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[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
梁文广 赵英时 周霞
组分温度的反演是当前定量遥感的一个难点。与众多的陆面温度遥感模型相比,成熟的组分温度遥感模型相对较少。通过对近地面热红外辐射能量的线性展开,建立了MODIS多波段植被、土壤组分温度反演模型。该模型将组分温度与地表温度定量联系起来,模型中所涉及到的参数充分考虑到研究区湿地环境的特点。在计算组分温度时,首先利用单窗算法得到的MODIS陆面温度反演模型计算地表温度,然后由所建立的组分温度模型计算植被、土壤温度。选用2005年10月31日的鄱阳湖地区MODIS数据试验,与实测的植被、土壤温度相比,反演的组分温度的误差在1.5~2.1℃;通过对模型参数的敏感性分析,表明该模型具有一定的稳定性。实践证明,...
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
张爱因 张晓丽
【目的】地表温度是区域与全球尺度地表过程分析与模拟的重要参数,在地表与大气能量交换的过程中扮演着重要的角色。本文使用3种算法对北京地区Landsat-8影像进行地表温度反演,并使用MODIS地表温度产品对反演结果进行交叉验证,评估Landsat-8用于地表温度反演的精度与适用性,为后续使用Landsat-8反演地表温度的研究提供参考。【方法】对反演地表温度所需的3个重要参数(大气平均作用温度、地表比辐射率、水汽含量)进行获取,得到3个算法的反演结果后,对各个算法的结果进行敏感性和差值分析,并将结果与同期MOD11A1地表温度产品进行对比分析。主要分析手段包括北京市不同行政区之间算法结果与温度产品的平均温度结果比较、不同地类之间算法结果与温度产品的平均温度结果比较,以及选取尺度效应较低、温度随时间变化较小的密云水库中心区域比较两者的温差。【结果】3个算法的反演结果总体平均温差不超过1 K,其中Cristóbal等提出的改进后单通道算法与其他两个算法的温差最小,Wang等提出的改进后单窗算法与其他两个算法的温差最大。Landsat-8地表温度反演结果普遍高于MODIS温度产品。通过选取密云水库中心区域对本研究反演结果和温度产品进行对比可以得出,3种算法结果与MODIS温度产品的总平均差值为1.373 K。【结论】反演结果总体上具有较理想的反演精度。Jiménez-Mu?oz提出的劈窗算法具有最好的敏感性分析结果,且与MODIS温度产品的结果最接近。Landsat-8反演结果与MODIS温度产品在总体地温分布规律上保持一致,但Landsat-8因具有更高的分辨率而能更好地分辨小地块不同地类的地温差异,在精确反演地表温度领域拥有更大的优势。
[期刊] 上海海洋大学学报
[作者]
霍文娟 韩震
海洋表面温度是海洋环境的重要参数。遥感技术是进行海表面温度研究的有效手段之一。以印度洋北部海域为研究区域,利用Aqua卫星上的微波数据(AMSR-E)和光学数据(MODIS),进行了海表温度反演研究。首先对AMSR-E L2A数据和MODIS L1B数据进行预处理,然后将AMSR-E的各极化通道亮温数据与实测海表温度进行相关性分析,通过多元线性回归建立AMSR-E海表温度的反演模型,而MODIS海表温度则通过采用线性多通道算法得到,最后以AMSR-E亮温数据为主,MODIS海表温度数据为辅,采用多元线性回归的方法建立了海表温度反演模型。利用该模型反演印度洋北部海域海表温度,反演结果与实测数据相...
[期刊] 地理科学进展
[作者]
贾媛媛 李召良
被动微波遥感具有穿透云层(甚至雨区)获取地表辐射信息的能力,在处理云的问题上,明显优于可见光、红外遥感,可更好地服务于相关领域研究。由于微波信号受多种因素的影响,目前被动微波反演地表温度的算法还不成熟。根据建模手段和方法的不同,从经验反演模型和物理反演模型两方面入手,系统回顾国内外被动微波数据反演地表温度的算法并加以评述,指出今后应加强尺度转换、物理机理以及多数据源结合方面的研究。
关键词：
地表温度 被动微波遥感 辐射传输模型
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
何报寅 丁超 徐贵来 刘红卫 刘杰 张晴
地表温度是许多研究领域,如环境、生态、水文、气候、农业、浅层地温能、热岛效应等不可或缺的重要参数,这些参数现在可以通过卫星热红外遥感技术方便地获得。对一年的MODIS 8d合成地表温度产品进行了处理,得到了武汉城市圈的地表年平均温度、年温度变幅、日温度变幅、年最低温出现时间、日最高温出现时刻等参数的分布图,并对这些参数的分布特征与土地利用现状进行了对比分析,初步揭示了该区的地表温度时空变化规律。结果表明,这些参数受到城市热岛效应、下垫面和地形因素的强烈影响,年平均温度以城市地区最高,平原地区其次,北部和南部山区的年平均温度最低;地表水体与其附近陆地相比,年平均温度的差异并不显著,但是其年温度变...
关键词：
地表温度 遥感 MODIS 武汉城市圈
[期刊] 资源科学
[作者]
李柏延 任志远 李瑞宗 王昀琛
本文基于单窗算法,选取1992年、2000年、2006年、2013年四期LandsatTM/ETM影像及西安市、西安市周边各气象站点的观测资料作为研究数据,对西安市地表温度反演及城市热岛强度进行定量化研究,结果表明:1西安市二环与三环之间区域的地表温度升高较快,城市中心地表温度的变化程度低于二环与三环之间的区域,这与西安市城市规划布局和实际情况相一致,热岛区的面积年平均增加速率为0.83%;21992-2013年西安城区气温平均升高约1.3℃左右,西安郊区气温平均升高约0.1℃左右,说明热岛效应对西安市的整体气温的升高贡献率比较大。就热岛强度总体而言,西安市热岛强度仍呈现上升趋势,期间1996...
[期刊] 地理科学进展
[作者]
黄耀欢 江东 庄大方 付晶莹
地表水汽压是大气科学、水文学等多项研究中的一个重要输入参数。鉴于常规观测方法对于地面气象站点依赖性强且空间不连续的缺点,采用MODIS遥感数据对海河流域的日平均地表水汽压进行估算。通过相关分析得出日平均地表水汽压与MOD07低空可降雨量数据具有很强的相关性,并通过对比采用二次曲线进行建模。选取2009年1-4月数据对二次曲线模型的验证结果表明,估算结果与实测日平均地表水汽压1∶1曲线的相关系数R2为0.83。本文的研究结果提供了一种实用的基于遥感数据估算日平均地表水汽压的方法。
关键词：
地表水汽压 MODIS 海河 可降雨量
[期刊] 地理科学进展
[作者]
赵彩杉 曾刚 张丽娟 张学珍
揭示耕地与林地转换对地表温度的影响对于认识人类活动的气候与环境效应具有重要意义。基于卫星遥感数据的统计分析是揭示土地利用/覆盖变化对地表温度影响的重要手段。但是,在景观破碎度较高地区,混合像元问题成为使用这一技术手段的主要限制性因素,中国南方长江流域尤为典型。为突破这一限制,论文基于Google Earth高清影像,在1 km尺度上辨识了200对耕地与林地纯像元,进而利用MODIS陆地数据产品,对比分析了耕地与林地的地表温度(LST)、叶面积指数(LAI)、地表反照率(Albedo)之差。结果表明:耕地的LST高于林地,白天和夜间温度分别约偏高2.75℃和1.15℃,并且温差因季节而异,白昼温差呈双峰(分别是5月和10月,温差约3.18℃和3.33℃),夜间温差为单峰(7月,约2.46℃)。同时,温差因地而异,总体表现为西高东低,陕甘交界处的白昼温差最大,年平均约为3.83℃;安徽中南部温差最小,约为1.1℃。耕地与林地的LST之差主要由蒸散发的差异所致。林地的LAI较大,蒸散发较强,地表向大气的潜热通量较大,用于直接加热地表的感热相对偏少,因而LST相对偏低。上述结果表明近年来长江流域及毗邻地区的耕地转为林地通过增加蒸发产生了一定的致冷效应。
关键词：
耕地与林地转换 地表温度 长江中下游地区
[期刊] 资源科学
[作者]
罗红霞 邵景安 张雪清
利用Landsat-5TM影像,采用辐射传导方程对三峡库区腹地的地表温度进行了反演。在辐射传导方程中,对于地表比辐射率的估算,考虑到库区腹地复杂的地形和地表覆被类型的多样性,采用结合地形、水、建筑和自然表面等因素作用的经验公式进行。结果表明:①地表温度随海拔的升高呈降低趋势,其空间展布与山脉走向一致;②不同的地表覆被格局下,近地面水热交换差异较大,地表温度作为其中重要的参数也展现出显著的异质性,呈现建筑>自然表面>水体的基本格局。在相同海拔高度下,地表温度的高低主要取决于地表覆被的类型及其转换;③同一覆被类型间在不同海拔下的地表温度间的变化幅度因覆被类型的不同而差异显著,但随海拔的升高而降低具...
[期刊] 资源科学
[作者]
王万同 钱乐祥
MODIS数据具备较好的时间分辨率,是目前模拟监测区域尺度地表能量与水分变化比较理想的数据源。SEBS模型理论基础坚实、区域应用限制低、反演结果较为合理准确,因此得到广泛应用。利用伊洛河流域2002年、2008年四季典型日(8d)的MODIS数据,采用结合DEM数据改进后的SEBS模型,对伊洛河流域地表蒸散进行了估算,分析了地表蒸散的空间格局和年内变化特征。结果表明:研究区地表蒸散空间分布具有明显的地域性差异,呈现出南部高、北部低,山区高、河谷低,南北梯度大的空间分布特点,区域分布不均衡;年内蒸散量的变化呈单峰趋势,季节性变化显著,下游平原区受供水条件影响差异较大。
[期刊] 地理科学进展
[作者]
李斌 王慧敏 秦明周 张鹏岩
通过研究归一化植被指数(NDVI)、归一化水汽指数(NDMI)与地表温度(LST)的相关关系,对比NDVI和NDMI定量分析LST的适宜程度。以Landsat 8遥感影像为数据源,以郑汴都市区为例,反演LST,计算NDVI和NDMI。从整体、分区、像元等不同层面分析NDVI和NDMI与LST的相关关系,并利用GEO-Da软件,分析150 m、300 m、450 m三种不同采样间隔数据的NDVI、NDMI与LST的空间相关性。主要结论为:(1)NDVI与LST的线性拟合度较差,而NDMI与LST具有很强的线性关系,剖面分析显示NDMI与LST呈显著负相关关系。(2)缓冲区分析结果表明,随着距城市中心距离的增加,用地类型增多,LST和NDMI之间的相关性逐渐增强。(3)在Moran's I空间相关性分析中,不同采样间隔下两指数与LST的负相关关系均比较明显,但由于水体在2个指数中数值的差异,使NDMI与LST表现出更强的空间负相关性,而NDVI与LST空间相关性则相对较弱。因此,总的来说NDMI是热环境研究的有效指标,与NDVI相比,NDMI与LST的负相关关系更强、更稳定,也更适宜于对LST的定量分析。
[期刊] 地理科学进展
[作者]
李斌 王慧敏 秦明周 张鹏岩
通过研究归一化植被指数(NDVI)、归一化水汽指数(NDMI)与地表温度(LST)的相关关系,对比NDVI和NDMI定量分析LST的适宜程度。以Landsat 8遥感影像为数据源,以郑汴都市区为例,反演LST,计算NDVI和NDMI。从整体、分区、像元等不同层面分析NDVI和NDMI与LST的相关关系,并利用GEO-Da软件,分析150 m、300 m、450 m三种不同采样间隔数据的NDVI、NDMI与LST的空间相关性。主要结论为:(1)NDVI与LST的线性拟合度较差,而NDMI与LST具有很强的线
[期刊] 地理科学进展
[作者]
夏朝宗,熊利亚,庄大方,刘喜云
遥感在陆地植被生产力研究中的应用,推动了遥感驱动的陆地生态系统模拟和NPP估算尺度的扩展。NPP遥感模型中,冠层吸收光合有效辐射和辐射利用率是描述植物光合过程的两个关键参数,本文根据太阳辐射在地-气系统中的传输过程和植物光合作用机理,建立基于MODIS数据的参数反演模型,重点研究地表光合有效辐射吸收总量(APARSFC)、冠层光合有效辐射吸收比(RPAR)、辐射利用率(RUE)等的定量提取,并选择东北温带落叶林为研究对象,利用2003年6月MODIS数据,探讨各自在NPP研究中的应用。研究表明:6月东北温带落叶林地表PAR净通量月均值为8.1MJm-2day-1;RPAR大于0.5,部分地区达到饱和;辐射利用率在0.45~1.09gCMJ-1之间,落叶阔叶林和落叶针叶林均值分别为0.71和0.69gCMJ-1;净光合产物月累积均值达0.53MgChm-2,其中,落叶针叶林为0.56MgChm-2,落叶阔叶林达0.51MgChm-2,表现出明显的地带性规律,与过程机理模型模拟结果进行比较分析,二者差异很小,体现出良好的一致性。
[期刊] 资源科学
[作者]
董雪 田静 吴骅 刘素华
地表比辐射率是确定地表长波能量平衡的一个关键参数,也是影响地表温度反演的主要因素,因此比辐射率的精确测定具有重要意义。地表比辐射率除了受地表覆盖类型的影响,与土壤水分含量也密切相关。本文针对MODIS通用分裂窗算法和Landsat TM/ETM+单窗算法,根据Mira等建立的土壤含水量和土壤比辐射率的经验模型,利用SMEX04试验中Arizona研究区的遥感数据和地面观测数据,探讨考虑土壤水分影响后的比辐射率信息在地表温度反演中是否能够提高其反演精度。研究结果表明:利用考虑土壤水分影响后的比辐射率所反演的地表温度平均误差(ME)和均方根误差(RMSE)均低于比辐射率未考虑土壤水分影响反演的地表温度,其中通用分裂窗算法反演的地表温度ME降低了1.0~1.5K,RMSE降低了0.4~0.8K;单窗算法反演的地表温度ME降低了0.7K,RMSE降低了0.9K。因此,基于土壤比辐射率与土壤水分关系模型的比辐射率修正方法能够提高地表温度的反演精度,并且敏感性分析的结果表明目前土壤水分遥感数据0.04cm~3 /cm~3 的误差对本文使用的考虑土壤水分获取地表比辐射率进而反演地表温度的方法影响不明显。
[期刊] 资源科学
[作者]
董雪 田静 吴骅 刘素华
地表比辐射率是确定地表长波能量平衡的一个关键参数,也是影响地表温度反演的主要因素,因此比辐射率的精确测定具有重要意义。地表比辐射率除了受地表覆盖类型的影响,与土壤水分含量也密切相关。本文针对MODIS通用分裂窗算法和Landsat TM/ETM+单窗算法,根据Mira等建立的土壤含水量和土壤比辐射率的经验模型,利用SMEX04试验中Arizona研究区的遥感数据和地面观测数据,探讨考虑土壤水分影响后的比辐射率信息在地表温度反演中是否能够提高其反演精度。研究结果表明:利用考虑土壤水分影响后的比辐射率所反演的
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