基于大气温度和水汽含量改进HJ-1B地表温度反演

为了提高地面气象站稀少地区地表温度遥感反演的精度,本文基于多源遥感数据的优势,首先利用MODIS影像获取研究区像元尺度上平均大气水汽含量;然后利用同时相的HJ-1B影像估算区域地表比辐射率,再采用温度-植被指数法获取近地表大气温度;最后将以上3个参数输入单窗体算法,改进其地表温度反演的精度。研究结果表明,改进单窗体算法反演地表温度与地面实测温度的偏差小于1 K,为地面气象站点稀少的植被覆盖区域提供了一种可行的精确遥感反演地表温度方法。     

利用多源遥感数据反演城市地表温度

目前利用单通道热红外遥感数据反演地表温度的方法有大气校正法、单窗算法和普适性单通道算法,使用这3种算法反演地表温度时的一个关键问题就是需要获取大气参数。目前大气参数的获取主要根据近地表(地表2m左右的高度)的大气水分含量或湿度和平均气温的观测值来估计,这种方法只能获得个别点上的数据,而无法获取面上像元尺度的大气参数。本文利用多源遥感数据的优势,首先利用MODIS近红外数据,在像元尺度上获取温度反演中所需大气参数——大气水分含量,再利用同时相的Landsat ETM 影像,采用Jim啨nez-Mu oz和Sobrino的普适性单通道算法反演地表温度。研究结果表明,多源遥感数据的综合应用是城市地表温度反演的有效途径与方法,可获得较合理的地表温度反演结果。     

基于地表类型的TM6波段像元分解方法

先利用TM其他波段信息,将TM6波段的像元空间分辨率由120 m提高至30 m,对各子像元进行地类划分;再结合不同地表类型的热惯量特性,确定出每个子像元占原像元的权重和该子像元的辐射亮度;然后用单窗算法反演其温度,得到研究区地表温度的空间分布。对比三次卷积插值重采样反演地表温度的方法,该方法能更好地反演地表温度的空间分布特征。     

利用Landsat 7与GF-1 WFV影像反演地表温度

地表温度在地气循环系统中具有重要作用,是目前地理学研究的重点。然而目前的国产高分辨率影像缺少热红外波段,且具有热红外波段的影像分辨率较低。基于此,本文利用低分辨率影像降尺度方法反演高分辨率影像的地表温度。首先通过Landsat 7影像的热红外波段,提取典型地物的地表温度;对GF-1 WFV影像进行预处理后,利用全约束最小二乘法对高分辨率影像进行混合像元分解;根据平均温度模型,得到高分辨率影像的地表温度,并进行降尺度,通过Landsat 7影像进行精度验证。验证结果显示,均方根误（RMSE）为1.40℃,平均绝对误差（MAE）为0.44℃,精度较高。     

利用Landsat TM影像进行地表温度像元分解

提出了一种基于Landsat TM的地表温度二次像元分解方法,将地表温度的空间分辨率从120 m提高到30 m。首先,利用地表类型的线性统计模型（E-DisTrad）获取初次分解子像元的地表温度,计算得到初次分解子像元的辐亮度;然后,利用面向对象的图像分割方法获取二次分解子像元的权重,实现对地表温度的二次分解;最后,采用升尺度再分解的验证方法进行精度分析,并选取了北京市TM影像进行实例分析。实验结果表明,二次像元分解模型不仅能有效地提高地表温度的空间分辨率,反映出不同地表类型地表温度的空间差异性,而且保证了像元分解前后能量值的一致性,非常适合于复杂地表覆盖地区的热红外波段遥感影像数据的降尺度处理。     

热红外遥感地表温度与发射率地面验证进展

地表温度与发射率是地表—大气系统长波辐射和潜热通量交换的直接驱动力,是描述区域和全球尺度上地表能量平衡与水平衡的重要参数,其时空变化信息在气象预测、气候变化、水循环、地质勘探、农林监测和城市热环境等诸多领域具有广泛的应用。热红外遥感作为当前获取区域或全球尺度上地表温度和发射率的最有效手段之一,相较于传统的地面点位测量方法,具有空间覆盖范围大和重复观测等优势。对热红外遥感定量反演的地表温度与发射率产品进行地表真实性验证,有利于发现遥感数据自身或其反演算法的缺陷,确定产品的精度与不确定度,便于遥感产品的应用与推广。本文首先回顾了地表温度和发射率的定义,阐述了热红外遥感可反演、地面可测量的地表温度和发射率的科学内涵,并对利用热红外遥感数据反演地表温度和发射率的理论和方法作了概述;对地表温度和发射率地面验证的框架体系、验证指标进行总结,建立了基于精度、精确度、不确定度、完整性和稳定性的验证评价指标体系;总结了地表温度和地表发射率的地面验证方法、地面测量方法、辅助数据的获取方法、地表温度地面测量的采样方法,以及在验证异质非同温地表时从点到像元尺度的地表温度尺度转换方法等,分析了地面验证过程的主要误差来源;归纳了目前地表温度和地表发射率主要验证站点、观测网络及其空间分布特征;最后,本文讨论了地表温度与发射率地面验证存在的若干问题,并对地表温度与发射率验证工作的发展前景和趋势进行了相关展望。     

利用不同地表比辐射率对ETM＋数据地表温度反演对比研究

地表温度作为研究环境生态影响的一个重要指标之一,以Landsat ETM+的热红外波段作为数据源,辅助大气透过率、大气平均气温等参数,利用单窗算法基于混合像元、NDVI、植被和裸露地三种不同地表比辐射率反演泉州市地表温度,对比分析结果表明采用这三种地表比辐射率反演地表温度的方法均是可行的,对于具体采用哪一种地表比辐射率应需要结合实际的研究区域地表地物的实际监测地表温度进行对比后,方可选择合适的地表比辐射率进行地表温度反演,会更具实际意义。反演结果可为城市热岛效应等研究提供支持数据源。     

FY-3D MERSI-II地表温度遥感反演与验证

地表温度是是决定地表辐射能量收支的重要变量,在岩石圈、水圈、生物圈和大气圈的能量平衡和水量平衡研究中起着重要作用。利用热红外遥感技术可实现区域和全球尺度地表温度的快速获取,其受到了研究者的广泛关注。目前,FY-3D是国内光谱分辨率最高的对地观测卫星,极大的提高了对地观测能力,其搭载的中分辨率光谱成像仪（MERSI-II）经过大幅升级改进,性能有了显著提升,热红外数据的空间分辨率达到了250 m。本文使用大气辐射传输模型MODTRAN 5模拟了MERSI-II传感器热红外通道星上观测数据。在此基础上,构建了通用劈窗地表温度反演模型,结合ASTER GED全球地表发射率产品以及MERSI-II自身大气水汽反演算法,发展了地表温度遥感反演方法。最后,利用2019-08内蒙古乌海沙漠地区及美国SURFRAD多个站点的实测地表温度数据对本文提出的方法进行了验证。研究结果表明,相较地表实测数据,构建的劈窗算法反演的地表温度RMSE在1.6—2.6 K,反演精度达到了预期目标,还具有较高的空间分辨率,可以用于业务化的地表温度的反演,同时也说明其辐射定标精度有了一定保证,有效满足了区域和全球尺度地表温度遥感监测应用需求。     

统计模型与滤波算法的地表温度重建方法探讨

针对当前基于被动微波遥感重建地表温度的统计方法难以实现大面积复杂下垫面区域数值重建的问题,提出了基于统计模型与滤波算法联合的地表温度重建方法。从时间序列角度探索地表温度与地表亮温的相关性,建立二者之间的统计模型,不需要进行地物分类,能有效避免下垫面复杂度对重建精度的影响;遍历像元,实现对大面积区域的数值重建。此外,采用滤波算法对基于统计模型的结果进行改正,利用地表温度时间序列的周期性进一步控制反演误差。针对MODIS地表温度产品重建的实验结果表明:所提算法精度明显提高,可用于各类下垫面覆盖区域的地表温度重建。     

HJ-1卫星数据估算地表能量平衡

利用遥感数据估算和监测地表能量平衡的研究和应用一直以来都是学术探索的前沿和焦点,目前针对国际主流卫星数据(如MODIS,Landsat TM等)的算法研究有很多,且在不同的尺度上发展了一系列遥感技术和应用方法。本文以环境一号卫星(HJ-1)数据为主要数据源,研究和分析了地表能量平衡遥感估算方法。在下行短波和长波辐射,以及地表净辐射估算的基础上,重点研究了地表显热和潜热通量(蒸散)的估算方法,针对辐射温度代替空气动力学温度所引起的误差校正,对比分析了基于KB-1系数的热力学粗糙度长度,以及附加阻抗两种方法。使用2010年HJ-1B数据反演得到海河流域地表能量平衡各分量瞬时值,利用3个地面站点的测量数据对反演结果进行验证和误差分析。结果表明下行短波辐射的反演误差是地表净辐射反演误差的主要来源,地表温度的反演精度以及地表粗糙度的模拟精度是影响显热通量反演精度的主要因素。利用两种方法估算的显热通量趋势基本一致,但KB-1系数法的反演结果一般低于附加阻抗法。在下垫面较为复杂的区域,模型结果误差较大,需要更加精细的模型以刻画地表非均匀性的影响。     

地理本体构建方法研究

针对当前地理本体构建方法的不足,提出了一种新的地理本体构建方法,并给出了概要的地理本体评价方法。该方法强调地理本体需求分析的重要性,具有较强的适用性。     

基于GF-1的坑塘信息精确提取方法研究

以国产高分一号2 m全色、8 m多光谱遥感影像作为数据源,选择廊坊市文安县作为研究区域,针对坑塘信息精确提取问题,采用单波段阈值法、监督分类法、面向对象方法等进行实验研究,重点研究了面向对象方法,结合运用遥感影像光谱、纹理、形状等特征,分析坑塘与其他地物之间的差异,最终实现坑塘信息的精确提取。     

深基坑变形监测研究

介绍了深基坑变形监测的特点、技术方法,并寻找误差来源、进行精度分析及采取必要措施以提高监测精度。最后根据郑州某大型商场具体说明监测方法的重要性。     

浅析DEM分形特征

以图幅为分析单元,选择立方体覆盖法和分形布朗法对所选区域进行分形计算,并比较了两种分形算法。     

小波变换改进的MASK匀光算法

针对单幅遥感影像内部所产生的亮度不均匀现象, 提出了一种基于小波变换改进的MASK匀光算法。该方法在利用小波变换获得不均匀背景图像的过程中, 对小波系数进行了自适应非线性改进, 克服了直接利用分块取均值获取背景影像的不足, 试验表明该算法能够较好地解决单幅遥感图像中亮度不均匀的现象, 具有较强的实用性。     

基于融合算法的无人机影像拼接缝消除研究

无人机影像在获取和拼接过程中,会有多种因素造成拼接缝。本文对影像拼接缝的特征进行了研究,并利用对应像素直接平均法和加权平均法对实验选取的拼接缝进行了处理比较,结果显示,基于直接平均法融合结果的两条拼接线虽然有所弱化,但肉眼仍然可见;使用加权平均法融合结果较好,但二者均存在重叠区域模糊的现象。     

基于CASS的土石方多种计算方法与比较

对传统常规计算土方量的具体方法、算法原理、应用范围、计算步骤等进行对比分析,对其注意问题进行探讨,研究并总结常规方法的优缺点.     

广域差分GPS系统完备性监测技术的新进展

介绍了广域差分 GPS系统完备性监测技术的一些进展 ,详细叙述了应用卡尔曼滤波和观测值历史记录的 ERAIM算法 ,同时也给出了完备性监测技术的其他一些方法 ,如辅助 RAIM算法和中值选择法、伪卫星方法等     

地名地址数据更新方法探讨

地名地址数据是数字城市及智慧城市在建设和运营中不可或缺的基础数据之一,且地名地址数据的有效性、时效性与鲜活性,直接影响城市平台的运营与管理质量。本文主要探讨了当前地名地址数据更新的方法,分析了这些方法的优缺点及适用性;最后,论述地名地址数据更新方法的发展方向,以指导当前地名地址数据的更新工作。     

计算机地图制图教学方法改革研究

计算机地图制图课程的教学多数采用传统的知识驱动式教学法,该教学法的特点是先理论后实践．理论讲授比重较大。在计算机地图制图单纯使用“案例教学法”或“任务驱动教学法”都存在不足。笔者将二者相结合,设计了“案例引导的任务驱动教学法”,以案例为模板,以任务为目标,有效地激发了学生的积极性,使其较好地掌握计算机地图制图的知识和技术。