浮岛光伏电场对地表温度空间分布特征的影响

近些年我国光伏产业发展迅速,评估大型光伏电场对环境的影响对指导光伏产业的健康发展具有重要意义.光伏电场对局地热环境的改变开始得到了国内外研究人员的关注.浮岛(也称水面漂浮式)光伏电场作为近年来光伏发电的新开发模式,其对地表温度(land surface temperature,LST)空间分布特征的影响尚不清晰.该文基...     

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。     

HJ-1B卫星三种反演地表温度模型的分析与验证

由于对不同的传感器,单通道算法中的经验公式必须根据相应的热红外波段特征重新进行拟合,该文以覆盖广州市的卫星影像HJ-1B/CCD和HJ-1B/IRS为数据源,利用基于同步面上像元尺度的多源遥感数据MOD021KM,并结合上下行辐射和地表比辐射率来反演大气水汽含量以及大气透射率。在此基础上,针对环境卫星,提出修正的普适性单通道算法、大气辐射传输方程算法和单窗算法3种模型,进行广州市地表温度反演,最后利用野外观测数据进行验证。结果表明,相比普适性单通道算法和单窗算法,辐射传输方程模型精度比较高。     

中国区域植树造林对地表温度的影响

近些年随着中国植树造林计划的持续进行,植被覆盖不断增长,进而影响中国地表环境.地表温度是表征地表物理过程的重要参数,是地表—大气能量交换中的驱动因子,广泛应用于气候、水文、生态及气象等研究中,是众多基础学科研究的关键参数之一.为了分析植树造林战略对局地和区域尺度的影响,以指导相应政策的制定,本文采用IBM(Intrin...     

基于辐射传导方程法的地表温度反演

随着城市的不断扩张导致城区存储较多的能量,研究地表温度反演变得越来越重要。本研究以典型的沿海城市烟台市牟平区作为温度反演的研究对象,运用辐射传导方程法,对Landsat 7ETM+数据,Landsat8TIRS遥感影像进行地表温度反演。结果表明2002年6月牟平区最高温度与最低温度差异为30℃,平均温度为33.5℃;2013年8月牟平区最高温度与最低温度差异为21℃,平均温度为30.2℃;高温区都集中在市区。研究结果对烟台市的城市规划和未来发展有一定的借鉴作用。     

地表发射率不同的估算方法对地表温度的影响

随着遥感技术的日益成熟,用热红外波段反演地表温度的方法也日趋完善,其中一个关键参数--地表发射率的估算,直接影响着地表温度的反演结果。基于TM6的热红外波段,分别采用最常用的Van的地表发射率估算方法和综合了覃志豪与Sobrino的估算方法,对北京地区的地表温度进行了反演,并在此基础上对这2种估算方法所得结果进行了比较,从而为找出更为有效的地表发射率估算公式提供依据。结果表明,对于农林地2种估算方法都比较适合,但是对于水体和城市等人口密集地区,则需要和当地的实测数据进行比对,从而确定更为合适有效的估算方法,以得到更为精确的地表温度结果。     

利用时空信息的单波段地表温度遥感反演

地表温度被认为是影响生态系统的关键因子之一,它与许多地表过程有关。目前,热红外卫星遥感技术是获取有关区域和全球尺度地表温度信息的一个有效、可行的手段。针对不同卫星上搭载的热红外传感器,许多学者开展了大量的研究,其中针对单波段热红外的特点(如Landsat TM/ETM+,CBERS和HJ-1B)提出了单通道(或单窗)算法。该类算法需要准确的地表比辐射率和大气参数(如大气水分含量)。这些参数在现实中又很难轻易获得,从而在一定程度上限制了现有算法的应用。针对HJ-1B高回访频率的特点,本文提出了利用多时相影像的时空信息来直接反演地表温度的Multi-Temporal and Spatial Information-Based Single Channel(MTSC),以解决现有算法对地表比辐射率和大气参数的过度依赖性。实例分析结果显示,基于MTSC法由HJ-1B反演得到的地表温度结果与MODIS地表(陆表和海表)温度产品具有很好的空间一致性;HJ-1B的陆表温度结果总体上被高估了约1 K,而海表温度结果总体上被高估了0.5 K;同时,MTSC法得到的HJ-1B地表温度结果具有更好的细节和空间完整性。最后,通过分析和讨论指出了一些可能的完善途径,如相似像元的确定、修改优化求解中的目标函数、参数的自适应初始化等,以便提高MTSC法的反演精度和实用性。     

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。     

HJ-1B热红外辐射定标对地表温度反演的影响

辐射定标是地表温度反演的关键环节。在实际应用中,定标参数的选取直接影响辐射定标结果。由于卫星在轨定标系统的灵敏度会随时间发生改变,这使得实际的辐射定标存在不确定性。本文基于单波段热红外辐射传输方程给出了辐射定标影响地表温度反演的敏感性分析模型,并重点对HJ-1B热红外波段的辐射定标问题及其对地表温度反演的影响进行讨论和分析。敏感性分析模型显示,在一般的情形下,辐射定标偏差与地表温度反演误差的比值在数值上约为1∶11,即0.1个单位(W·m–2·sr–1·μm–1)的辐射定标偏差可能引起1.1 K左右的温度反演误差。由于对HJ-1B热红外波段定标参数的更新存在滞后,即使仅考虑相邻年份间的定标偏差,相应的地表温度平均绝对误差也在1.0—2.0 K左右。在更严重的情形下,因辐射定标偏差引起的地表温度误差甚至高达5.0 K以上。同时,分析结果也表明对HJ-1B的存档影像,无论使用其头文件中的定标参数还是当年公布的定标参数,定标后辐射亮度值的偏差均存在一定的不稳定性。针对当前在HJ-1B定标参数更新方面的不足,本文假定传感器辐射性能变化是匀速稳定的,相应地提出了线性内插修正法和线性外推法两个定标参数估计/修正方案。通过线性内插的方法进行辐射定标修正后,在一定程度上减小了误差的不稳定性,与MODIS B31波段的亮温相比,偏差在1.0 K以内(约为0.5 K)。当定标参数尚未公布时,由线性外推法修正后的辐射定标结果所得亮温的偏差约为1.0 K。与在大亚湾核电站附近海域进行的一次卫星同步观测(2011年12月18日)相比,经两个方案修正后的海表温度偏差分别约为0.2 K和0.7 K。案例分析的结果表明,在现阶段,线性内插修正法和线性外推法是简单有效的,可供用户在实际应用中参考和使用。     

地表辐射温度取代地表温度的可行性分析——以“风云2号”C星与MODIS数据为例

为了反演出全天各个时刻的地表温度数据,在不考虑大气水汽含量和地表比辐射率的情况下,首先建立“风云2号”C星2个热红外通道数据相对于MODIS地表温度数据之间的回归方程,反演出各个时刻的5 km空间分辨率的地表辐射温度;然后根据地表温度最大值和最小值出现的时间,将反演的地表辐射温度降尺度到1 km空间分辨率,在同时刻、同...     

基于TM影像的亮温与地温数据比对分析

亮温与地温是研究城市热岛效应的两个有效指标。在详述基于影像算法反演地温的基础上,以绵阳市建成区为实验区,对比分析了亮温与地温的差异性。结果表明,(1)与亮温相比,地温数据的最大值和最小值均偏大约2K,且二者差值大小主要分布在0.91~2.57K之间,约占总面积的98.06%;(2)以亮温与地温数据为基础划分的热岛区和冷岛区结果相近,通过转移矩阵法研究发现,两种划分结果在空间分布上差异很小,一致性比例达到94.50%。     

采用ASTER影像进行地表温度反演与分析

基于ASTER遥感影像数据,运用劈窗算法对重庆市主城区进行了地表温度反演,得出重庆市主城区地表温度空间分布规律,结果表明重庆市主城区地表温度明显比郊区地表温度高,城区与近效温差达6.34℃,城市热岛效应明显。     

地表温度反演方法

选用分裂窗算法,采用两因素模型对吉林省西部MODIS数据进行了连续3年的地表温度反演。通过对MODIS数据波段选取,分别计算星上亮度温度,采用基于植被指数与地表分类相结合的方法得到地表比辐射率,根据MODIS数据计算得到大气水汽含量,利用大气辐射传输模型得到大气透过率,最后,通过分裂窗算法模型反演出地表温度。实验结果表明,该方法能够获得较合理的地表温度反演结果,对农业旱灾动态监测具有一定应用价值。     

基于Landsat数据地表特征参数与地表温度关系

以成都市为研究区,定量分析了各地表特征参数与地表温度之间的线性关系。通过对地表温度与归一化植被指数(NDVI)、归一化建筑指数(NDBI)、归一化水汽指数(NDMI)进行局部区域逐像元分析和总体区域统计分析,结果表明NDVI,NDMI,NDBI与地表温度间都存在明显的线性关系,可用于说明地表温度的动态变化,在3月份,NDMI与地温的相关性更优于NDVI。对传统城市热现象研究中,NDMI与NDBI能够用来以NDVI作为分析地表温度随季节而变化的互补的度量标准。     

多源地表温度估算近地表气温的精度对比

气象站点稀疏会导致观测到的近地表气温空间不连续,基于地表温度数据结合辅助变量估算气温成为获取气温空间分布的有效方式。目前,已有多种地表温度产品,但鲜有研究评估多源地表温度数据在估算气温时的精度及其适用性。针对该问题,首先,利用Google Earth Engine平台和随机森林算法,基于Landsat、中分辨率成像光谱仪(moderateresolution imaging spectroradiometer,MODIS)、全球陆面数据同化系统（global land data assimilation system,GLDAS）3种地表温度数据源估算了黄河流域近地表气温的最大值、最小值和平均值;然后,结合站点观测分析了多源地表温度估算气温的精度及适用性。结果表明,3种地表温度数据源估算夏季气温平均值时精度差异较小;对于气温极值估算,GLDAS数据显著优于MODIS和Landsat数据;每种数据源估算气温极值的精度低于其估算气温均值;此外,地表温度的时间分辨率会显著影响近地表气温的估算精度。该成果可以为长时序气温产品估算提供科学参考。     

庐山地区地表温度反演分析

研究庐山地区的地表温度,对于本地区的生态保护和开发具有重要意义。本文使用了目标区域内Landsat TM/ETM+从2000~2010年间共8幅影像数据,利用单通道算法和NDVI地表辐射率估算方法反演了区域内的温度场,并生成了历年温度对比效果图。分析推断目标区域内的温度场可能存在一个短年限的温度变化起伏规律,对庐山周边山区的影响有待进一步研究。     

基于Landsat TM6的林区温度反演研究

主要研究利用Landsat TM6热红外波段遥感数据定量反演林地温度的方法与可行性。首先计算了研究区的比值植被指数（RVI）,然后利用单窗算法开展林地温度反演,建立起了林地温度与比值植被指数之间的相关关系。研究结果表明：利用单窗算法反演的林地温度精度较高;林地温度与比值植被指数（RVI）25间存在着密切的负相关关系,林地温度与林冠变化之间关系十分密切。     

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。     

咸海面积萎缩对区域地表温度的影响

水体对区域气候调节起着极其重要的作用,近几十年间咸海的水位剧烈下降和湖泊面积不断萎缩,势必会对咸海地区的气候产生重要影响,分析咸海地区地表温度的变化对于研究水体与其周边地区地表温度的关系具有重要意义。利用咸海地区中分辨率成像光谱仪（moderate resolution imaging spectroradiometer,MODIS）地表温度产品MOD11A2,基于空间分析法研究咸海面积变化对区域地表温度的影响和作用。结果表明:（1）相比于咸海表面温度,研究区内分别有93%和69%的研究区域日间和夜间地表温度均有上升的变化趋势;（2）咸海对区域地表温度直接影响范围大致在沿湖边界30 km的范围内;（3）随着咸海面积的快速萎缩,各土地覆盖类型区域与咸海的地表温差均呈现上升的变化趋势,咸海的区域温度调节功能逐渐减弱。