波亮度温度,包含1978年10月25日-1987年8月20日的06H、06V、10H、10V、18H、18V、21H、21V、37H、37V共十个微波通道的每天两次过境(升轨&降轨)亮度温度,其中H代表水平极化,V代表垂直极化。 1978年10月发射的Nimbus-7为太阳同步极轨卫星,搭载的微波传感器SMMR,是一台测量地表五个频率(6.6GHz,10.69GHz,18.0GHz,21.0GHz,37.0GHz)微波亮温的双极化微波辐射计。它以约50.3°固定入射角扫描地表,幅宽780km,并在正午12:00(升轨)与午夜24:00(降轨)通过赤道。SMMR时间分辨率为每日,但由于swath间距离较宽,大概每隔5-6天才会重访同一地表。 1、文件格式和命名: 每组数据均由遥感数据文件构成。 SMMR_Grid_China目录下的每组数据文件名及命名规则如下: SMMR-MLyyyydddA/D.subset.ccH/V(遥感数据) 其中:SMMR代表SMMR传感器;ML代表多通道低分辨率;yyyy代表年份;ddd代表该年的儒略日(1-365/366);A/D分别代表升轨(A)和降轨(D);subset表示中国地区的亮温数据;cc代表频率(6.6GHz,10.69GHz,18.0GHz,21.0GHz,37.0GHz);H/V分别代表水平极化(H)和垂直极化(V)。 2、坐标系及投影: 投影方式为等积割圆柱投影,双标准纬线为南北纬30度。有关EASE-GRID的相关详细信息,请参考http://www.ncgia.ucsb.edu/globalgrids-book/ease_grid/。 如果需要将EASE-Grid投影方式转换成Geographic投影方式,请参照ease2geo.prj文件,内容如下: Input projection cylindrical units meters parameters 6371228 6371228 1 /* Enter projection type (1, 2, or 3) 0 00 00 /* Longitude of central meridian 30 00 00 /* Latitude of standard parallel Output Projection GEOGRAPHIC Spheroid KRASovsky Units dd parameters end 3、数据格式: 以整数形二进制存储,每个数据占2个字节。本数据集中实际存储的数据为亮温*10,读出数据后需除以10得到真实亮温。 空间分辨率:25km; 时间分辨率:逐日,从1978年至1987年。 4、空间范围: 经度:60.1°-140.0°东经; 纬度:14.9°-55.0°北纬。 5、数据读取 每一组数据的遥感影像数据文件可以在ENVI和ERDAS软件中打开。
NSIDC
本数据集主要包括美国国防气象卫星计划卫星(DMSP-F08、DMSP-F11、DMSP-F13和DMSP-F17)搭载的星载微波辐射计SSM/I和SSMIS的每日两次(升轨&降轨)亮度温度(K),时间覆盖范围为1987年9月15日至2015年12月31日。DMSP-F08、DMSP-F11和DMSP-F13的SSM/I亮温包含19.35H、19.35V、22.24V、37.05H、37.05V、85.50H和85.50V共七个通道;而DMSP-F17的SSMIS亮温观测由19.35H、19.35V、22.24V、37.05H、37.05V、91.66H和91.66V共七个通道组成。其中,DMSP-F08卫星亮温的覆盖时间为1987年9月15日至1991年12月31日;DMSP-F11卫星亮温的覆盖时间为1992年1月1日至1995年12月31日;DMSP-F13卫星亮温的覆盖时间为1996年1月1日至2009年4月29日;DMSP-F17卫星亮温的覆盖时间为2009年1月1日至2015年12月31日。 1、文件格式和命名: 亮度温度以年为单位分别存放,每个目录中均由各频率的遥感数据文件构成,其中SSMIS数据中还包含.TIM时间信息文件。 各数据文件名及其命名规则如下: EASE-Fnn-ML/HyyyydddA/D.subset.ccH/V(遥感数据) EASE-Fnn-ML/HyyyydddA/D.subset.TIM(时间信息文件) 其中:EASE代表EASE-Grid投影方式;Fnn代表卫星编号(F08、F11、F13、F17);ML/H分别代表多通道低分辨率和多通道高分辨率;yyyy代表年份;ddd代表该年的儒略日(1-365/366);A/D分别代表升轨(A)和降轨(D);subset 表示中国地区的亮温数据;cc代表频率(19.35GHz、22.24 GHz、37.05GHz、85.50GHz、91.66GHz);H/V分别代表水平极化(H)和垂直极化(V)。 2、坐标系及投影: 本数据集投影方式为EASE-Grid,即等积割圆柱投影,双标准纬线为南北纬30°。有关EASE-GRID的相关详细信息,请参考http://www.ncgia.ucsb.edu/globalgrids-book/ease_grid/。 如果需要将EASE-Grid投影方式转换成Geographic投影方式,请参照ease2geo.prj文件,内容如下: Input projection cylindrical units meters parameters 6371228 6371228 1 /* Enter projection type (1, 2, or 3) 0 00 00 /* Longitude of central meridian 30 00 00 /* Latitude of standard parallel Output Projection GEOGRAPHIC Spheroid KRASovsky Units dd parameters end 3、数据格式: 以整数型二进制存储,行列号:308*166,每个数据占2个字节。本数据集中实际存储的数据为亮温*10,读出数据后需除以10得到真实亮温。 4、数据分辨率: 空间分辨率:25.067525km,12.5km(SSM/I 85GHz,SSMIS 91GHz) 时间分辨率:逐日,从1978年至2015年。 5、空间范围: 经度:60.1°-140.0°东经; 纬度:14.9°-55.0°北纬。 6、数据读取: 每一组数据中的遥感影像数据文件可以在ArcMap、ENVI和ERDAS软件中打开。
National Snow and Ice Data Center(NSIDC)
该数据集是“中国雪深长时间序列数据集(1978-2012)”的升级版本。 中国雪深长时间序列数据集(1979-2023)采用经纬度投影方式,数据为浮点型。数据集按年份存储,每个年份是一个压缩包,每个压缩包内包含每天的积雪深度文件。每天的雪深用一个txt文件存储,文件的名称为“yyyyddd.txt”,其中yyyy代表年,ddd代表Julian日期,雪深单位为厘米(cm)。比如2005001.txt就代表这个ASCII文件描述2005年第一天我国的积雪覆盖状况。数据集的ASCII码文件是由头文件和主体内容构成,头文件包括行数、列数、x-轴中心点坐标、y-轴中心点坐标、栅格大小、无数据区标值等6行描述信息组成,主体内容就是根据行数列数组成的二维数组,雪深单位为厘米(cm)。因为该数据集中的所有ASCII码文件所描述的空间为我国全国范围,所以这些文件的头文件是不变的,现将头文件摘录如下(其中xllcenter, yllcenter, cellsize单位为度): ncols 321 nrows 161 xllcenter 60 yllcenter 15 cellsize 0.25 NODATA_value -1。 该数据集是采用中国被动微波雪深反演算法Che算法,从星载被动微波亮度温度数据提取。星载被动微波亮度温度数据来自多个传感器,本数据采用的传感器包括Nimbus7上的SMMR(1979-1988),DMSP-F08,F11,F13上的SSMI(1988-2008),DMSP-F17上的SSMI/S(2009-2020),Aqua上的AMSR-E (2002-2011),GCOM-W1上的AMSR2 (2012-)。考虑到不同传感器之间的系统差异,在进行雪深反演前,已对对不同传感器进行了交叉订正。 数据包含三个压缩文件:daily snow depth _smmr_ssmis_China (1978-2020),daily snow depth _amsre_China(2002-2011),daily snow depth_amsr2_China(2012-2023)。第一个是从SMMR,SSMI,SSMI/S提取的1978-2020年逐日雪深,第二个是从AMSR-E提取的2002-2011年逐日雪深,第三个是从AMSR2提取的2012-2023年逐日雪深。从2021年开始SSMI/S数据与之前差异较大,因此,之后的数据不再根据SSMI/S数据更新。AMSR-E数据结束时间是2011年9月27日。AMSR2数据从2012年9月1日开始,目前仍在运行,今后将根据AMSR2数据继续更新中国长时间序列数据集。
车涛, 戴礼云, 李新
本数据集包括中国地区2002-2008年,经纬度投影,0.25度分辨率的被动微波遥感亮度温度数据。 1、数据处理过程: NSIDC produces AMSR-E gridded brightness temperature data by interpolating AMSR-E data (6.9 GHz, 10.7 GHz, 18.7 GHz, 23.8 GHz, 36.5 GHz, and 89.0 GHz) to the output grids from swath space using an Inverse Distance Squared (ID2) method。 2、数据格式: Brightness temperature files: two-byte unsigned integers, little-endian byte order Time files: two-byte signed integers, little-endian byte order 3、数据命名: ID2rx-AMSRE-aayyyydddp.vnn.ccc(China-ID2r1-AMSRE-D.252002170A.v03.06V) ID2 Inverse Distance Squared r1 Resolution 1 swath input data AMSRE Identifies this an AMSR-E file D.25 Identifies this as a quarter degree file yyyy Four-digit year ddd Three-digit day of year p Pass direction (A = ascending, D = descending) vnn Gridded data version number (for example, v01, v02, v03) ccc AMSR-E channel indicator: numeric frequency (06, 10, 18, 23, 36, or 89) followed by polarization (H or V) 4、切割范围: Corner Coordinates: Upper Left ( 60.0000000, 55.0000000) ( 60d 0'0.00"E, 55d 0'0.00"N) Lower Left ( 60.0000000, 15.0000000) ( 60d 0'0.00"E, 15d 0'0.00"N) Upper Right ( 140.0000000, 55.0000000) (140d 0'0.00"E, 55d 0'0.00"N) Lower Right ( 140.0000000, 15.0000000) (140d 0'0.00"E, 15d 0'0.00"N) Center ( 100.0000000, 35.0000000) (100d 0'0.00"E, 35d 0'0.00"N) Origin = (60.000000000000000,55.000000000000000) 5、数据投影: GEOGCS["WGS 84", DATUM["WGS_1984", SPHEROID["WGS 84",6378137,298.257223563, AUTHORITY["EPSG","7030"]], TOWGS84[0,0,0,0,0,0,0], AUTHORITY["EPSG","6326"]], PRIMEM["Greenwich",0, AUTHORITY["EPSG","8901"]], UNIT["degree",0.0174532925199433, AUTHORITY["EPSG","9108"]], AUTHORITY["EPSG","4326"]]
Mary Jo Brodzik, Matthew Savoie, Richard Armstrong, Ken Knowles
本数据集采用SMMR(1978-1987)、SSM/I(1987-2009)和SSMIS(2009-2015)逐日亮温数据,由双指标(TB,37v,SG)冻融判别算法生成,分类结果包含冻结地表、融化地表、沙漠及水体四种类型。数据覆盖范围为中国大陆主体部分,空间分辨率为25.067525 km,EASE-Grid投影方式,以ASCIIGRID格式存储。 该数据集中的所有ASCII码文件可以直接用文本程序(如记事本)打开。除了头文件,主体内容为数值表征地表冻融的状态:1代表冻结,2代表融化,3代表沙漠,4代表降水。如果要用图示来显示的话,我们推荐用ArcView + 3D 或 Spatial Analyst 扩展模块来读取,在读取过程中会生成grid格式的文件,所显示的grid文件就是该ASCII码文件的图形表达。读取方法: [1] 在ArcView软件中添加3D或Spatial Analyst扩展模块,然后新建一个View; [2] 将View激活,点击File菜单,选择Import Data Source选项,弹出Import Data Source选择框,在此框中的Select import file type:中选择ASCII Raster,自动弹出选择源ASCII文件的对话框,点击寻找该数据集中的任一个ASCII文件,,然后按OK键; [3] 在Output Grid对话框中键入的Grid文件名字(建议使用有意义的文件名,以便以后自己查看)和点击存放此Grid文件的路径,再次按Ok键,然后按Yes(要选择整型数据),Yes(把生成grid文件调入到当前的view中)。生成的文件可以按照Grid文件标准进行属性编辑。这样就完成了显示将ASCII文件显示成Grid文件的过程。 [4] 批处理时,可以使用ARCINFO的ASCIIGRID命令,编写成AML文件,再用Run命令在Grid模块中完成: Usage: ASCIIGRID <in_ascii_file> <out_grid> {INT | FLOAT} 本数据的生产得到自然科学基金项目:中国西部环境与生态科学数据中心(90502010)、中国西部地区陆面数据同化系统研究(90202014)以及冻土主被动微波辐射传输模拟及其辐射散射特性研究(41071226)的支持。
晋锐, 李新
本数据集中包括:使用美国国防气象卫星计划(DMSP)卫星所携带的星载微波辐射计SSM/I的微波亮度温度。包含1987年-2007年的19H,19V,22V,37H,37V,85H,85V七个通道的每日两次(升轨&降轨)亮度温度。 专用微波成像仪(Special Sensor Microwave/Image,SSM/I)由美国休斯公司研制,于1987年首次由美国国防气象卫星计划(DMSP)中的Block 5D-/F8卫星载入空间执行探测使命。从1987年DMSP升空到1997年TRMM升空的10年时间内,SSM/I一直是世界上最先进、空间分辨率最高的星载被动微波遥感探测仪器。DMSP卫星为近极地圆形太阳同步轨道,卫星高度约833 km,轨道面倾角98.8°,轨道周期102.2 min,地方时6时左右通过赤道,24h覆盖一次全球。SSM/I由设置在4个频率处的7个通道组成,中心频率分别为19.35、22.24、37.05和85.50 GHz。其仪器实际上是由7个相互独立的全功率型、平衡混频、超外差式接收的被动微波辐射计系统构成,可以同时测量来自地球和大气系统的微波辐射。除22.24 GHz频率外,其它频率均同时具有水平和垂直两种极化状态。 SSM/I若干特征值 通道 频率 (GHz) 极化方式(V/H) 空间分辨率 (km×km) 足迹大小 (km) 19V 19.35 V 25×25 56 19H 19.35 H 25×25 56 22V 22.24 V 25×25 45 37V 37.05 V 25×25 33 37H 37.05 H 25×25 33 85V 85.50 V 12.5×12.5 14 85H 85.50 H 12.5×12.5 14 1、文件格式和命名: 每组数据均由遥感数据文件,.JPG图像文件和.met辅助信息文件,以及.TIM时间信息文件和相应的.met时间信息辅助文件构成。 SSMI_Grid_China目录下的每组数据文件名及命名规则如下: China-EASE-Fnn-ML/HaaaabbbA/D.ccH/V(遥感数据) China-EASE-Fnn -ML/HaaaabbbA/D.ccH/V.jpg (图像文件) China-EASE-Fnn-ML/HaaaabbbA/D.ccH/V.met(辅助信息文件) China-EASE-Fnn-ML/HaaaabbbA/D.TIM (时间信息文件) China-EASE- Fnn -ML/HaaaabbbA/D.TIM.met (时间信息辅助文件) 其中:EASE代表EASE-Grid投影方式;Fnn代表搭载卫星编号(F08,F11,F13);ML/H分别代表多通道低分辨率和多通道高分辨率;A/D分别代表升轨(A)和降轨(D);aaaa代表年份;bbb代表该年的儒略日;cc代表通道号(19H,19V,22V,37H,37V,85H,85V);H/V分别代表水平极化(H)和垂直极化(V)。 2、坐标系及投影: 投影方式为等积割圆柱投影,双标准纬线为南北纬30度。有关EASE-GRID的相关详细信息,请参考http://www.ncgia.ucsb.edu/globalgrids-book/ease_grid/。如果需要将EASE-Grid投影方式转换成Geographic投影方式,请参照ease2geo.prj文件,内容如下: Input projection cylindrical units meters parameters 6371228 6371228 1 /* Enter projection type (1, 2, or 3) 0 00 00 /* Longitude of central meridian 30 00 00 /* Latitude of standard parallel Output Projection GEOGRAPHIC Spheroid KRASovsky Units dd parameters end 3、数据格式: 以整数形二进制存储,行列号:308*166,每个数据占2个字节。本数据集中实际存储的数据为亮温*10,读出数据后需除以10得到真实亮温。 4、数据分辨率: 空间分辨率:25km,12.5km (SSM/I 85GHz); 时间分辨率:逐日,从1978年至2007年。 5、空间范围: 经度:60°-140°东经; 纬度:15°-55°北纬。 6、数据读取: 每一组数据包括遥感影像数据文件,.JPG图像文件和.met辅助信息文件,其中JPG文件可以用Windows图片和传真查看器打开,.met辅助信息文件可以用记事本打开,遥感影像数据文件可以在ENVI和ERDAS软件中打开。
National Snow and Ice Data Center(NSIDC)
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