基于地表相对湿度数据反演地表温度研究

在地表温度反演中,大气透射率是一个关键参数。覃志豪的单窗算法依靠从探空数据中获得大气水分含量来计算大气透射率。因此在缺乏探空数据的情况下,对地表温度的反演就比较困难。目前解决这个问题的方法是利用地表相对湿度来估测大气水分含量。估算的大气水分含量是否能精确地反演地表温度的这类研究还比较少见,此研究利用冀蒙接壤区LandsatTM热红外波段数据和估算的大气水分含量,采用覃志豪的单窗算法反演冀蒙接壤区内的地表温度,并与地表实测数据进行了比较。研究结果表明,反演多伦的地表温度与实测数据相差6.29℃,反演的地表温度精度较高;研究区地表温度除了与NDVI指数相关外,还与土壤、人类活动关系密切。     

基于MODIS影像的昼夜地表温度反演研究

地表温度是研究区域地表能量平衡和资源环境变化的重要参数之一,为获取研究区的时空分布状况有重要的作用。对云南会泽县MODIS的昼夜两景影像数据进行辐射校正、定标等反演出地表温度图,通过31和32波段之间的波段运算显示出明显的地表温度空间差异和不同的地物类型;在已有的温度反演算法基础上,将地表温度数据引入到温度反演算法中,得出32波段反演的地表温度要高于31波段反演的地表温度,而且昼间两波段间的温度差要比夜间的两波段之间的温度差大,这是因为白天的可见光和近红外也存在辐射,而且白天的地表吸收温度比夜间高,辐射增大,导致白天的温差大于夜间的温差。利用地表实测温度数据与热红外遥感数据相结合,提高了研究区地表温度反演的精度,降低了反演难度。     

基于MODIS影像的昼夜地表温度反演研究

地表温度是研究区域地表能量平衡和资源环境变化的重要参数之一,为获取研究区的时空分布状况有重要的作用。对云南会泽县MODIS的昼夜两景影像数据进行辐射校正、定标等反演出地表温度图,通过31和32波段之间的波段运算显示出明显的地表温度空间差异和不同的地物类型;在已有的温度反演算法基础上,将地表温度数据引入到温度反演算法中,得出32波段反演的地表温度要高于31波段反演的地表温度,而且昼间两波段间的温度差要比夜间的两波段之间的温度差大,这是因为白天的可见光和近红外也存在辐射,而且白天的地表吸收温度比夜间高,辐射增大,导致白天的温差大于夜间的温差。利用地表实测温度数据与热红外遥感数据相结合,提高了研究区地表温度反演的精度,降低了反演难度。     

基于TM影像的地表温度遥感反演研究——以兰州市区为例

以兰州地区为例,利用TM数据对地区的地表温度进行了反演。     

合肥市地表温度反演及热力景观格局动态变化研究

以合肥市为研究区,使用Landsat ETM+、Landsat TM遥感数据以及相关的统计年鉴、气象数据,采用单窗算法对研究区地表温度进行反演,得出合肥市地表温度分布图,并对地表温度数据行标准化处理,划分热力景观类型,得到多年的热力景观类型分布图。结合景观生态学方法对景观分类图进行景观指数计算及分析,研究合肥市热力景观格局动态演变过程。结果表明,合肥市1999年、2002年、2006年和2010年都存在明显的热岛效应现象;从2002年到2010年,热岛区域在1999的基础上逐渐扩张,2010年热岛强度整体上有所降低,高温区域比较分散;在斑块类型水平上,中温区、次高温区和高温区的斑块面积比的比重逐年增加,1999年、2002年和2006年低温区为优势热力景观类型,到了2010年则变为中温区;在景观水平上,最大斑块指数逐年减小,研究区域景观不再由少数热力景观类型所控制,simpson多样性指数和均匀性指数逐年增大,热力景观异质性增加;城市化发展等人为因素是热力景观格局演变的主要驱动力。     

干旱区黑河流域复杂地表蒸散量遥感研究

在全球水资源日益匮乏的情况下,利用遥感技术估算区域蒸散量为合理利用和分配水资源提供了一种快捷有效的方法。目前基于地表能量平衡的卫星遥感蒸散模型日益成熟,在这一背景下,充分利用以往在黑河地区开展的遥感模拟研究成果,针对西北干旱区黑河流域复杂地形特点,估算了该流域2004年度的蒸散量并给出了在不同土地利用条件下蒸散分布的数量差异。结果表明,流域年蒸散总量估算值在整个流域及其上、中、下游各予区域上,基本满足水文学区域水量平衡关系。同时应该指出,在地表景观分异强烈的地区,采用中分辨率遥感资料会对地表“混合像元”观测存在“平均”作用导致蒸散量的低估。     

基于ETM+数据的新疆于田地区地表温度反演研究

地表温度是地球系统的热状况与水热平衡的关键因子.热红外遥感是获取地表热状况信息的一种非常重要的手段.利用ETM+数据和同时相气象数据获得两个地表温度反演的重要参数:大气透射率和地表比辐射率.运用覃志豪等的单窗算法反演出于田地区的地表温度,并用陆面实际地表温度进行了检验.结果表明,水体表面温度最低,绿洲次之,戈壁最高.地表温度以绿洲为中心从里到外呈环状分布.说明利用ETM+数据反演地表温度是可行的 .并对进一步理解我国西北干旱、半干旱区的土壤-植被-大气系统能量交换状况及区域热量分布差异有着重要意义.     

盐胁迫对3个越橘品种组培苗生长的影响与耐盐性评价

【目的】研究不同品种越橘组培苗在盐胁迫下生长和Na~+、K~+含量的变化特点及耐盐性差异,为筛选耐盐越橘种质资源提供依据。【方法】以我国长江流域产区及西南产区主栽的3个南高丛越橘品种‘奥尼尔’、‘雷戈西’、‘密斯梯’组培苗为试材,研究不同浓度(0(CK),15,30,45,60,75,90,105,120 mmol/L)NaCl处理对3个越橘品种组培苗鲜质量、存活率、芽增殖率、新生芽长以及K~+、Na~+含量及其比值的影响,并利用主成分分析法和隶属函数法对3个越橘品种的主要耐盐指标和综合耐盐性进行评价。【结果】随着NaCl浓度的提高,3个越橘品种组培苗的鲜质量、存活率、芽增殖率和新生芽长均呈下降趋势,在NaCl浓度为120 mmol/L时,‘奥尼尔’上述指标分别较CK下降54.7%,20.0%,83.3%和84.1%,‘雷戈西’分别下降51.0%,33.0%,75.1%和86.7%,‘密斯梯’分别下降35.4%,40.0%,96.1%和100.0%。3个越橘品种组培苗Na~+含量随NaCl浓度升高而逐渐增加,而K~+含量和K~+/Na~+比均下降,在NaCl浓度为120 mmol/L时,‘奥尼尔’、‘雷戈西’、‘密斯梯’Na~+含量分别较CK上升4.1,3.6和4.1倍,而K~+含量和K~+/Na~+比分别较CK下降20%和80%,19%和77%,27%和83%。3个越橘品种的耐盐性综合指数分别为0.46,0.66和0.24。【结论】NaCl胁迫对越橘组培苗的生长和增殖有抑制作用,能显著降低越橘植株中K~+/Na~+比值;3个越橘品种组培苗的耐盐性从强到弱依次为‘雷戈西’、‘奥尼尔’、‘密斯梯’。     

热红外遥感反演地表温度研究进展

介绍在遥感技术支持下用热红外波段反演地表温度的各种方法及其优缺点和适用情况;总结目前通道法反演地表温度的问题所在,引出其研究新方向:组分温度反演;最后,对热红外遥感反演地表温度作出总结和提出展望。     

地表组分温度遥感反演算法研究进展

【目的】地表组分温度是定量遥感反演的一个关键参数,在能量平衡过程模型和地表自然灾害监测中具有重要意义。【方法】过去的几十年中,国内外大量研究人员针对地表组分温度的反演提出了不同的方法和模型。文章系统回顾了现有的地表组分温度热红外遥感反演算法,包括多角度算法、多波段算法和时空信息算法,分析了各种反演算法的优缺点,评述了地表组分温度的验证方法。【结果 /结论】地表组分温度反演方法发展至今已经取得了阶段性进展,有些研究成果已得到广泛运用。由于地表结构复杂性、卫星传感器硬件技术及卫星发射成本等客观因素的影响,地表组分温度反演仍存在一些难点和亟待解决的问题,如有效比辐射率会随观测角度的变化而改变的问题、多角度和多波段数据的相邻角度和波段数据之间均存在相关性较高的问题、多角度传感器不同角度观测到的目标面积和观测时间不一致的问题等。未来地表组分温度遥感反演仍然是一个需要不断深入研究的内容。     

基于GCM泾河流域未来温度变化的降尺度预测

【目的】分析泾河流域21世纪温度变化的趋势,为流域未来气候变化情景的构建及当地农业的可持续发展提供参考依据。【方法】基于泾河流域18个气象站点的日平均温度和日最高、最低温度实测数据,以及美国国家环境预报中心(NCEP)的再分析资料、英国Hadley气候预测与研究中心的全球气候模型HadCM3在A2和B2情景下模拟的大气环流因子,利用统计降尺度模型SDSM,对泾河流域21世纪3个时期(2020s,2050s,2080s)温度的时空变化进行预测。【结果】A2、B2情景下,泾河流域未来3个时期(2020s,2050s,2080s)的温度变化均表现出明显的上升趋势,且随时间的推移增幅增大。3个时期的温度变化具有季节差异,日平均温度在A2、B2情景下均以夏季变化最为显著(A2:1.2,2.5,4.5℃;B2:1.3,2.4,3.2℃);日最高温度在A2情景下以秋季变化最为显著(1.0,2.4,3.8℃),B2情景下则以冬季变化最为显著(1.0,2.0,2.9℃);日最低温度在A2情景下以夏季变化最为显著(1.1,2.4,4.4℃),B2情景下则以秋季变化最为显著(1.4,2.3,3.3℃)。温度变化同时也存在空间差异,以东南-西北方向增幅较高,东南部是高增长的中心,东北部和西南部增幅相对较小。【结论】泾河流域未来3个时期(2020s,2050s,2080s)的温度有明显上升,并具有一定的时空差异和季节差异。     

基于深度动态学习神经网络和辐射传输模型地表温度反演算法研究

【目的】地表温度反演是一个典型的病态反演问题,深度动态学习神经网络的出现提供了一条新的地表温度反演途径。文章以MODIS中红外和热红外波段作为参照模拟研究对象,利用深度动态学习神经网络和辐射传输模型(MODTRAN)进行地表温度反演研究,选择最适合于MODIS地表温度反演的波段组合,从而为国产卫星风云系列和高分数据红外波段反演地表温度提供参考算法。【方法】根据中红外波段受太阳的影响以及水汽波段的特征,将反演组合波段分成3组。第1组适合白天和晚上同时反演地表温度的组合(MODIS波段29、31、32和33);第2组适合白天的热红外波段和水汽波段组合(MODIS波段29、31、32、33和水汽波段);第3组是只适合晚上的中外波段(MODIS 20、22、23)与热红外波段(MODIS 29、31、32和33)的组合。【结果】利用辐射传输模型(MODTRAN)和深度动态神经网络(NN)反演分析表明,深度动态学习神经网络能够被用来精确地从单景MODIS数据中反演地表温度,克服了传统MODIS白天/黑夜产品算法的缺陷。3种类型的组合地表温度的平均反演误差都在1 K以下,最高精度为热红外波段与水汽波段的组合,平均最高精度为0.251 K,标准差是0.255 K,相关系数是1。【结论】利用深度动态学习神经网络和辐射传输模型彻底解决了地表温度和发射率病态反演难题,为风云系列卫星和高分数据地表温度反演算法提供参考算法模式,深度动态学习神经网络与辐射传输模型相结合反演地表温度和发射率在地表温度反演史上具有里程牌意义。     

MODIS数据反演三江平原晴空上午陆表温度比较研究

三江平原大面积开垦后区域水热平衡发生变化,晴空上午陆表增温状况在开垦后和未开垦区域之间周年变化表现不同.选择2006~2009年55个时次67个Terra卫星上午降轨MODIS L1B数据集,在黑龙江南岸乌苏里江西岸开垦后农田、黑龙江北岸乌苏里江东岸俄罗斯境内未开垦平坦荒原各选择200个地面数据点,比较分析开垦和未开垦区晴空上午陆表温度(Land surface temperature,LST).结果表明,与未开垦荒原比较,开垦后区域LST年变化表现为两谷一峰:春季解冻后未开垦区有大量枯萎植物覆盖,开垦后区域裸土为主,表现为温度谷;5月下旬至7月中下旬,未开垦区植物大量生长,开垦区农田前期多为裸土或植株矮小,表现为一个很强的温度峰;7月末至8月末农田作物茂密生长,表现为另一个温度谷;9月以后至次年4月份大部分时间为冻土或被冰雪覆盖,开垦区和未开垦区LST差异不明显     

小流域地表水资源动态模型研究

通过在小流域中进行降雨径流定点观测,建立地表水资源动态模型,对模型中影响地表水资源变化的物性参数地形系数(T)、土壤系数(S)和覆盖系数(C)的计算方法和实验结果进行论述,同时在仁国小流域上进行了验证。结果表明,该模型能够对小流域地表水资源进行动态监测,从而使有限的水资源更好地为生产和生活服务。     

气候和土地利用变化对松华坝流域水资源的相对作用研究

以云南省滇池松华坝流域为研究对象,利用分布式水文模型(SWAT)探讨了气候和土地利用变化对河道径流和总氮的影响及对水资源变化的相对作用,模拟分析了气候变化背景下两者相对作用程度的变化。结果表明:气候是流域内河道径流变化的主要原因,贡献率为63.1%～96.6%。土地利用对河道径流变化的影响整体上偏小,但是差异较大;在降雨减少或不变时土地利用的贡献率为12.2%～36.9%,在降雨增加时贡献率为3.4%～5.2%。从土地利用类型的变化来看,耕地减少和草地增加可增加河道径流量,反之则减少。气候和土地利用变化都是影响水体总氮变化的主要原因,贡献率分别为68.2%和68.5%,而两者对水体总氮的影响在不同时期差异较大。当总氮数量变化较大,或者减少量超过40%时,土地利用的贡献率比较大,而当总氮负荷增加或者减少幅度较小时,气候的贡献率比较大。土地利用类型和总氮变化量之间的相关性分析表明,耕地面积与总氮变化显著正相关(r=0.814),草地面积与总氮变化显著负相关(r=-0.895),而林地面积与总氮变化相关性不显著。     

城市扩张下的哈尔滨地表温度空间变化态势分析

为探究地表温度时空变化特征对城市热岛效应、生态环境质量的影响,以哈尔滨市为例,将以2001、2008、2013和2016年4期Landsat卫星遥感影像为基础数据,采用辐射传输法、密度分割、象限方位法、缓冲区分析以及回归分析等方法,对哈尔滨市地表温度进行反演并划分等级,分析哈尔滨市地表温度时空分异总体特征,同时定量揭示并阐述地表温度和归一化建筑指数NDBI的相关性。结果表明:高温区主要集中在相应时期的建成区及工业园区,而水体、绿地及耕地则表现出明显的低温区;2001—2016年哈尔滨市高温区域扩张明显,但是在不同时期表现出不同的扩张方向、范围和模式;高温区域与城市建设用地空间分布具有一致性,城市化进程和人口流动加快高温区范围的扩张;地表温度和NDBI呈显著正相关,NDBI在表征热环境特征方面具有一定代表性。     

盐碱地改良综述

在农业快速发展的大背景下,盐碱地面积不断扩张,土壤盐碱化问题成为我国加快社会主义生态农业发展进程的掣肘。治理不同程度、不同地型盐碱地的措施逐渐多元化,总结过往的改良技术,分类分区,精准治理,兼顾高水平与低成本。本文就盐碱地的各项治理措施与研究进展进行综述研究,并在此基础上提出对未来盐碱地治理研究方向的展望。     

基于突变级数法的半干旱黄土丘陵沟壑区小流域水土保持综合效益研究

【目的】利用突变理论与模糊数学相结合产生的突变模糊隶属函数,研究半干旱黄土丘陵沟壑区小流域水土保持综合效益的多目标评价问题。【方法】运用突变级数法,将小流域水土保持综合效益按照突变理论的要求进行多层次矛盾分解,从保水保土的基础效益、经济效益、生态效益、社会效益4个方面构建了16项评价指标,对半干旱黄土丘陵沟壑区安家坡小流域的水土保持综合效益进行了评价。【结果】安家坡小流域水土保持综合效益从20世纪60年代到90年代有2个明显的增长期,2000年以后发展平稳,该小流域的生态经济环境步入良性循环状态。【结论】安家坡小流域水土保持综合突变指数随时间呈波动式上升趋势,与实地调研结果相符。实例评价结果表明,突变级数法是合理、客观而可行的,其为解决半干旱黄土丘陵沟壑区小流域水土保持综合效益多目标评价问题提供了一种新思路。     

黄土丘陵区小流域土地覆被物空间分布特征及影响因素研究

【目的】研究了小流域土地覆被物的主要类型、空间分布特征及其影响因素,为黄土丘陵区复杂地形条件下的流域水土流失防治及评估提供参考。【方法】在陕北黄土丘陵区安塞县的大南沟、纸坊沟、县南沟3个小流域,选取172个样地调查了植被、枯落物及生物结皮等土地覆被物的盖度、厚度及所处的地形条件等数据,并运用SPSS13.0进行了分析。【结果】黄土丘陵区小流域土地覆被物以草本盖度最大,枯落物和生物结皮盖度次之,乔木和灌木盖度较小;植被盖度在沟坡大于梁峁坡,阴坡和半阳坡大于阳坡,不同坡度之间无显著规律,不同地形条件下枯落物盖度的变化与植被的变化趋势一致,生物结皮盖度的空间分布与植被盖度和枯落物盖度呈相反趋势;小流域9个土地覆被物指标可以归为3类土地覆被物因子,即地表覆被物、近地覆被物和地上覆被物。土地覆被物空间分布受地形因子及土地覆被物之间的影响,乔木盖度受地形影响较大;灌木盖度受坡度影响较大;草本盖度主要受乔木盖度的影响;枯落物受乔灌草盖度影响较大,受地形类因子影响较小;苔藓、藻类盖度及生物结皮盖度主要受枯落物、草本盖度等近地因子的影响。【结论】流域土地覆被物空间分布特征与水土流失状况密切相关,在黄土丘陵区小流域水土流失防治过程中,要针对不同的地形条件进行合理的植被配置,进而形成优化的土地覆被物配置,促进黄土丘陵区的生态环境建设和保护。