星载微波遥感对中国1998年洪涝的观测统计

(Center for Wave Scattering and Remote Sensing Fudan University, Shanghai 200433, China)

　　Abstract: Observation by the DMSP SSM／I over flooding area along the Yangzi River, China during July-August 1998 is studied. A flooding index FI defined by the difference of horizontally-polarized brightness temperature at 37 and 85 GHz channels is proposed to detect flooding. Spatial and temporal variation of the FI index during flooding July-August is demonstrated. The Getis statistics, as a local autocorrelation function, is discussed to show spatial clustering pattern and correlation of high value FI, and is applied to monitoring and evaluation of flooding extent and temporal evalution.
　　Key words: Microwave SSm／I; Flooding obserration; Spatial autocorrelation statistic

1　引言

　　目前在轨运行的防卫气象卫星（DMSP）特别微波成象辐射计（SSM／I）有7个通道（19GHz，37GHz，85GHz垂直极化和水平极化，22GHz垂直极化）其中两颗卫星F13与F14每天下行（DS）和上行（AS）有相隔6h的重访时间。由于微波能穿过云层水汽全天候多年连续地观测全球表面，并还可能给出地面覆盖层的内部信息，随着其空间分辨率的提高，星载微波被动遥感已成为全球水文物理参数观测最重要的遥感手段。
　　1998年7～8月间中国长江流域发生了严重的洪涝。我们从美国海洋大气局（NOAA／NESDIS）获取了这一期间SSM／I的数据，提出了用37GHz和85GHz二通道水平极化辐射亮度温度（T_B）之差定义为T_B的一个洪涝指数FI^［2］，FI明显的增大表现为水域辐射的特征。本文研究了FI在这一时期各个周平均值的空间分布变化。为定量描绘高值FI空间分布的聚集程度及其相关性，提出用G-空间自相关统计方法^［1］，给出了高值FI的区域相关特征，用于对洪涝区域分布特征及其演变的监测与评估。

2　SSM／I观测的T_B指数FI

　　陆地和水域上不同通道的T_B有不同的表现行为。在陆地区域特别是有植被地区，各通道的T_B比较接近。只有在降雨或积雪时，由于降雨粒子（或积雪粒子）特别是对于高频率(85GHz）的散射，而遮蔽下垫地表的热发射，使高频85GHz的T_B显著地下降。于是有T_B37