基于Landsat TM的3种地表温度反演算法比较分析

以福州市为研究区,使用Landsat TM数据,利用基于影像的反演算法(IB算法)、单窗算法(MW算法)和单通道算法(SC算法)对研究区进行地表温度反演,并将这3种算法的反演结果与研究区的亮度温度进行了比较,结果表明:(1)3种算法反演的结果总体趋势比较接近,其中尤以MW算法和IB算法较为接近,研究区整体平均温度二者仅相差约1.0℃;(2)3种算法反演的结果均比亮度温度高,其中IB算法高出约1.9℃,MW算法高出约2.9℃,而SC算法则要高出约5.3℃.     

洪泽湖区的Landsat TM6地表温度遥感反演和空间差异分析

洪泽湖是江苏省第一大淡水湖,对其周边农业和生态环境具重要意义.LST（地表温度）是区域农业生态环境过程的主要影响因素.本文选择Landsat TM6数据来分析洪泽湖地区地表温度空间差异及其对农业生态环境的影响.首先将TM6数据的DN值转换成亮度温度.在确定了比辐射率、大气透过率和大气平均作用温度之后,就可用单窗算法来计算像元尺度的LST.获得研究区地表温度图像后,接着进行地表温度空间差异分析.结果表明,洪泽湖区陆地与水体温度空间差异明显,而且水体及陆地内部差异同样明显.湿地在水体温度中较低,上游河流注入区水体温度较高.陆地表面温度差异源于地表覆盖类型的差异.     

基于LandsatTM／ETM＋的天津地区地表温度时空分布特征研究

以天津地区为研究对象,利用单窗算法对1993年、2001年和2009年3景LandsatTM／ETM＋遥感影像数据进行地表温度反演,将反演结果进行标准差分类后得到地表温度等级图．通过对不同时期地表温度分布进行时空分析,得到天津地表温度高温区在1993年到2009年期间主要集中在中心城区、滨海新区以及两者之间道路沿线等区域,其中,中心城区高温区不断加剧,滨海新区高温区从无到有、由弱到强,变化非常明显．分析结果表明：天津地表温度的空间分布与城市空间结构基本吻合,变化趋势与城市发展基本一致．     

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.     

基于遥感的厦门岛地表温度反演与热环境分析

以LandsatETM+为主要遥感数据源,采用辐射传输方程法对厦门岛进行地表温度反演,得到厦门岛2000年的地表温度分布情况.结果表明在城市规划中加强绿化和保护水体有助于缓解热岛效应.     

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。     

基于MODIS乌昌地区春季地表温度反演

根据新疆春季地表温度的特性,将前人研究反演地表温度的反演上下限(0℃~50℃)调整为(-30℃~50℃)。然后根据学者研究提出的Plank函数的线性简化方法,对MODIS的第31和32热红外波段分别简化为:B31(T)=0.1088T31-23.349,B31(T)=0.0097T32-220.364,从而反演出更接近于乌昌(乌鲁木齐、昌吉)地区春季地表温度的实测数值。     

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。     

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。     

环境减灾卫星热红外数据的地表温度反演及LST分布分析——以北京市城八区为例

环境减灾卫星是我国第一个专门用于环境与灾害监测预报的小卫星星座,本文基于该卫星热红外数据,采用Jimenez-Munoz和JoseA.Sobrino提出的普适性单通道算法,反演2009年7月2日北京市区的地表温度,并将反演结果和当天的MODIS地表温度产品进行比较,初步认为HJ-1B热红外数据地表温度反演结果较好.最后依据反演得到的地表温度分布图,以及实测气温数据对北京市区的地表温度空间分布进行了简单分析,不同的地表类型温度相差较大,部分受水体、植被影响的区域也呈现低温区,市区建筑密集区属于高温区,机场温度明显高于周围区域,气温与地温呈现相同的趋势.     

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.     

基于Landsat8地表温度反演 ——以淮河上游为例

选用Landsat 8TRIS 10数据,采用改进后的普适性单通道算法对淮河流域上游地区卫星影像进行亮度温度反演.利用可见光波段、近红外波段对研究区的地表发射率进行计算,结合大气水分含量反演出研究区真实地表温度,反演精度较高,结果表明改进后的普适性单通道算法在中尺度区域适用性较好.探讨了中、大尺度区域地表温度反演可能面临的问题.     

基于Landsat-8热红外数据的太湖地区地表温度反演与热岛效应分析

应用Landsat-8 TIRS遥感数据结合气象资料,使用三种不同的反演方法获得苏南太湖地区的地表温度(LST)数据.分析发现,辐射传输方程法反演的结果最接近于实测值;在缺乏实时大气廓线的情况下,普适性单通道算法更适用于Landsat-8热红外波段的地表温度反演;分裂窗算法在三种算法中精度最差.在反演结果的基础上,分析了不同地物的LST特征,建筑用地温度最高,水体最低.归一化植被指数(NDVI)和LST之间存在明显的负相关关系,证明了城市绿地是缓解城市热岛效应、改善城市热环境的重要途径.最后对2000年和2014年的两时相LST进行标准化和分区处理,分析发现,苏南太湖地区的热岛现象近些年来在不断加剧,城市热岛由原来单个存在逐渐成为多个热岛并存的局面,建筑用地的增加是导致整个城市热岛加剧的主要原因.     

MODIS数据反演地表温度劈窗算法比较

利用劈窗算法反演地表温度最早主要应用于NOAA-AVHRR数据,随着MODIS传感器的升空,其数据正在得到越来越广泛的应用.由于MODIS传感器自身具有水汽观测能力,可以为劈窗算法提供实时的水汽含量以及大气透过率等参数,更加方便了劈窗算法的应用.本文选用了Becker(1987), Sobrino(1991)以及覃志豪(2005) 3种劈窗算法,应用MODIS 1B数据进行地表温度的反演,并利用MODTRAN进行算法精度检验,结果表明Becker算法在不同水汽含量以及地表温度情况下,都保持了较高的精度,适用性较广.同时选取了冬季和夏季两景MODIS图像,将反演结果与NASA的地表温度产品进行比较,结果表明Becker算法更接近标准产品值.综合这2种比较方法,认为Becker算法较其他2种算法更有优势.     

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。     

基于Landsat的六盘水市地表温度反演分析

将六盘水市作为研究区,对该城市的地表温度进行探究分析。以2015年该城市的Landsat8卫星影像作为主要数据源,采用ENVI、ArcGIS等软件对六盘水市的影像数据进行归一化处理,可以得到六盘水市城市地表温度等级分布图、植被覆盖度等级分布图、归一化建筑指数等级图、归一化水体指数和地表比辐射率等级分布图。并对得到的结果进行对比分析可以得到如下结果:地表温度与植被覆盖度呈负相关;归一化建筑指数、地表比辐射率与地表温度呈正相关;归一化水体指数对地表温度的影响随着气温的升高呈负相关,反之亦然。     

基于Landsat8影像的安庆市城市热岛效应分析

从美国地质勘探局(United States Geological Survey,USGS)下载Landsat8卫星影像(2014/05/01和2018/04/10)作为数据源,安庆市市区为研究区,采用单窗算法反演出安庆市辖区的地表温度,并对反演结果进行归一化处理和分级,对安庆市市辖区的热岛效应进行时空变化分析。在此基础上,分析研究区内的NDBBI(归一化差值裸地与建筑用地指数),NDVI(归一化植被指数),MNDWI(改进的归一化水体指数),BSI(裸土指数)等与地表温度之间的关系。研究表明:(1)安庆市城市热岛效应显著,城区温度明显高于周边郊区;(2)安庆市热岛效应与NDVI,MNDWI呈负相关,与BSI,NDBBI呈正相关;(3)2014—2018年,安庆市城市热岛效应不断增强,热岛效应面积不断增加。     

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.     

基于TM数据的地表比辐射率反演方法对比分析

介绍了两种基于LandsatTM数据的地表比辐射率估计方法,即Sobrino等提出的NDVITEM方法与覃志豪等的估计方法,并以锡林郭勒盟西乌珠穆沁旗西部为研究对象,分别应用两种方法实现了该地区在LandsatTM热红外波段范围内地表比辐射率的定量反演.采用精度为0.01的MODISLSE产品对两种方法的反演结果进行精度比较,结果发现,对于该研究区的地表组成特点,采用覃志豪等的模型估计地表比辐射率的结果优于Sobrino等的结果.     

基于Landsat影像的合肥市地表温度空间特征分析

文章以合肥市为例,选择2008—2020年内5期Landsat影像,对包河区、蜀山区、庐阳区、瑶海区4个行政区进行地物分类与地表温度反演;采用地理加权回归(geographically weighted regression, GWR)模型与标准差椭圆(standard deviational ellipse, SDE)分别分析不透水层对地表温度的影响程度及其空间分布演化特征。在500 m格网化划分尺度下,4个行政区不透水层与地表温度的GWR全局拟合系数R²基本上大于0.8,其中包河区与庐阳区的R²随时间变化相对稳定,而蜀山区与瑶海区的R²增加,不透水层变化显著;2008—2020年,不透水层对应SDE演化趋势与对应城区扩张趋势基本一致,椭圆面积呈增长趋势,这与合肥市由以主城区为主的发展模式变为多地区共同发展模式相关。研究结果可为合肥市未来城市规划提供参考。