基于MODIS数据的黑河流域地表温度反演研究

基于MODIS数据,运用毛克彪的劈窗算法反演了具有冰雪、冻土地表类型的黑河流域2009年9月23日的地表温度。结果表明：沙漠和戈壁的温度最高,永久积雪/冰川的温度最低,能够客观地反映黑河流域9月下旬白天的气候特点。将反演结果与流域内9个气象站点的实测数据对比分析,得出反演的地面温度与实测的地面温度平均误差为0.82℃,在当前遥感反演地表温度的误差之内。因此,该算法适合大面积的地表温度快速反演。     

基于MODIS数据的长江三角洲地区近地表气温遥感反演

近地表气温是一个重要的气候参数,为了给农业研究提供空间上连续的气温信息,以长江三角洲为研究区,根据MODIS地表温度和NDVI数据运用温度-植被指数方法反演了2005年全年的气温,并通过进一步去除温度-植被指数空间窗口的残余云和水体信息扩大了该方法的通用范围.最后利用气象站点观测气温数据对遥感反演值进行了精度验证,分析...     

针对TM/ETM+遥感数据的地表温度反演与验证

利用2001、2004、2005年水体、裸地、农田、草地上红外辐射计的观测数据,结合大气下行辐射与比辐射率数据,通过多种方法分别获取了像元尺度的地表温度实测值,并对基于TM/E1M<' >数据的3种遥感反演算法得到的地表温度进行地面验证.结果表明:3种遥感反演算法得到北京地区地表温度的空间分布趋势一致.与地面实测数据相比,辐射传输方程算法的结果略高于地面实测值,单窗算法的结果与地面实测值一致性最好,而普适性单通道算法的结果明显低于地面实测值.从单窗算法反演的北京市地表温度分布图中可以看出,北京城市热岛效应显著,总体上城区地表温度高于郊区,水体温度最低,而且不同下垫面的地表温度差异明显.     

基于MODIS遥感资料估算高原地表潜热通量

利用2014年夏季青藏高原9个观测站的实测资料,首先分析了夏季高原地区的湍流输送特征,并对MODIS(Moderate-Resolution Imaging Spectroradiometer)地表潜热产品在高原地区的适用性进行检验,进一步在潜热模型中引入MODIS昼夜地表温度来估算研究区的地表潜热,并将估算值与实测值进行对比。结果表明:下垫面以裸土/稀疏植被为主的阿里站能量输送以感热为主,其他观测站的湍流输送则以潜热输送为主;MODIS潜热产品在高原各地区的适用性存在差异,产品在高原东部偏东地区适用性较好,其他地区适用性较差,且高原西部的潜热有效数据大量缺失;而新提出的方法不仅可以弥补高原西部地表潜热的缺失,还可以提高地表潜热的估算精度,估算值与实测值之间相关系数达到0.77,均方根误差仅为29.8 W/m2,相对误差为35.59%;模型给出的高原地区地表潜热区域分布特征与高原的地表覆盖类型吻合较好,说明模型给出的高原地表潜热分布是合理的。     

遥感劈窗技术在城市地表温度研究中的应用

地表温度是农业生态环境研究中的一个重要参量.监测地表温度对适时播种、因土施肥等农业生产活动具有重要的指导意义,对研究城市热岛效应也非常关键.本文利用气象卫星AVHRR数据,运用劈窗技术反演方法提取地表温度,为大范围实时监测地表温度提供新的技术途径.     

干旱荒漠区土地利用变化对地表温度的影响

该文以Landsat TM 遥感影像为主要数据源,获取了宁夏中卫市沙坡头区1992年和2007年的土地利用信息;利用单窗算法反演了对应时期该区域的地表温度（LST）;据此分析了土地利用变化与地表温度变化之间的关系。结果显示：1）不同利用方式的土地的LST有显著差异,流动沙地的LST最高,其次是固沙用地、草原化荒漠等;2）过去15 a间,研究区内最为明显的土地利用变化方向是“草原化荒漠转变为农田”和“流动沙地转变为固沙用地”;3）“草原化荒漠转变为可灌溉农田”会导致LST明显下降,“草原化荒漠转变为压砂田”     

基于遥感的沿海土地利用变化及地表温度响应

该文基于两期时相接近的高分辨率遥感影像数据,利用遥感分类和定量反演技术,提取两期土地利用/土地覆盖（LUCC）信息和对应的地表温度信息,结合山东省莱州湾沿岸近20 a来海水入侵研究成果,分析LUCC对地表温度影响的空间格局和变化规律。经研究发现：在海水入侵影响下,研究区域土地覆盖以旱地、盐碱地、建设用地和盐田为主,未利用土地覆盖类型（盐碱地、滩涂）占很高的比例,随着距海的远近,土地利用程度变化显著。在沿海经济发展和LUCC影响下,整个研究区域水面覆盖和植被覆盖面积增加,使研究区域的地表温度降低：研究区域1987年平均地表温度为30.8℃,2000年平均地表温度为29.2℃;2000年相对1987年,研究区域的地表温度降低了1.62℃。海水入侵显著地影响了土地覆盖空间格局和变化,土地覆盖的显著变化进而明显地影响了沿海区域地表温度的空间分布和变化,沿海区域的地表温度变化与地表覆盖变化密切相关。该研究可为沿海湿地生态环境保护和滩涂开发提供科学参考。     

以地表温度-植被指数特征空间为基础基于MODIS数据进行土壤水分监测研究

Soil moisture has been considered as one of the main indicators that are widely used in the fields of hydrology, climate, ecology and others. The land surface temperature-vegetation index （LST-VI） space has comprehensive information of the sensor from the visible to thermal infrared band and can well reflect the regional soil moisture conditions. In this study, 9 pairs of moderate-resolution imaging spectroradiometer （MODIS） products （MOD09A1 and MODllA2）, covering 5 provinces in Southwest China, were chosen to construct the LST-VI space, and then the spatial distribution of soil moisture in 5 provinces of Southwest China was monitored by the temperature vegetation dryness index （TVDI）. Three LST-VI spaces were constructed by normalized difference vegetation index （NDVI）, enhanced vegetation index （EVI）, and modified soil-adjusted vegetation index （MSAVI）, respectively. The correlations between the soil moisture data from 98 sites and the 3 TVDIs calculated by LST-NDVI, LST-EVI and LST-MSAVI, respectively, were analyzed. The results showed that TVDI was a useful parameter for soil surface moisture conditions. The TVDI calculated from the LST-EVI space （TVDIE） revealed a better correlation with soil moisture than those calculated from the LST-NDVI and LST-MSAVI spaces. From the different stages of the TVDIE space, it is concluded that TVDIE can effectively show the temporal and spatial differences of soil moisture, and is an effective approach to monitor soil moisture condition.     

基于地表温度和植被指数特征空间的农业干旱遥感监测方法研究综述

遥感技术以其便捷、反映迅速、大范围监测等优点在农业旱情监测中得到广泛使用。通过遥感资料反演的地表温度（Ts）和植被指数（NDVI）不仅可以表征绿色植被的生理和生长状况,还能揭示植被土壤水分信息,反映作物受旱状况,但两者单独使用时存在缺陷。而基于地表温度和植被指数特征空间的干旱监测方法有利于统一定量标准来判别植被干旱情况,同时还解决了植物在受水分胁迫时短期内仍能保持原有绿色的时间滞后的问题,提高了旱情监测的准确度和实用性。该文以地表温度和植被指数特征空间干旱监测方法为基础,较为详细地阐述了各个方法的基本原理和适用范围,并结合实例归纳总结了与之相关的四种方法的优、缺点,进一步探讨了今后研究的重点。     

基于MODIS数据的福建省干旱遥感动态监测分析

干旱是影响社会发展和农业生产的重要因素之一,利用MODIS数据和气象资料,结合福建省的地形、气候和植被覆盖条件,分别反演出2004年和2006年的归一化植被指数（NDVI）,借助分裂窗法成功反演了两个时相的地表实际温度（Ts）,并建立了基于植被供水指数算法（VSWI）的干旱监测模型。结果表明,对于植被覆盖率高的福建省,利用VSWI进行遥感干旱监测是可行的,MODIS数据可很好地满足大范围的实时动态监测。福建省地表干旱存在着较明显的南北区域差异,东南沿海比中西部严重,从两个时相的对比来看,干旱有加重的发展趋势,而经济发展和城市化进程是引起干旱程度加剧的重要因素。     

基于MODIS数据的湖南省旱情监测研究

干旱的发生不仅影响到当地的农业生产,还极大的破坏了当地的生态环境。采用MODIS数据以条件植被温度指数(VTCI)作为旱情指标,对湖南省2005年7月下旬的旱情分布进行了监测。综合考虑了归一化植被指数(NDVI)和增强型植被指数(EVI)的优劣性之后,以EVI代替NDVI构建了EVI-Ts特征空间,其中采用分裂窗算法对陆地表面温度进行了反演,最终得到了与实际旱情大致相符的旱情分布图。研究表明:此种方法适用于湖南省的旱情监测,同时它也是一种便捷、高效的大面积与近实时监测方法。     

基于MODIS数据的黑龙江省黑土带地温空间格局分析

地温与春旱是黑龙江省农业生产的重要限制因子。2009年与2010年5月的气候异常对农业生产与管理产生显著影响。研究地表温度格局与动态变化规律及其对农业生产的影响,将为农业相关部门指导农耕提供科学依据。利用MODIS数据,对2009年和2010年5月中旬的两期地表温度(LST)数据进行分析,建立温度矢量空间格局;分析导致地表温度格局变化的成因。结果表明:(1)2009年和2010年5月的LST存在明显的空间格局差异。2009年5月的比2010年5月LST均值高约6.8K。(2)地表温度变化受下垫面状况影响显著。不同的土地利用类型对LST的贡献不同。(3)不同的土壤类型在旱涝年份对地表温度影响不同,黑土和黑钙土,团粒结构性好,田间持水量能力强,保水能力好,耐旱抗涝的能力比其他的土壤强得多,对LST的保持贡献最大;土壤的含水量与LST成正相关。(4)地势较低时,地表温度受多种因素的共同作用,DEM变化对LST作用不大;随着地势的增加,DEM成为影响地表温度的主要因素。     

基于GIS的浙江省土地利用/覆盖与地表温度的关系

利用MODIS数据的分裂窗算法,获取了浙江省各地2008年一整年的地表温度数据,综合利用遥感、地理信息系统(GIS)技术,研究了地表温度的时空分布特征、地表温度与不同土地覆盖类型间的关系以及地表温度与归一化差值植被指数(NDVI)的定量关系。结果表明:①地表温度在空间分布的高度异质性,一方面是由区域内海拔高度差异较大造成的,另一方面与下垫面类型有关;②不同土地覆盖类型间地表温度的月季变化趋势基本一致,但各类别间的地表温度高低存在显著差异,年平均地表温度总体表现为建设用地耕地林地水体;③植被对地表温度的影响受下垫面类型的制约,分析夏季NDVI与地表温度的关系可见,林地、耕地和建设用地的NDVI与地表温度呈显著负相关;水体的NDVI与地表温度呈正相关。研究结果可为当地高温热浪、低温冻害等灾害的动态监测提供新的途径,具有重要的应用价值,对政府土地合理规划和利用及防灾减灾具有重要指导意义。     

中国近50 a地表温度时空变化特征分析

[目的]研究大气下垫面地表温度的时空分布规律,为进一步了解中国区域地气相互作用,地表能量交换等提供科学依据。[方法]通过气候统计方法,对中国近50a地表温度时空变化特征进行研究。[结果](1)中国近50a平均地表温度呈显著上升趋势,平均每10a上升0.29℃,尤其2000年以来中国年平均地表温度增温趋势最显著。对于四季而言,中国近50a地表温度在所有季节均呈现上升趋势,从增温趋势看,冬季平均地表温度增温趋势最明显。(2)中国近50a平均地表温度空间分布由北向南逐渐升高。对于四季而言,地表温度在所有季节都呈现出由北向南升高,但是不同季节地表温度分布有着不同的特点。(3)中国近50a大部地区地表温度增温显著,其中中国北方大部地区增温明显,增温率为(0.2~0.6℃)/10a。[结论]中国近50a平均地表温度呈显著上升趋势,且由北向南逐渐升高。     

基于遥感数据的银川市城市公园对城市热环境降温效应分析

[目的] 研究宁夏回族自治区银川市城市公园对城市热环境降温效应的影响,为改善城市热环境措施的制定提供科学依据。[方法] 基于Landsat 8数据反演了银川市城区17个公园的地表温度,利用景观格局和缓冲区分析方法,探讨城市公园斑块特征和景观空间结构特征对城市内部热环境的响应规律,定量分析城市公园对周边环境降温效应的辐射范围和变化幅度,研究典型公园水域景观的热环境效应。[结果] ①银川市公园景观斑块特征差异较为显著且对其内部温度影响明显,其内部温度与面积、周长呈显著负相关,而与周长面积比呈显著正相关。②公园内部温度与公园景观构成、斑块形态特征和景观空间分布特征关系密切,降温效应与绿地和水体面积显著负相关,与公园景观形状指数、绿地景观形状指数、不透水面形状指数以及水体聚集度指数显著负相关。③17个公园景观对周边热环境降温效果较为显著,拟合结果显示最大降温影响距离主要分布在200—300 m之间,总体上对100 m区域范围内降温效果最为明显。④面状水域能够有效降低水域周边地表温度,比线状水域对城市热岛效应具有更好的降温效果。[结论] 在城市公园规划和设计时,应综合权衡公园斑块和景观空间结构特征对其降温效果的影响,适当增加公园和绿地斑块边界形状的复杂度,进而更好地改善城市热环境。     

基于MODIS数据的福建省农作物低温监测分析与风险评估

利用MODIS数据分别对福建省地表温度和农作物用地信息进行反演,建立基于分裂窗法的福建省地表温度反演模型,构建福建省土地利用信息的专家决策树分类体系,并在Surfer和ArcGIS辅助下提出基于遥感的福建省农作物地表低温风险评估法.结果表明,基于分裂窗法的地表温度监测精度较高,达到83.56％.通过与气象站实测温度对比分析,其高低温分布趋势基本一致,并能精细反映地形条件下的温度差异,弥补了气象站数量不足的缺陷.利用专家决策树分析法灵活构造NDVI、NDWI等不同判读因子,能较准确地提取福建省农作物土地利用信息.经过归一化处理建立的福建省主要农作物用地低温风险等级分为:轻度(0.45～1.00)、中度(0.24 ～0.45)和重度(0～0.24),能够细致反映出福建省地表低温分布和农作物所处的风险格局,为农作物合理区划和低温灾害风险评估等提供参考依据.     

MODIS数据在土壤侵蚀动态监测中的应用--以湖北省为例

以动态监测湖北省土壤侵蚀为例，采用三要素（即植被覆盖度、地形坡度和土地利用）专家规则模型，应用MODIS遥感影像进行土壤侵蚀强度快速估测。首先，利用MODIS数据和植被指数模型提取省内的植被覆盖度信息；其次，利用人工解译的TM影像获取土地利用图；然后，利用DEM数据生成坡度图；最后，结合土壤侵蚀强度分级指标，将这3图叠加，判断和计算侵蚀强度等级，获得省内土壤侵蚀强度等级图。运用GIS技术，通过对2004年和2005年的土壤侵蚀强度等级图分析比较，从而实现动态监测。     

基于Landsat/TM资料研究东莞市地表温度地理分区

以快速城市化的典型地区广东省东莞市为例,以Landsat/TM资料为主要数据源,采用覃志豪单窗算法进行地表温度反演,计算32个区的平均地表温度,并依据各镇区平均地表温度和数字高程模型数据,进行地表温度的地理分区。结果表明:东莞市可划分为山地低温区、河网次低温、丘陵—近河网次高温区、平原高温区4个温度区间,其中山地低温区仅指谢岗镇,河网次低温区位于东莞市西北部东江河网区,丘陵—近河网次高温区包括西南部濒临珠江口的江河冲积平原、东北部的东江河滨及东部的丘陵台地,平原高温区位于中部、南部的平原地区。由此可见,地形地貌对地表温度影响显著,城市化进程必须因地制宜、合理规划。