喀斯特地区地表温度空间降尺度方法初探

喀斯特地区地形起伏大,常规的降尺度方法及所选择的因子对其不适用。该文根据喀斯特地区的特点,选取反射率、遥感指数及高程因子为尺度因子,通过随机森林模型建立MODIS第31、32波段辐射亮度数据和尺度因子之间的非线性关系,构建适合喀斯特地区的随机森林(Karst Random Forest,KRF)模型,成功将空间分辨率为1 km的热红外辐射亮度降至100 m,最后利用劈窗算法反演得到空间分辨率为100 m的地表温度。将KRF方法与仅考虑常规因子的多因子随机森林回归模型(MTVRF)和热锐化算法(TsHARP)对比,结果表明:1)在不同高差的喀斯特地区,KRF方法可较大程度提高地表温度降尺度精度,均方根误差(RMSE)在遵义市西北部和贵阳市以南地区分别为2.46 K和1.45 K,较MTVRF模型分别降低了0.1419 K和0.2928 K,较TsHARP算法分别降低了0.6204 K和0.6953 K,且在地形起伏度较低的喀斯特山区城市(贵阳市以南)表现更好;2)在喀斯特地区不同地类上,KRF方法效果也较好,其中植被区域最优,RMSE为1.41 K,破碎的裸土区域RMSE为1.84 K。研究显示,考虑特殊尺度因子的KRF方法可提高喀斯特地区地表温度的降尺度精度,为该地区以地表温度为基础的研究提供更精细可靠的地表温度产品。     

居住区典型地物热环境的日变化及其相互影响分析

居住区热环境状况是影响局地微气候变化的重要因素,研究居住区地物的热环境特征,对于了解和改善微气候具有重要意义。为了更好地揭示居住区热环境特征,本研究使用热红外成像仪对北京市某校园居住区进行观测,获取了夏季不同天气状况下（晴天、阴天、多云）的24 h热红外影像数据。依据各天气数据和地物属性,系统分析了各地物日变化规律,并通过垂线法判定邻近地物的温度边界范围,进而揭示出地物间温度交互特征。结果如下：① 太阳辐射是影响地物白天温度变化的主要因素,与地物温度呈正相关性;在多云天气下,地物的最高温度滞后至16:00出现,且地物温度曲线呈现连续的“锯齿状”升降趋势,云层的大量运动是导致多云天气下的地物温度波动变化的关键因素;沥青道路在夜间的温度均高于其他地物,并且夜间持续放热,提生周围环境温度;阴影能够有效减少地物吸收的太阳辐射量,降低地物表面温度;植被的冠层厚度与地物温度呈负相关性,因此增加居住区内绿植的冠层厚度,增大区域阴影面积有助于改善局地微气候;② 树木和裸土在06:00和14:00的温度交互作用强烈,表明在地物交界处,全天持续发生显著的热量交换;而夜间至凌晨,草坪与人行道持续进行热量交换,帮助降低路面温度,缓解周围高温状况。     

尺度分层多阈值结合SVM分类的热红外舰船识别

针对尺度自适应选择分层多阈值方法,有时检测目标不完整且存在较多虚警目标等问题,提出了一种基于尺度分层多阈值和SVM分类相结合的舰船目标检测与识别方法。首先使用尺度自适应分层多阈值方法进行初检测;其次根据样本学习生成舰船目标特征及最佳分类特征组合;最后使用SVM样本学习分类实现舰船目标检测与识别。实验结果表明,该方法比单一使用样本分类法降低了虚警率,提高了检测效率,能在近岸舰船目标与背景对比度较低的情况下实现虚假目标有效剔除,且在突堤式码头停放的舰船目标识别中更有效和更稳定。     

构架航线对无人机影像区域网平差精度影响分析

与三角翼相比,无人机航摄影像像幅小、模型连接性差、质量轻、航摄时姿态不稳定;这些因素导致无人机航摄影像成图精度较差。为了解决该问题,传统航测方法在每两张航摄影像间布设大量控制点,增强模型刚性;GPS辅助空中三角测量通过提高曝光点的点位精度,可以减少控制点的个数,但是由于无人机像幅小,控制点约束范围小,因而仍然需要大量的控制点。针对以上问题,文章在GPS辅助空中三角测量的基础上,通过布设架构航线,进而实现增加影像之间的重叠度,增强模型刚性的目的,从而实现在减少控制点个数的同时,保证无人机航摄影像区域网平差精度的提高。实验表明,该方法与单纯的依赖GPS辅助空三技术相比,在精度相近的基础上能够减少约50%的控制点布设数量,大大减少了外业工作量。     

利用单窗算法反演Landsat 8 TIRS数据地表温度

以Landsat 8为数据源,并结合地表发射率、大气透过率等参数遥感估算方法,提出了针对TIRS 10数据的单窗算法TIRS10_SC,并开展了研究区的地表温度反演3种单窗算法的对比研究。结果表明,TIRS10_SC算法紧密结合Landsat8 TIRS传感器的特性,通过遥感估算城区下垫面的地表发射率、大气透过率等特征,可以较为准确地估算出地表不同覆被类型的温度;裸土与水泥下垫面等相对均质的下垫面的温度反演效果稍好,TIRS10_SC算法和Q_SC算法其平均误差为0.60℃,JM_SC算法其平均误差为1.01℃;对于植被下垫面,TIRS10_SC算法和Q_SC算法其平均误差为1.48℃,JM_SC算法其平均误差为1.26℃,为了提升城区植被下垫面温度反演精度,应该进一步准确地量化其发射率特性。     

基于基尼系数的倾斜航空影像中建筑物立面损毁检测

针对已分割出的建筑物立面,提出了以基尼系数作为损毁指数对倾斜航空影像中建筑物立面损毁检测的方法。该方法首先通过改进的k-means算法分割出建筑物立面的门窗和墙面,然后利用Canny算法对分割影像进行边缘检测提取统计特征,最后利用经济学中的基尼系数来判断建筑物立面是否损毁。实验结果表明,本文方法在没有先验信息的情况下仅利用单时相倾斜航空影像就能简单高效地判定建筑物立面损毁。     

乌鲁木齐机场一次寒潮多相态降水过程分析

利用常规观测资料及新疆区域自动站、乌鲁木齐风廓线雷达、多普勒雷达资料,针对2015年2月13日发生在乌鲁木齐地区的一次雨雪天气过程,从大气背景环境、风温垂直结构、冷暖平流及雨、雪相态转换成因等方面进行分析。结果表明:此次寒潮降水天气的大尺度环流背景是中亚地区高空脊向极区发展,脊顶北风引导极地冷空气南下,在西西伯利亚地区发展成大槽。大槽东移进入新疆地区后,槽后冷空气与北上的西南暖湿气流在天山山区汇合造成此次寒潮降水天气。乌鲁木齐机场出现雪转雨再转雪等相态转换,是由于先受冷平流控制,随着地面冷锋前部暖平流临近,低空暖层厚度加大,降雪粒子在降落过程中融化为雨滴,地面降水相态转为雨夹雪和雨,冷锋系统进入后,再次处于冷平流控制下,降水相态再由雨转为雪。风廓线雷达风场资料的分析结果表明,空中冷暖平流的性质和转换与降水相态变化有较好的对应关系;风廓线垂直速度显示,降雪粒子与雨滴粒子相比,垂直速度较小且雨滴粒子主要集中在1000 m以下。利用多普勒雷达产品分析地面冷锋的移动、空中冷暖平流的变化,有助于对降水相态变化的预报。     

利用TRMM卫星分裂窗通道对东亚地区夏季降水判识方法的探索

利用2005年9月东亚中低纬地区的63个时次的TRMM卫星资料,分析了降水云和非降水云的红外辐射特征。结果显示:10.8μm通道大部分非降水像元的亮温大于280 K,晴空像元的亮温更高;大部分降水像元的亮温小于280 K,降水越强亮温越低,强降水的亮温在260 K以下。非降水像元的分裂窗通道亮温差(BTD45)总的来说都高于1.5 K;降水像元的BTD45总的来说都小于3.0 K,强降水像元BTD45较低,一般在2.0 K以下。在此基础上,分析了中低纬度夏季6次的不同类型的大尺度短时强降水数据,得到了中低纬度夏季强降水过程中非降水云和降水云对应的红外辐射特征,并以此为依据,提出BTD45为3.0 K和10.8μm通道亮温260 K为降水识别阈值,二者结合,可以得到较好的降水判识结果。     

基于航空客流的中国城市对外联系网络结构与演化

改革开放以来,经济全球化和快速城市化促进了中国城市外向型联系的发展,改变了中国城市对外联系的空间格局。越来越复杂化的城市空间分布和组织规律需要一个全新的、综合的网络视角来考察。航空运输是当前城市间相互联系的重要物质基础,体现了城市间的直接关系,是研究城市网络的合适工具。本文以中国城市对外的航空客运联系作为衡量城市关系的指标,借鉴社会网络分析中的2-模网络概念构建了中国城市对外联系网络,并对网络的结构特征和演化规律进行了分析。研究结果表明,中国城市对外联系网络存在北京-上海-广州的三中心结构。中心城市以外,西部城市上升势头迅猛,体现了网络多元化发展的趋势。此外,中国城市对外联系的主要对象逐渐从东南亚向东亚转移,并呈现出以首尔为核心的网络结构。同时,中国城市对外联系扩张以强化区域内部联系为主,洲际联系发展滞后。     

近红外变源IRAS 04000＋5052为一小尺度致密恒星形成区

利用瑞士Ｇｏｒｎｅｒｇｒａｔ天文台的意大利１．５米ＴＩＲＧＯ红外望远镜对近红外变源ＩＲＡＳ０４０００＋５０５２进行了近红外成像观测,得到了ＪＨＫ宽带及Ｈ２Ｓ（１）１￣０和Ｂｒγ窄带高分辨率图像,并进行了红外测光及位置测量工作。结果发现此ＩＲＡＳ源不是以往认为的单一年轻天体,而是一个包含有许多个年轻天体的小尺度致密恒星形成区,在这样小尺度且致密区域内,恒星形成也不是在同一时期完成的。