基于多目标遥感信息处理的城市扩展监测与分析

基于徐州市1994年、2002年和2007年的多时相Landsat TM/ETM+遥感影像,利用建筑用地指数(IBI)提取城市建筑用地信息,通过监督分类获得城市土地覆盖网,由单窗算法反演地表温度.利用多目标遥感信息处理得到的建筑用地分布、土地覆盖图和地表热环境信息,从土地利用结构变化、城市热环境时空演变两个方面分析了徐州市城市扩展动态,表明徐州市建成区面积不断扩大,城市扩展速度进一步加快,土地利用类型相互转换频繁;城市热岛现象显著,热岛分布与城市建筑用地的轮廓基本吻合,建筑用地不断增加是热岛效应加重的主要因素.研究表明,综合土地覆盖分类、专题信息提取和地表参数定量反演的多目标遥感信息处理用于监测分析城市扩展与生态环境响应具有明显的优越性.     

基于Landsat-8 TIRS数据的兰州市地表温度反演

Landsat-8TIRS(Thermal Infrared Sensor)作为陆地卫星可获取的新型热红外传感器,在反演地表参数如温度、湿度、热惯量等参数有很好的前景。本文利用Landsat-8TIRS数据,结合大气上行辐射和下行辐射及不同地物的地表辐射率,通过辐射传输方程法对兰州市地表温度进行反演。结果表明,兰州城市热岛效应显著,总体上城区地表温度高于郊区,平均温差为3℃,同一时期的不同下垫面地表温度差异明显,低温区主要存在于水体及植被覆盖度高的地区,而高温区集中在城关区人口密度较大的地区及七里河和西固的工厂密集区。     

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。     

杭州湾南岸城市群热岛效应研究

以杭州湾南岸城市群为研究区,选取1990、2000和2011年3期Landsat-5 TM遥感影像进行地表温度反演,并采用密度分割法对反演的地表温度影像进行等级划分,对比分析各个时期地表温度分布的空间规律。再提取研究区山地以外的平坦区域,对前后不同时期的地表温度做差值运算,分析地表温度随时间的升降变化。最后提取研究区内的城市建成区,通过计算各时期的热岛比例指数来分析各城市热岛强度的变化情况。     

武汉市1991～2013年城市扩张与地表覆盖变化研究

利用1991~2013年间6个时相的武汉市Landsat遥感数据,使用多端元光谱混合分析方法进行混合像元分解,得到各时相的地表覆盖丰度图。根据丰度信息,计算土地变化动态度与土地覆盖变化强度,得到地表覆盖变化情况,分析武汉地区城市扩张与土地转移特征。结果表明,武汉市主城区建设用地源自对城市外围的绿地与内部湖泊地区的侵占,湖泊与绿地面积总体呈下降趋势。     

土地利用类型变化对城市热岛效应的影响分析

首先基于北京市2013—2020年Landsat-8卫星遥感影像,使用TIRS10＿SC算法反演北京市地表温度;其次,对温度反演结果进行归一化处理,进行热岛等级划分,并计算热岛强度指数;最后,结合土地利用类型数据,分析土地利用类型覆盖面积变化对城市热岛强度的影响。结果表明：1)2013—2020年北京市的城市热岛效应呈现出先上升后下降的趋势,2015年城市热岛效应现象最明显;2)2013—2020年裸土地变化程度最大,其中有40.060%的裸土转变为植被,24.988%的裸土转变为建设用地;3)出现次热岛和强热岛现象的区域地表覆盖类型主要是建设用地和裸土,出现绿岛和冷岛的区域地表覆盖类型主要是植被和水体,并且在相同面积占比情况下,水体缓解热岛效应的效果更加明显。     

基于BJ -1小卫星遥感数据的矿区土地覆盖变化检测

为了评价利用北京一号小卫星(BJ-I)遥感数据监测煤矿区土地利用/地表覆盖变化的效果,针对其数据特点,选择基于图像信息运算和图像信息变换的直接变化检洲法以及分类后比较法,对徐州东矿区2007～2008年土地利用/地表覆盖变化情况进行检测,以对比、评价各种方法在土地利用/地表覆盖变化检测中的应用效果和BJ -1数据的适用...     

基于RS与GIS的密云县生态环境效应分析

北京一号小卫星数据和Landsat卫星TM/ETM+数据进行生态环境效应遥感分析。首先,对三期遥感影像进行解译得到土地利 用状况图,并分析了其变化情况; 然后,应用GIS技术,结合景观生态学的方法分析了景观结构变化; 利用RS技术分析了密云县 植被及地表温度; 最后,分析了不同土地利用和不同生态区划的NDVI和地表温度的变化特点。综合上面的分析,指出了RS与GIS方 法在城市生态环境分析方面的优势。     

基于HJ-1B数据和SEBAL模型的陆面蒸散发遥感估算

利用HJ-1B卫星数据和SEBAL模型,进行了淮河上游段的陆面蒸散发(ET)遥感估算。选取2010年4期少云的HJ-1B卫星影像,首先对ET估算中需要的中间变量——地表温度、地表反照率进行了反演,反演结果与MODIS产品结果基本一致;在此基础上,结合部分地面气象观测数据,基于SEBAL模型进行ET估算,并利用水文站点的实测蒸发皿数据对估算的日蒸散发结果进行验证,相对误差在10%之内。将ET估算值与土地利用覆盖类型、地形因子对比分析发现,不同土地覆盖类型的ET量不同,ET空间变异性与地形特征有一定关联。     

苏州土地利用及热岛效应的时空变化

选取苏州作为研究区,分别利用1986年和2004年2个时相的Landsat5 TM影像数据对研究区土地利用/覆盖类型进行分类,并采用热红外波段进行地表温度反演,在此基础上分析了下垫面类型与热岛效应的时空变化,深入研究了下垫面类型改变对热岛效应的影响。结果表明,近20a苏州市城区大范围扩张,土地利用变化剧烈,整体表现为水体、植被向不透水下垫面的高强度转化;城市热岛范围由老城区向四周成倍扩大,热岛强度由3.12°增至4.76°,热岛效应变化与土地利用时空变化之间具有明显的对应关系。     

基于遥感的长沙市城市热岛与土地利用/覆盖变化研究

基于多时相Landsat TM/ETM+影像,首先计算长沙市地表亮度温度,然后利用NDVI(归一化植被指数)、MNDWI(改进 的归一化水体指数)、NDBI(归一化建筑指数)和NDBaI(归一化裸土指数)4个指数,采用决策树分类方法对长沙市影像进行 土地利用/覆盖分类。在此基础上,对长沙市城市热岛的空间分布特征、时空演变特征以及城市热岛与土地利用/覆盖变化和各种影 响因子之间的关系进行研究。结果表明,随着长沙市城区范围的不断扩张,城市热岛范围也不断增大; 土地利用/覆盖类型的变化 会改变地表温度的空间分布,城市用地和裸地是城市热岛强度的主要贡献因素,水体和林地具有较好的降温作用。地表温度与4种 归一化指数的回归分析表明,它们之间存在明显的相关性,不同土地利用/覆盖类型的地表温度存在较大差异。     

基于遥感技术的祖厉河流域LUCC与蒸散发研究

本文以陇中黄土高原的祖厉河流域为研究区,基于Landsat系列遥感影像,利用主成分变换方法,与地面温度和植被指数相结合,进行土地利用/土地覆盖提取研究,在此基础上,探讨祖厉河流域土地利用/土地覆盖变化(LUCC)及其驱动因素。利用基于TM影像的SEBAL(Surface Energy Balance Algorithm for Land)模型,从祖厉河流域三期影像提取了区域蒸散发通量。首先进行了NDVI、比辐射率和地面温度等地表参数的计算,然后反演了地表的净辐射、土壤热通量和感热通量,根据能量守恒最终获得日蒸散发量。结合气象观测数据反演作物系数,最后计算月蒸散发量。对同期的土地利用/土地覆盖数据和陆面蒸散发量进行对比分析,探讨了土地利用类型的变化对流域内能量和水分时空分异的影响。     

多时相遥感数据对城市热岛效应的研究——以西安市为例

热岛效应是影响我国城市环境的重要因素,本文基于多时相的Landsat 7 ETM+和Landsat 8 TIRS影像,对西安市2002年和2013年的土地进行分类以及地表温度反演,在此基础上将土地分类影像图和温度分割影像图进行叠加,分析了不同的土地利用类型温度差异、下垫面的空间结构与热场分布的关系以及热场的分布变化与城市变迁的关系。结果表明:不同的土地利用类型的物理属性和生物学属性差异是造成城市热岛效应的内在原因,下垫面空间结构的差异是造成城市热岛效应的外在原因,城市热场的动态变化方向与城市的变迁方向具有一致性。     

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。     

基于遥感的蒸散与土地利用及主要地表参数的关系研究——以乌裕尔河下游为例

以TM/ETM+影像为数据源,利用自动分类与目视解译相结合的方法提取了研究区1992～2001年共5个时相的土地利用信息;采用SEBAL模型估算影像过境当天的日蒸散量;最后对蒸散与土地利用变化、植被覆盖度及地表温度等地表参数之间的关系进行了相关性分析。结果表明:水体、湿地具有较高的日蒸散量,草地、旱地、林地次之,盐碱地、居民地最低。说明蒸散与地表温度、植被覆盖度等密切相关,土地利用变化是引起上述变化的主要驱动力之一。     

基于MODIS数据的青岛市城市热岛效应非一致性分析

利用2011年各月的MODIS数据,反演得到青岛地区地表温度数据和植被覆盖数据,对其地表温度与植被覆盖的分布状况及相互关系进行定量研究。实验表明,青岛市存在热岛效应,且热岛效应夏秋季节在市区表现较为明显,在夏秋季节内地表温度与植被覆盖之间呈现显著的负相关关系。此外,还对比了青岛市与上海市的城市热岛效应的不同,对青岛市热岛效应非一致性作出进一步分析。     

南通市热岛效应的遥感分析

本文以3个时期的TM/ETM+图像为数据源,反演了南通市1995-2008年的地表温度,利用均值-标准差法对城市热场进行了分级,阐述了南通市热岛效应空间分布格局、时空演变特征,定量分析了地表温度与土地利用、植被覆盖率的关系,揭示了南通市城市热岛效应演变的原因。结果表明,随着城市化进程的加快,南通市城市热岛区域扩张明显,增加了11.96%,且呈现逐渐向东南方向扩张的趋势,除以濠河为中心的老城区继续保留其热岛特征外,在新城区和经济开发区出现了多个热岛区域,植被覆盖率与温度高低存在着较高的负相关性。     

江苏滨海湿地土地利用/覆盖变化与地表温度响应遥感监测

以Landsat TM/ETM+图像为主要数据源,提取了江苏省盐城滨海湿地土地利用/覆盖信息;基于单窗算法反演了地表温度,综合分析了1992—2009年间湿地土地利用/覆盖变化(LUCC)及其对地表温度的影响。结果表明:在1992—2009年的17 a间,江苏省滨海湿地最主要的LUCC类型是人类主导型,且以自然类型向人工类型转化最为显著;互花米草、碱蓬和芦苇等自然景观总面积减少了385.52 km2,养殖场、盐田及建筑用地等人工景观总面积增加了376.97 km2;人为干扰是湿地LUCC最主要的驱动因素。在LUCC的影响下,湿地地表温度也有显著波动,多数湿地类型都有不同层次的升温。     

老挝万象土地利用变化分析

采用灰度比值法、归一化植被覆盖法(NDVI)及主成分分析法(PCA)和分类后比较法对老挝万象1999年和2006年的地表覆盖变化/土地利用变化进行了分析比较实验。实验表明,灰度比值法、归一化植被覆盖法(NDVI)及主成分分析法变化信息提取的组合结果明显优于分类后比较法,因此作者选取组合方法的变化信息提取结果,分析了老挝万象1999年和2006年土地利用变化情况,得到变化分布图和统计表。研究表明,老挝万象1999年和2006年城市得到大规模扩张(城市面积增长71%),而农业、林地、水体面积都明显减少。     

不同土地利用类型的城市热环境效应研究——以广州市为例

利用2005年Landsat TM遥感卫星数据,对广州市不同土地利用类型与城市热环境之间的关系进行研究,发现不同土地利用类型对地表温度(LST)的影响具有明显的差异。草地、林地及耕地的LST与归一化植被覆盖指数(NDVI)呈现明显的负相关,水域的LST与归一化水体指数(MNDWI)之间呈现明显负相关,而城镇建设用地指数(NDBI)、未利用土地指数(NDBaI)则与LST呈现明显正相关。最后建立了LST与各土地利用类型表征指数及DEM之间的多元线性回归方程,可用来指示一个地区不同地表覆盖及地形差异导致的地表温度分布,为城市热环境的评价和分析提供依据。