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.     

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.     

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.     

地表热红外辐射与钻孔应变的关系探索

热红外辐射与构造变形之间的关系属于热红外遥感在地震研究中深入应用的一个重要环节,目前研究还不够充分,针对这一问题,文中根据新疆10余年钻孔应变和热红外遥感资料,结合理论分析,对地表热红外辐射与钻孔应变之间的关系进行了初步探索,获得了3方面认识：（1）根据实测资料,从变化趋势看,应变变化时,热红外辐射也随之变化．应变变化幅度大,热红外辐射变化也强．（2）张量分解可作分析三维情况下应变与温度（热辐射）间变化关系的一条新思路．一般情况,应变分为体积变化和形状变化．两种情况下,热红外辐射与应变的关系各有不同．实测资料显示：以体积变形为主时,NS和EW两方向的应变与热辐射的变化趋势均呈现出明显的一致性;以形状改变为主时,应变与热红外辐射在一方向上的变化趋势一致,另一方向则相反．（3）找到了体应变与温度变化之间的理论关系．弹性变形情况下,体应变变化（△θ）与温度变化（△T）之间存在明确的线性关系：△T=αT△θ,其中口为常数,T为初始温度．换言之,热红外辐射的变化与体应变的变化成正比,这与实际结果相符．总之,分析表明热红外辐射与地应变间存在密切关系,结果可为利用卫星热红外遥感信息探测现今构造活动提供一定的理论及野外基础。     

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。     

用辐射传输方程从MODIS数据中反演地表温度的方法

介绍了辐射传输方程反演地表温度理论和传统参数的获取.针对MODIS波段设置特点,从MODIS的某些波段来反演大气参数,从而突破传统参数获取的局限性,提高了辐射传输方法在地表温度反演中的实用性.最后用环渤海地区的MODIS影像对该地区的地表温度进行了反演,并对MODIS的第31,32波段反演结果做了对比分析.     

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。     

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。     

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。     

基于小时温度数据的北京市热岛时空变化与土地利用分析

利用2016年北京市自动观测站的逐时气象要素数据, 排除复杂天气影响, 筛选出微风、晴朗的10月23日全天为研究时段。采用ANUSPLIN空间化插值软件和百分位法定义城市热岛, 探究北京市热岛24小时移动路径与空间分布格局特征, 分析热岛逐小时变化与土地覆被的关系, 得到如下结果。1) 北京市秋季晴天热岛强度存在日变化规律, 其中18:00—23:00时段的热岛强度增长速率最大为0.48oC/h。2) 日内不同时刻热岛分布存在差异, 水平分布形态有以下 3 种范式: 单中心式热岛、多中心式热岛和辐射状热岛。3) 不同时刻热岛分布区内6种土地利用类型的面积占比不同, 白天热岛分布区无代表性土地利用类型, 不同时刻热岛区6种土地利用类型的百分比结构差异大; 夜晚热岛分布区土地利用类型以建设用地为主, 不同时刻热岛区 6种土地利用类型的百分比结构差异小。4) 热岛日内变化与土地利用的关系: 00:00—03:00, 热岛逐时移动面积小, 且移动区6种土地利用类型的占比无明显变化; 03:00—07:00, 热岛向林地占比增多、建设用地占比减小的区域移动; 07:00—09:00, 热岛向林地占比减小、耕地与建设用地占比增大的区域移动; 09:00—15:00, 热岛整体向东移动, 建设用地占比减小、耕地占比增大; 15:00—19:00, 热岛移回建设用地占比增大的区域; 19:00—22:00, 热岛移动区内6种土地利用类型的占比无明显变化; 22:00—23:00, 热岛向耕地占比增大、建设用地占比减小的区域移动。     

石家庄市主城区热岛特征及变化分析

城市热岛效应是城市化进程带来的突出问题。基于Landsat数据和辐射传导方程法反演出地表温度,分析2004-2020年石家庄市主城区热岛变化,结合土地利用和标准差椭圆得出热岛扩张情况,并研究地表温度与归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)、建筑指数(Normalized Difference Built-up Index,NDBI)和温度植被干旱指数(Temperature Vegetation Dryness Index,TVDI)的相关性,为国土空间优化布局提供理论依据。结果表明,2004-2020年平均地表温度、最低地表温度均有所升高;热岛主要集中在市中心、鹿泉区、藁城区和栾城区的城镇点,以及铜冶镇,建筑用地和热岛扩张趋势一致,并向着西北和东南方向扩张;地表温度与NDVI呈现负相关,与NDBI、TVDI呈现正相关,建筑用地是地表温度升高的主要因素之一,植被覆盖度和地表湿润度可以调控地表温度。     

黄河源永曲河流域地表温度与土地覆盖的时空变化特征分析

为明确黄河源地区地表温度变化特征及其影响因素,以永曲河流域为例,利用2008年、2020年landsat数据,通过辐射传输法反演地表温度,分析地表温度的时空变化特征及其与土地覆盖类型、地形因子和归一化植被指数之间的相互关系。研究结果表明：(1)2008~2020年,永曲河流域地表平均温度由24.330℃上升至24.592 ;(2)地表温度具有显著的地形分异特征,与海拔高度呈现负相关关系,高海拔地区尤为显著。地表温度随坡度增加而降低,按平缓坡、阳坡、半阳坡,半阴坡、阴坡的顺序,地表温度逐渐降低;(3)不同土地覆盖类型的地表温度差异较明显,草地的地表温度较高,小灌木丛较低,平均地表温度相差4.688 ;(4)地表温度与NDVI呈正相关关系,且自西向东相关性逐渐增强。     

基于夜间灯光数据的川渝城市建成区时空动态

通过研究川渝地区城市时空动态分布以及城市的发展趋势,以期缓解人地矛盾、优化城市空间布局。本文使用由NGDC下载的DMSP/OLS卫星F101993、F121998、F142003、F162008稳定灯光年度合成影像和NPP/VIIRS卫星2013、2018年7月的月合成影像两种夜间灯光数据。以五年为一周期,通过阈值二分法提取川渝地区城市建成区,并利用紧凑度与分形维数、标准差椭圆和城市建成区扩展时空分布特征分析川渝地区城市建城区近25年动态变化过程。结果表明：（1）两种夜间灯光数据拟合R2值约为0.7455,提取误差在3%以内,空间精度相对较高;（2）川渝地区紧凑度指数随时间推移而降低,分型维度大致呈上升态势;（3）城市建成区城市重心逐渐东移,城市拓展的方向性先降低后增强,扩展方向由西南-东北转为西北-东南方向;（4）川渝地区城市建成区不断扩展,扩展速度虽有波动但大致呈上升态势,成都、重庆的核心地位日益增强。可见在1993-2018年间,川渝地区城市群规模不断扩大,城市结构日益复杂,城市发展以外延式扩展为主,破碎程度较高;城市建成区重心呈现东移趋势,表明以重庆为核心的东部城市发展稍快于西部。     

基于Landsat影像的杭州市主城区地表温度和热岛效应研究

城市热岛效应是研究全球变暖的重要问题。为了探究杭州市市区的城市热岛效应问题,基于Landsat数据和辐射传输方程法反演出了杭州市主城区的地表温度,以及通过均值-标准差法进行热岛强度分级,分析了2008年、2013年、2019年的地表温度和热岛效应的时空变化,并研究了地表温度与归一化植被指数(normalized difference vegetation index, NDVI)的相关性。结果表明：地表温度具有一定的空间分布规律,在靠近钱塘江的区域,地表温度都要明显更高一些;热岛分布也存在一定的时空规律性,钱塘江两侧热岛区域分布相对较广,并有增加的趋势;杭州市主城区的地表温度与NDVI指数呈现出负相关关系,并存在明显的空间异质性。     

基于OpenMP与VALU硬件加速的表面积分方程矩量法混合并行求解技术

研究在共享内存式计算机架构下,基于OpenMP及矢量算术逻辑单元（VALU）硬件加速的表面积分方程矩量法的混合并行求解技术. 讨论了矩量法并行程序设计中的关键问题,并分析了影响并行计算的主要因素. 针对一些典型散射目标,给出了由混合并行程序得到的雷达散射截面数值结果. 通过对计算数据的对比分析,指出负载平衡及内存读取连续性是影响混合并行效率的关键问题所在.      

基于小波去噪和协整理论的股指期货高频数据跨期择时套利策略

近年来,高频交易策略因为其巨大的获利能力成为了投资领域研究的一个热点.由于股指期货合约在新上市首日和退市前几个交易日存在潜在的套利机会,该文对合约不同时间点进行套利的思想进行具体的实证分析研究.首先运用小波分析法对数据进行去噪,然后采用协整理论对数据进行协整分析和建模,最后进行跨期套利计算收益率.实证结果表明:采用小波去噪后的协整理论进行股指期货跨期套利,比采用传统的协整理论套利机会多,套利效果好.