基于Landsat TM数据的东莞市热岛效应研究

本文以东莞市为研究区域,利用1990年、1998年和2005年3期的Landsat TM数据,反演了东莞市地表温度。研究结果表明:①东莞市的高温区主要分布在建成区,低温区主要分布在水体和高植被覆盖区;②1990年到2005年,常温区面积明显减少,低温区面积大幅增加,高温区面积呈增加趋势;③从不同温度区间的转移分析来看,1990年至1998年、1998年至2005年两个时期,常温区发生转化的面积最大,其次是高温区;④地表温度与归一化植被指数都存在明显的负相关关系。     

艾比湖流域典型绿洲热环境时空变化特征分析

针对目前绿洲地表温度时空变化的研究较少的现状,该文采用覃志豪单窗算法,利用1990年、1998年和2011年三期Landsat数据对精河县的地表温度进行反演,并查询实时陆面地表温度进行对比检验;分析了不同时期精河县地表温度分布格局,将反演的地表温度划分为低温区、次低温区、中温区、次高温区、高温区和极高温区。研究得出:各温度区间的分布范围发生了巨大变化;反演结果符合水体温度最低、绿洲次之、裸地最高的"冷岛"现象。结果表明利用Landsat数据反演地表温度是可行的。     

中心城区地表温度空间分布及地物降温效应——以南京市为例

基于TM图像,采用灰度图像分割算法,自动提取南京市中心城区的不透水面、植被及水体;并用单窗算法反演了地表温度;依据离市中心的距离将中心城区分为45级缓冲区,依次统计分析每一级缓冲区内的平均温度、不透水面温度、植被温度、水体温度及各类地物的面积比例等;建立了地表温度与不透水面比例、植被比例、水体比例之间的关系模型.研究结果表明:随离市中心距离的增大,地表温度降低;植被、水体具有降温效应,水体的降温效应是植被的2.43倍;地表温度与不透水面比例、植被比例、水体比例的综合关系模型模拟效果较好.     

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。     

基于升尺度的陆地表面温度反演方法研究

非同温混合像元红外辐射存在尺度效应,基于尺度的基本影响因素,本文利用大气校正法进行地表温度反演,用最邻近法进行地表温度的升尺度,分析尺度对反演精度的影响。结果表明:用该方法进行地表温度反演精度较高,有85.15%像元的精度在2℃以内,但是水体反演精度较差。尺度对地表温度反演有一定影响,如何确定合适的尺度和研究出针对水体表面温度反演较好的方法是今后研究的重要方向。     

耦合双时相与邻近像元信息的极轨卫星地表组分温度反演

与混合像元的地表温度相比,植被和土壤的组分温度具有更明确的物理意义。因此,本文提出了一种从具有广泛应用的极轨卫星地表温度产品中分离出植被和土壤组分温度的算法。该算法使用温度日变化模型作为桥梁连接极轨卫星一日内的两次观测,利用多像元数据进行模型求解,从而得到过境时刻的地表植被和土壤组分温度。论文针对MODIS数据开展了地表组分温度的反演,并利用实测站点数据和高分辨率卫星数据对反演结果进行了验证。结果表明,该算法可以提供合理的植被和土壤组分温度信息,反演温度的误差变化范围为1.4 K到2.5 K。此外,对观测时刻组合方式的分析表明该算法只需要一次白天观测和一次夜晚观测就可以得到精度较好的分离结果,并且两次观测可以来自于不同传感器,进一步表明了算法具有良好的可操作性。     

城市绿地对北京市热岛强度的影响

针对北京市热岛效应日益加重的问题，提出了基于陆地卫星8号(Landsat8)所携带的陆地成像仪(OLI)和热红外成像仪(TIRS)的Level-1数据反演地表温度、计算植被覆盖度的方法；并构建地表温度反演模型，探究北京市热岛效应与城市绿地面积关系。实验结果表明：高温区大部分集中在中心城区，并向周围的郊区的平原地带呈辐射状扩散，随着城区绿地面积增加，植被覆盖度上升的同时城区的热岛强度也呈下降趋势，说明城市绿地面积的增加与热岛效应呈负相关关系。     

长春市城区热岛效应遥感分析

针对城市热岛效应对城市生态环境产生的诸多问题,该文以长春市为研究区,利用Landsat TM/TIRS遥感影像,采用普适单通道算法反演地表温度,分析各种驱动因子对地表温度的影响。结果表明:普适单通道算法反演得到的地表温度与卫星过境时测得的气温差值在2℃内。高程(DEM)、优化土壤调节植被指数(OSAVI)、改进归一化差异水体指数(MNDWI)均与地表温度呈负相关,归一化差异不透水面指数(NDISI)与地表温度呈正相关,城市中心区地表温度相对高。长春市1995—2017年间各土地覆盖类型中水体变化最为稳定,裸地变化最为活跃;各土地覆盖类型的平均温度均呈现:建设用地>裸地>林地>水体。因此,通过增加植被与水域的覆盖范围、减少人为不透水面面积可缓解城市热岛效应。     

植被指数与地表温度定量关系遥感分析——以北京市TM数据为例

以北京市为研究区,在对Landsat-5 TM数据大气校正基础上,利用TM单窗算法定量反演地表温度,并估算了5种植被参数:归一化差值植被指数(NDVI)、比值植被指数(RVI)、绿度植被指数(GVI)、土壤调节植被指数(MSAVI)和植被覆盖度(fg)。结合地表温度(LST)空间分布,对比分析5种植被参数与地表温度的相关程度。分析结果显示,相对于上述4种植被指数f,g与地表温度有更好的负相关性,对地表温度空间分布的指示能力更佳。利用fg与地表温度关系定量分析了植被覆盖程度对热岛效应的影响,发现北京市区平均地表温度比近郊区和远郊区分别高1.6 K和5.3 K。     

MODIS分裂窗算法反演地表温度

在分析分裂窗算法原理的基础上,介绍几种常用的分裂窗算法,选取Qinetal（2001）提出的分裂窗算法作为温度反演的最优方法,对MODIS数据进行辐射定标、大气纠正和几何校正,采用对植被反映比较敏感的Sobrino方法计算地表比辐射率,反演出京津唐地区的陆面温度。结果表明：城区温度最高,水体温度最低,反演结果较为理想。...     

非匀一冠层热辐射方向性3维模型构建——以玉米冠层为例

建立适用于多类型植被场景的热辐射方向性模型是进行地表热辐射方向性研究的一种手段。利用真实植株几何及生理参数的统计平均值来刻画理念植株,并给定其空间分布特征,进行不同生长期植被冠层的描述。基于冠层双向孔隙率思想构建了冠层热辐射方向性3维模型,模型继承了孔隙率模型在计算冠层热辐射方向性上的简洁优势同时以几何光学的思想考虑了冠层空间异质性对冠层热辐射方向性的影响。以玉米冠层为例,进行了不同生长期玉米冠层热辐射方向亮温的模拟,通过与实地测量数据的比对表明,本文发展的模型能够较准确地模拟不同生长期玉米植被场景的方向亮温变化规律,模拟误差主要来自理念株的刻画误差、玉米叶片形状的近似以及忽略了多次散射贡献等3个方面。模型的构建方法对稀疏植被场景、浓密植被场景、多类型植被的混合场景均可适用,不同观测几何下的植被场景4组份面积比计算结果有望应用于复杂地表条件下地表返照率的研究。     

基于混合像元分解理论的路域植被等量水厚度遥感反演

为削弱混合像元对植被参数反演的影响，提出了基于混合像元分解理论反演路域植被等量水厚度的方法。利用PRO4SAIL模型正演获得的高光谱窄波段数据，模拟Landsat 8遥感影像宽波段植被冠层光谱数据，并进行等量水厚度的敏感植被指数的筛选；对覆盖研究区域的Landsat 8遥感影像进行线性混合像元分解，获取更加精确的植被冠层光谱反射率；同时，利用支持向量机构建等量水厚度估测模型，实现对路域植被等量水厚度的遥感反演。研究结果表明，利用混合像元分解后得到的植被冠层光谱参与模型反演得到的路域植被等量水厚度更加符合实际情况，为遥感影像反演植被参数提供了有效数据。     

An Analysis of the Marginal Value of Hyperspectral Features of the Mixed Pixel of Lotus Leaf and Water Body

A linear regression and curve fitting method is used to study the mixed pixel of lotus leaf and water body under the experimental conditions. The marginal value of hyperspectral features of vegetation is discussed. Through an analysis of the regression result and fitted equation, a conclusion is reached as follows: Until the area ratio of the lotus leaf is 5.9 %, the vegetation reflection features cannot be observed even factually there are some lotus leaves in the mixed pixel; when it is 10.7 %, the reflection spectrum curve saturates and the water body reflection features cannot been detected. The result indicates that although the area ratio of the lotus changes the reflection features may not change. This research will help to understand the mixed pixel and the liner spectrum unmixing technique further.     

温度反演和植被供水指数的农田灌溉面积提取

针对传统的农田灌溉面积提取方法单一且费时费力的问题,提出基于遥感地表温度反演及植被供水指数(VSWI)的方法对石津灌区农作物的灌溉面积进行了提取。在利用Landsat 8影像提取灌溉面积的同时通过高分1号影像提取的小麦种植结构对灌溉区域进行了约束,从而减少了其它地物对灌溉面积提取的影响。结果显示,两种方法计算得到的灌溉区域重叠率达87%,同时将利用遥感方法提取的灌溉结果与实地调查的结果相比较,发现在灌溉时间和面积上具有较好的一致性,因此认为所得结果较为可靠。该方法不仅可以快速、高效的获取到较高精度的灌溉面积数据,同时大大减少了外业工作量,因此可以为农业灌溉区域的调查和监测提供有效的技术支撑。     

基于遥感技术的长白山火山区地热预测研究

在长白山火山区地热调查研究中,基于ASTER遥感数据,运用比辐射率归一化方法,定量反演了区域地表温度,并在此基础上,通过对地质构造的遥感解译,结合对水热活动及深源气体释放特征等资料的关联分析,预测长白山火山区地热资源存在的有利区.研究发现,六道沟-长白山天池-甑峰山北东向断裂的天池段和长白山火山环形断裂的长白聚龙段是地热勘探的有利区,也是火山监测的最佳场所.     

用遗传算法反演连续植被的组分温度

由于热红外多波段数据间具有高度的相关性和混合像元的大量存在，使得多波段陆面温度反演精度难以提高，并且难以得到组分温度信息。在连续植被热辐射方向性规律上的基础上，以喜直型连续植被为例，进行了大量的Monte-Carlo模拟，建立了组分有效比辐射率与土壤表面比辐射率和植被叶面积指数之间的经验函数关系，并以此构造目标函数，采用遗传算法，从热红外多角度数据中，同时反演混合像元组分温度和土壤比辐射率以及叶面积指数。通过对模拟的观测数据进行遗传算法反演的大量试验，结果表明，遗传算法反演组分温度非常稳健，在宽松的先验知识条件下，遗传算法可以解决不确定性反演问题。遗传算法反演结果和野外实测数据作了比较，证实了反演原理的正确性，为基于热红外方向性辐射模型反演组分温度，提供了新方法。     

输电线路的数字微地形自动提取方法

微地形是输电线路工程安全运行、电线积冰风险区划和线路建设期能耗计算等工作的重要基础,实现输电线路微地形的合理提取是复杂地形条件下电网工程建设的前提与保证。针对传统输电线路微地形提取存在决策知识模糊、主观因素影响大和缺少定量提取指标等问题,依据规程中微地形分类体系,提出了以地形位置指数、坡度、相对高程和水体距离为特征因子的组合表达输电线路微地形提取决策方案,利用数字地形分析技术建立了输电线路微地形自动提取方法。以2012—2018年某电网公司9条输电线路域栅格数字高程模型数据进行提取实验,实验结果与分析表明,所提方法能够有效提取垭口地形、高山地形、抬升地形、峡谷地形和水汽地形5类典型输电线路微地形,且揭示了微地形分布与线路灾害发生的相关性,可为电网建设可行性论证、线路精细化设计等提供技术支持。     

MODIS增强型植被指数EVI与NDVI初步比较

利用东亚地区典型地带性植被和MODIS数据，对广泛使用的植被指数NDVI和新开发的增强型植被指数EVI进行了对比分析。由MODIS开发的NDVI和EVI对干旱-半湿润环境下低覆盖植被的描述能力相似，但对湿润环境下高密度植被的描述有明显差别：NDVI年时间过程的季节性不明显，表现为全年高平的曲线；而EVI仍然有季节性，表现为钟形曲线，与月平均温度关系更密切。EVI的这一特征为研究高覆盖植被的季节性变化提供了新的思路。