基于Landsat 8 TIRS的临汾市尧都区地表温度反演研究

来自美国陆地资源系列的卫星遥感数据是地表温度反演的重要数据之一.随着Landsat 8卫星于2013年2月11日成功发射升空,其携带的热红外传感器TIRS为反演地表温度提供了一种新的数据.本文以临汾市尧都区为例,基于2017年5月28日的Landsat 8热红外数据,利用辐射传输方程反演了研究区的地表温度.结果表明,总体上尧都区城区地表温度高于郊区,不同下垫面地表温度差异明显,高温区集中在人口密度大和建筑物密集区,而低温区主要存在于水体及植被覆盖度高的地区.     

宝鸡市区地表温度反演与城市热岛分布格局时空演变研究*

目的反演宝鸡市市区的地表温度,定量分析研究近20年来研究区热岛效应的时空演变和分布特征,以缓解城市环境问题和合理规划未来城市的发展。方法利用1995-2015年Landsat 5TM和Landsat 8TIRS影像数据和气象台站资料,采用GIS和RS技术,实现对渭河阶地型城市——宝鸡市地表温度(LST)的反演,并在此基础上进行热岛分布格局的时空演变研究,分析LST与NDVI,NDBI的空间对应关系。结果与结论宝鸡市存在明显的城市热岛效应,热场分布及延伸与宝鸡市空间扩展布局相一致,热岛范围呈逐年增长的趋势,低温区和次中温区面积减小,相应的次高温和高温区面积增加,热岛强度明显增强。在渭河阶地型城市的空间格局上,地表温度与NDVI呈负相关关系,与NDBI呈正相关关系。     

利用Landsat影像热红外波段反演西双版纳勐仑地区地表温度的方法初探

利用Landsat TM/ETM+数据的热红外波段,基于Modtran4辐射传输模型的大气校正,通过目前2种主要算法——Qin等的单窗算法与Jiménez-Mup~noz-Sobrino的普适性单通道算法反演了热带西双版纳勐仑地区的地表温度,同时利用同步地面实测数据对反演结果进行了精度检验.结果表明,2种方法均具有一定的反演精度,其中Jiménez-Mu~noz-Sobrino法较好,其相对误差仅为5.4%,该方法更适于该地区地表真实温度的反演.     

基于辐射传输方程和分裂窗算法的Landsat 8数据地表温度反演对比研究

地表温度作为陆地和大气能量平衡的重要参数,已经广泛应用于环境、农业等领域。以太谷县为例,基于Landsat 8卫星影像数据,利用ENVI软件,应用辐射传输方程和分裂窗算法对太谷县地表温度进行了反演以及对反演结果进行了对比分析,研究结果如下:采用辐射传输方程进行地表温度反演结果为地表温度集中在15°~24°,应用分裂窗算法反演的地表温度结果主要集中在18°~27°,分裂窗算法的结果地表温度大部分都高于辐射传输方程的反演的地表温度,两者的结果中都能看出有明显的城市热导效应,城镇居民点的地表温度相对较高,另外城镇居民点两种反演结果的温度差也较大。     

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。     

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.     

基于缨帽变换和热红外数据的地表温度反演

选取覆盖柳州市的Landsat 5 TM数字影像,利用缨帽变换提取研究区的植被指数,应用辐射传输方程法反演研究区的地表温度;并与传统的热红外卫星遥感技术反演的结果进行比较,分析研究区2001~2011年10年间地表温度的变化。结果表明:比较改进方法和传统方法反演结果的标准差,改进方法的标准差略低,证明了改进方法的可行性和有效性。柳州地区11月份的温度主要集中在15~25℃;10年中,该温区间范围减少,有部分区域逐步向高温区转化,表明柳州地区的城市地表亮温有升高的趋势;柳州地区的高温区主要集中在中心城区,主要是由密集的建筑群和工业、居民日常生活等产生的人为热造成的。     

基于ETM遥感影像的城市温度反演及结果分析——以福建省泉州市为例

传统城市温度监测技术方法存在周期长、效率低的问题.而利用热红外遥感影像进行城市温度监测的方法具有准确、简便、实用等特点.利用ETM影像对泉州市进行温度反演,同时针对温度反演结果采用密度分割法进行专题制图,并借助GIS等工具和辅助数据,结合温度反演结果进行分析.结果表明:泉州市区温度分布差异明显,且分布不均匀;不同土地利用类型的地表温度存在较大差异,其中裸地及新开发用地的地表温度表现为异常高值(高于28℃),城区建筑用地地表温度较高(24～28℃),植被及绿化用地的温度较低(20～24℃),水体最低(低于20℃).估算的结果符合地表水热关系.结果提示,本研究方法能较好地反演出城市地表温度的分布状况.     

基于ETM+影像辐射传导方程算法的地表温度反演

阐述了辐射传导方程算法原理及技术路线,并用实例研究结果验证与分析,指出辐射传导方程算法反演的地表温度与亮度温度相比,总体趋势比较接近,且辐射传导方程算法反演的各地物地表温度均温与亮度温度均温的差值大约在3℃以内。     

基于Landsat 8TIRS的地表温度反演算法对比分析

为研究地表温度反演算法之间的异同,以神东矿区为例,以Landsat 8 TIRS为数据源,利用辐射传导方程法、基于影像算法(image-based method,IB算法)、单窗算法(mono-window algorithm,MW算法)和单通道算法(single-channel method,SC算法)分别反演研究区地表温度,并用MODIS地表温度(land surface temperature,LST)数据进行验证,结果表明辐射传导方程法、MW算法和SC算法分别高于MODIS LST数据0.19 K、0.03 K和0.58 K,IB算法低于MODIS LST数据0.65 K,四种算法与MODIS LST数据的相关系数均达到0.9以上,其中MW算法与MODIS LST数据相关系数为0.971 1,精度最高。     

厦门环东海域规划区土地覆被变化的遥感分析

2005年、2007年和2009年三个时相的中巴CCD遥感影像对比表明,厦门环东海域规划区土地覆被类型存在明显转换.2005年至2007年,土地覆被变化以海域向陆地(裸地和建筑用地)转化为主;2007年至2009年,土地覆被以林地、耕地和裸地向建筑用地转化为主.总体上,2005至2009年间,海域减少约17.8 km2,林地减少约6.0 km2,耕地减少约7.2 km2,裸地增加约6.6 km2,建筑用地增加约24.3 km2.经济建设的快速发展,带来土地覆被的巨大变化.     

地表组分温度反演

在热辐射方向性规律的基础上,以喜直型连续植被为例,进行了大量的Monte Carlo模拟,建立了辐射亮度和组分温度、植被叶面积指数及土壤比辐射率之间的经验函数关系。采用遗传算法,从热红外2个波段2个角度数据中,同时反演混合像元组分温度、土壤比辐射率和叶面积指数等5个参数。通过对模拟的观测数据进行大量的遗传算法反演试验,结果表明,遗传算法反演组分温度非常稳健,在宽松的先验知识条件下,遗传算法可以解决不确定性反演问题。遗传算法反演结果和野外实测数据作了比较,证实了反演方法的正确性。为基于热红外方向性辐射模型反演地表组分温度,提供了新的实例。     

结合夜光遥感数据的长株潭地区人口密度与地表温度相关性分析

城市化的进程使得大量的人口聚集在城市区,进而导致城市地表温度发生变化.以长株潭地区为研究区域,基于夜光遥感数据模拟分析研究区内人口密度的分布情况,并利用MODIS影像反演研究区的温度情况,提取出2004—2016年共5期数据,分析研究区内的人口密度、地表温度的时空变化特征,并利用分区统计法分析二者的空间相关性.结果表明,长株潭地区高人口密度地区增长迅速且逐渐连接成块,地表温度主要显示出城区高、郊区低且向外递减的分布规律,人口密度和温度有较为明显的正相关性,人口密度是影响城市温度变化的重要因素之一.     

集群环境下遥感反演查找表快速构建与检索

针对遥感反演查找表构造时间过长的特点,基于MPI技术,构造"主从式"通讯程序对查找表构造进行并行化处理.利用SQL Server数据库对海量的查找表数据进行存储,并实现总体框架和多节点的快速检索算法.最后的性能分析表明:在集群环境下,新提出的查找表构造和检索算法能较大地提高大气反演算法的加速比.     

地表温度反演网格服务构建

海量的遥感数据以及面向应用快速处理的紧急需求,需要强大的计算资源.地表温度反演,需要实时的遥感数据分析,要求高性能计算的支持.通过对当前国际上网格技术的研究,引入了开放网格服务体系结构,利用GLOBUS在实验室基础上来组建网格平台,为加速地表反演的运算提供了技术帮助.     

阿拉斯加北极滨海平原极地湖泊的水深遥感反演

 北极滨海平原地区的湖泊水体深度对理解极地地表过程和环境变化具有重要意义。利用遥感数据反演极地湖泊水体深度具有快速和大范围的优势,但目前在极地湖泊中的研究较少。以遥感探测阿拉斯加极地湖泊深度为研究目的,实施并验证了Stumpf水深反演模型对于极地湖泊深度遥感反演的工作方法,且对该地区16 380 km²范围内分布的3 187个湖泊进行了同期深度反演,并利用船载声纳仪实测湖泊水体的深度数据对反演结果进行精度验证。结果显示水深反演结果的平均绝对误差和均方根误差分别为0.37与0.54 m,表明利用遥感技术适用于反演极地湖泊的水体深度。实验结果显示阿拉斯加北部滨海平原极地湖泊平均深度具有沿山麓向滨海平原逐渐下降的趋势。     

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.