沙河流域地表通量的定量遥感估算

地表通量遥感估算对植物长势监测、灾害监测和地区能量水循环研究具有重要的现实意义.本文选取北京市沙河流域2002-10-16和2003-04-07LandSat TM影像反演研究区春秋季地表特征参数和地表通量,结合地面观测资料,利用二层遥感模型对该地区的植被、土壤地表通量分别进行了遥感估算.结果表明,研究区地表能量平衡各分量具有明显的时空特征.春、秋季晴日植被通量和土壤通量的估算结果空间分布态势保持一致,植被通量略大于土壤分量,土壤通量的空间分异性更明显.     

2009年青海海西地震序列的潜热通量异常时空特征

 采用美国国家环境预报中心（NCEP）的地表潜热通量资料,对2009年8月28日青海海西6.4级地震及其余震前的潜热变化过程进行分析发现,① 主震前6d,震中附近开始出现潜热异常,然后异常幅度增强、面积扩大,并向震中迁移;② 余震前也出现了明显的潜热异常,但其时空演化过程不同于主震前的潜热异常;③ 潜热异常位置与震中具有良好的空间对应关系,其中都兰余震前的潜热异常位置与震中位置重合。本案例分析表明,震前地表潜热异常应是地震孕育尤其是临震过程的一种典型的岩石圈-盖层-大气耦合（LCA）效应,进一步的研究有望揭示特定地震区震前及余震序列的潜热通量异常规律,有益于地震监测预报研究与防灾减灾。     

南海夏季风强弱年东亚地表热力异常特征的合成研究

 利用NCAR/NCEP1948年1月-2002年12月共55 a 660个月的地表感热通量和地表潜热通量以及其它气象场的月平均再分析资料,计算了期间5-6月平均的南海夏季风湿位涡强度指数。由标准化的湿位涡强度指数距平的年际变化曲线,选择距平值大于0.5的年份为季风爆发的强年,距平值小于-0.5的年份为季风爆发的弱年,对强、弱年东亚及其周边地区的地表潜热通量（LHF）距平、地表感热通量（SHF）距平以及海平面气压（SLP）距平的分布特征进行了合成分析。结果表明,在南海夏季风爆发强年和弱年,其前期冬春季的地表潜热通量、感热通量以及海平面气压场的距平分布有很大不同,前冬的差别更为明显。冬季,LHF和SHF在强、弱年的主要差异在海洋上和近海地区,尤其是西太平洋沿岸,合成距平呈现沿海岸线的东北-西南向的带状分布,强年沿岸为正距平,弱年为负距平。LHF和SHF标准化距平叠加之和有同样的区域分布特征。这种强、弱年的距平分布差异,与低层风场在强、弱年的不同有密切关系,强年东亚冬季风偏强,弱年则反之。强、弱年SLP在前冬的距平差异,验证了上述结论。     

台湾恒春地震前的卫星热红外异常特征及其机理

构造地震前卫星热红外异常是国际地震界与遥感界的共同研究热点。分析2006年12月26日台湾恒春7.2级地震前出现的卫星热红外异常现象,其特征表现为:震前6d在菲律宾东部太平洋海域出现片状热异常,并不断向西迁移;震前2d到达菲律宾;之后沿马尼拉海沟转为北上,并由远到近、逐渐向震中迁移,同时异常的强度及范围逐渐扩大;临震前1d达到高峰,升温幅度约10℃。结合该震区构造背景,对此次卫星热红外异常与构造活动的关系进行了分析,表明震前红外异常的出现及其时空演化受构造活动控制显著。利用已有遥感-岩石力学基础实验结果,对震前红外异常的产生机制进行了讨论,提出震前构造应力场的迁移与集中活动所激发与加剧的应力热与地热的传递,及其与孕震区温室效应的叠加,是此次地震卫星热红外异常产生的主要机理。     

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。     

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。     

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.     

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。     

利用卫星遥感资料对中国地表植被及荒漠化时空演变和分布的研究

利用1982～1999年NOAA-AVHRR卫星遥感数据,通过对归一化的植被指数进行自然正交分解,反演获得了我国18年来地表植被覆盖的分布及其时空变化状况,发现这一期间我国大部分地区地表植被覆盖状况明显退化,分析得出气候因素不是造成我国地表植被覆盖状况变化的主要原因,人为因素的影响更为重要.     

上层海洋热力异常对西北太平洋热带气旋气候特征的影响

重点分析了1970-2003年期间西北太平洋的热带气旋活动特征与海洋表面温度、上层海洋的热力异常变化以及对流层低层的大尺度环流特征之间的关系.分析结果发现在西北太平洋海域,热带气旋活动趋势与上层海洋热力异常变化(上层海洋热含量)以及对流层低层的西风异常之间有着显著的相关关系,而与海洋表面温度无显著关系.并在此基础上探讨了这种关系存在的物理机制.     

青藏高原东部及周边地区热红外背景场特征

背景场是卫星红外地震异常研究的基础。利用均值法构建红外背景场,并从季节、纬度和地形等方面分析了强震高发的青藏高原东部及其周边地区的卫星红外辐射背景场特征。结果显示,青藏高原东部及其周边地区红外背景场具有明显的季节年变化特征,但不同地区的年变化趋势不完全一样;红外背景场具有纬度特征,高纬度地区年变幅度大,低纬度地区年变幅度小;红外背景场还具有地形特征,地形起伏大的地方红外辐射波动幅度大,地形起伏小的地方红外辐射波动幅度小,红外辐射与海拔成负相关关系。这些分析结果有助于深入理解卫星红外背景场,对卫星红外地震监测应用具有一定的科学参考价值。     

结合SBAS-InSAR与光学遥感的矿区地表塌陷监测

针对矿区地表塌陷过程中难以获取全面的形变信息问题,本文以河南某采煤塌陷区为研究区,首先,基于多源多时相光学遥感影像采用综合归一化差异水体指数提取开采塌陷区积水的空间展布情况;然后,利用SBAS-InSAR技术处理63景2017年3月19日至2021年4月27日Sentinel-1A影像,获取研究区地表形变信息。结果表明：2010-2019年间年均塌陷积水面积新增幅度基本平稳,2019-2021年间年均塌陷积水面积新增幅度减小;研究区最大形变速率为-60.42 mm/a,形变速率小于-15mm/a区域均有煤矿井工开采作业。本文方法有效的提取了开采塌陷区较长时期内地表形变信息和空间展布情况,为矿区地表塌陷监测提供新的思路,形成了一套有效的矿区地表塌陷监测工作方法和流程,提高了遥感技术在矿区地表塌陷宏观、快速、准确监测的目的,为矿区塌陷修复和生态环境治理提供基础数据支撑。