热红外多角度遥感和反演混合像元组分温度

在研究了混合像元热辐射方向性规律的基础上,以连续植被冠层为例,提出了利用热红外多角度遥感数据,直接反演混合像元组分温度的方法。与多通道数据相比,多角度信息间的相关性要低得多,它主要取决于植被冠层的叶倾角分布函数(LAD)。因此更容易达到反演精度小于1K的目的。     

基于热红外遥感数据辽东地热区地表温度反演

为解决地热资源的勘探开发问题, 基于新型的 Landsat鄄8 热红外遥感数据, 采用大气校正法(RTE:Radiative Transfer Equation)反演出辽东地热区在 2014 年不同月份的地表温度, 并将反演结果中的高温异常区与研究区内已知温泉点的空间分布特征进行对比, 结果表明, 两组数据在 8、 9 月份时具有很高的空间相关性。该方法及结果对于探明辽东地热资源的空间分布及进一步勘探开发具有重要的指示意义。     

分裂窗算法在热红外遥感陆面温度反演中的应用

在分析分裂窗算法原理的基础上,介绍常用的几种算法,分析并选取Becker-Li分裂窗算法作为温度反演的最优方法,对ASTER数据进行辐射定标、大气纠正和几何校正,同时结合对植被反映比较敏感的Valor方法计算地表比辐射率,反演出山东省临沂地区的陆面温度.结果表明:城区温度最高,范围为315.09~319.12 K,而水体温度最低,范围为299.10~303.12 K,反演结果较为理想;此外,Becker-Li分裂窗算法和Valor算法能够较好地提高反演精度,为复杂区域的温度反演提供良好的应用示范.     

利用单窗算法反演喀斯特城市地表温度

针对桂林喀斯特城市快速扩展呈现的热岛问题,提出喀斯特山峰混合像元比辐射率估算方法,使单窗算法适用于喀斯特城市地表温度遥感反演。结果表明,地表温度反演值与测量值的误差在2°C内;桂林中心老城区的地表温度相对低于新开发区和城市南北部工厂区,地表温度随植被覆盖度的增加而降低,呈明显的负相关关系;水体的表面温度最低,约17°C,植被覆盖度较高的喀斯特山峰的地表温度较低,阴坡为18~19°C,而阳坡为22~24°C;水泥广场、大面积建筑区的地表温度较高,为32~35°C;厂房密集且生产过程释放热量的工厂的地表温度最高,为33~36°C,个别像元达到40°C。植被覆盖的喀斯特山峰呈现显著的城市凉岛现象,对调节喀斯特城市气候环境具有重要作用。     

基于Landsat5 TM数据的地下煤火区地表温度反演

利用Landsat5 TM数据,应用Weng方法反演了内蒙古乌达矿区的地表温度,并进行了初步分析.结果表明Weng方法的反演结果符合地下煤火区温度的空间分布规律,高温异常区范围明显,在地下煤火区地表温度获取中具有一定的适用性.     

热红外高光谱遥感回归分析定量反演石英含量

热液矿床是重要的矿床类型,包含金矿、铜矿、锡矿、铀矿、钨矿、铅锌矿等重要矿床。在多数情况下,热液活动造成其与围岩石英含量的差异。目前遥感技术仅能提取SiO_2含量(或相对含量)及其分布范围,难以精确反映石英含量的差异信息。通过分析JHU波谱库中不同矿物的光谱曲线以及其他多种含石英岩石和不含石英岩石的光谱曲线,区分了SiO_2光谱特征谱段和石英光谱特征谱段。使用热红外地面光谱仪102f实测样品光谱,通过线性回归方程统计出石英含量的计算公式。最后,通过热红外成像光谱仪(thermal airborne hyperspectral imager,TASI)提取研究区石英含量来验证公式的正确性,并得到野外验证。得出结果:8.6μm处的发射峰是8~11.5μm范围内石英唯一明显的光谱特征,其发射峰的凸显程度与石英含量呈正相关关系。     

重庆主城核心区地表温度与绿地乔木基干横断面积和相关性研究

利用热红外波段资料反演主城区地表温度,结合实地典型样地抽查,对绿地内乔木基干横断面积和与主城核心区地表温度进行相关分析.结果表明:在重庆市主城核心区以内的大范围内,在有损估计的情况下,地表温度(y)和乔木基下横断面积和(x)之间满足线性关系:y=0.463x+37.991(R=0.964 R2=0.930 SigniF=0.000(<0.01)),即在主城核心区每公顷绿地中乔木基干横断面积和增加1 m2,绿地内地表的温度可降低0.46℃,并对松树桥立交桥、北环立交及嘉陵江大桥北引桥下绿地进行实地观测分析,通过增加绿地内乔木基干横断面积和,可有效缓解区域内热岛强度.     

鄱阳湖区地表温度反演以及时空变化特征

利用3期秋季Landsat系列遥感数据对鄱阳湖区地表温度进行反演,并对反演数据进行归一化处理。从自然因素方面和人为因素综合分析18 a鄱阳湖区的温度时空变化特征。结果表明:1)2000年地表温度等级图显示湖区范围内地表温度较良好;2007年鄱阳湖区地表温度出现异常,极高温区出现在鄱阳湖西北岸,鄱阳湖周围均出现次高温区,城镇地区主要以次高温区为主;2018年的地表温度等级以次高温区为主。2)从2000-2018年,鄱阳湖核心区主要以次高温区和中温区为主,极高温区和高温区随着城镇地区的分布特征而变化,极低温区出现山部地区,中温区较大幅度减少,次高温区分布范围明显增多。热岛现象以鄱阳湖为中心呈放射性扩散。这也说明在三峡大坝蓄水后,对鄱阳湖区的地表温度产生了很大的影响。3)植被覆盖度与地表温度呈负相关关系,地表植被覆盖度越好温度越低。海拔与地表温度从整体来看也呈负相关关系,海拔越高地表温度越低。但次高温区、高温区和极高温区的海拔较中温区偏高,但差距不大。地表温度反演结果对鄱阳湖区生态保护规划及粮食保护具有一定的意义。     

基于TM影像的淮安市地表温度反演分析

以淮安市1995年与2006年的Landsat TM遥感影像为主要遥感数据源,采用单窗口算法反演得到研究区的地表温度.通过计算卫星亮温,地表比辐射率,大气投射率,大气平均作用温度来完成单窗体温度反演的计算.从两个时期地表温度反演结果可以看出,城市正不断的发展,该城市聚集度有所提高,热岛效应加剧,温度分布与地表环境有着密切的联系.     

地表温度异常机理及热红外遥感监测——以河南焦作煤层气富集区为例

在地表能量辐射平衡理论分析的基础上,从岩石热传导、土壤热传导以及煤层气储层影响热导率等方面分析了地下热传导,探讨了地球内部热量传递导致地表温度异常的原因。选择河南焦作煤层气富集区作为热红外遥感监测靶区,运用ASTER热红外遥感数据进行温度反演。首先利用大气辐射传输模型MODTRAN 4进行大气校正获得大气透过率,然后根据NDVI计算地表比辐射率,最后采用分裂窗简化算法反演地表温度。结果表明:研究区温度反演最低为296.62K,最高为302.67K,部分研究区呈现显著温度异常。通过分析该区域温度异常的不同原因,注意到富含煤层气对应的靶区呈现温度异常,根据地下热传导机理,据此推断该靶区温度异常是由于地下煤层富含煤层气从而导致地下热导率低于周围地层的热导率所致,该结论仍需要应用其他手段进一步验证。     

遗传算法及其在遥感线性、非线性模型反演中的应用效果分析

分别以2类常见的遥感模型--线性光谱混合模型和GOMS模型为代表研究了遗传算法在遥感线性和非线性模型反演中的应用效果,并与逐步二次规划法等确定性搜索算法进行了比较.结果表明,遗传算法在线性遥感模型反演中的优势并不明显.而在非线性遥感模型反演中优于确定性搜索算法.这主要是因为对于线性模型来说,一般定义的代价函数为凸函数,大多优化算法可以收敛于全局最优解,相比较而言,遗传算法因其搜索效率低,故优势不明显.而在非线性模型反演中,代价函数的形式比较复杂,可能是非凸的,因此遗传算法的优势得以发挥,这也说明与一般确定性搜索算法相比,遗传算法具有更好的全局收敛性.     

The correlation of multi-channel thermal infrared remote sensing information and its effect on retrieval of land surface temperature

The informational correlation among seven thermal infrared channels of MODIS is simulated. Results show that they have high correlation coefficient, which becomes one of the main obstacles to raise accuracy of LST retrieved by the remote sensing method. By means of principal component analysis we have proven 14 independent equations for retrieval of LST at most having five independent informative components, if seven bands are chosen for retrieval of LST, only three independent informative components exist. Therefore the property of retrieval of LST belongs to the underdetermined inverse problem. We cannot expect to get a stable and high accurate LST retrieved by various currently used remote sensing methods based on determined equations. From now on it is a main research topic to retrieve LST by underdetermined equations.     

基于背景场的地震亮温异常时空演变分析——以2014年新疆于田Ms7.3级地震为例

本文处理了新疆地区2010~2014年的FY-2E卫星热红外亮温数据,基于构建的亮温背景场资料,对2014年2月12日新疆于田Ms7.3级地震前地表红外亮温的时空分布和演变特征进行了分析。研究发现震前亮温异常主要呈条带状分布于塔里木盆地西南缘和东南缘地区,其位置和走向均与于田地震所处断裂带相吻合;异常出现在2014年1月27日(地震前16天),一直持续到2月2日(地震前10天),之后迅速消失;亮温异常十分明显,异常出现时亮温均值相比背景值增幅达8K～10K,异常值增幅可达20K以上。此次亮温异常现象在时空演变的各个方面均与于田地震具有很好的相关性,亮温背景场资料对于地震异常提取具有一定参考价值。     

基于热红外遥感的热环境区划研究

青藏高原的热环境的变化,不仅对我国,对亚洲乃至北半球的大气环流均具有极为重要的作用,直接影响着东亚季风气候的形成和演变。用亚东-格尔木-锡铁山走廊域的地学剖面实测温度数据和青藏高原MODIS遥感影像数据,研究分析了该走廊域的热环境特征。研究表明,在研究区域内热环境分布具有明显的南北条带性:西北部的温度偏低,东南部次之,中东部温度最高。     

基于卫星红外遥感的云顶高度反演算法综述

针对近年来利用卫星可见和红外波段遥感数据反演云顶高度的算法,对国内外研究进展和存在的问题进行综述。首先,主要介绍以红外窗区和CO_2吸收技术为主的红外波段反演算法;在此基础上,进一步介绍目前相关国家和地区的业务算法,对这些方法在实际应用中的优缺点予以评述,提出针对中国地区云顶高度反演的解决方案。将来,有发展前途的方法为基于红外分裂窗的查算表法,利用静止卫星的分裂窗数据及极轨卫星云廓线雷达数据,建立基于分裂窗亮温差和11μm通道亮温的云顶高度查算表,根据分裂窗亮温差和11μm亮温查表得到云顶高度。     

岩石破裂前红外热像的时空演化特征

以花岗闪长岩和大理岩试件单轴加载红外观测实验为例,对岩石破裂前红外热像的时空演化特征进行了分析.结果表明:岩石在塑性变形阶段随着微破裂的产生出现热像空间分异现象,表现为在未来剪性破裂位置出现高温异常条带,且高温异常条带之间的区域出现低温辐射异常,这种热像异常特征是岩石宏观破裂的早期红外前兆.而临失稳前热像整体表现出的短暂降温是岩石宏观破裂的晚期红外前兆.两种红外前兆的出现及其空间特征与岩石破裂形式及应力场分布格局有密切关系.