城市热岛效应卫星遥感数据处理平台研发

论文摘要

“城市热岛效应”（Urban Heat Island Effects,UHIEs或UHI）是指在以温度场构建的三维空间模型上,由于城市气温高于周围自然环境气温,形成犹如岛屿的现象。国内外大量的研究结果表明,所有城市都存在城市热岛效应。2008年四川省环境保护局（现四川省环境保护厅）立项利用卫星遥感技术研究四川省城市热岛效应的动态特征。本文的研究工作正是在上述条件下开展的,以TM/ETM+、ASTER和AVHRR为主要遥感数据源,研发了城市热岛效应卫星遥感数据处理平台。项目完成的主要工作内容包括:1.调研了所选取进行城市热岛效应研究的卫星传感器（如:NOAA/AVHRR,TERRA/ASTER,Landsat/TM,ETM+和CBERS/CCD）技术指标、特性和数据格式,提出了软件研发的数据识别需求。2.分析了国内外城市热岛遥感研究的现状,并在理论研究确定的城市热岛监测方法基础上,设计了软件的功能和流程。3.调研了主流通用遥感图像处理软件的功能和各自优势,掌握了ENVI二次开发技术,并在此基础上确立了以ENVI/IDL二次开发为方向的技术路线。4.根据应用需求,设计了去除卫星数据噪声点的算法,并利用C#编程实现其优化功能。5.基于ENVI平台和IDL语言完成了城市热岛效应卫星遥感数据处理平台的主要功能。具体包括:数据的读入和输出、数据定标、热红外反演和反射率计算、地理投影、植被指数计算、温度场计算、热力景观计算等。通过合理的设计,实现了各功能之间的有机结合及流程化,最终得到表述城市热岛的特征的产品。最后,本文实现了预期目标,完成了城市热岛效应卫星遥感数据处理平台的研发工作。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 研究背景
• 1.2 城市热岛的研究进展
• 1.2.1 研究方法分类
• 1.2.2 遥感研究方法
• 1.3 遥感图像处理系统现状及研究意义
• 1.4 课题来源和主要工作内容
• 1.5 论文的研究内容和文章结构
• 第二章 卫星遥感及遥感二次开发
• 2.1 常用卫星遥感数据源
• 2.1.1 NOAA/AVHRR
• 2.1.2 TERRA/ASTER
• 2.1.3 LANDSAT/TM,ETM+
• 2.1.4 CBERS/CCD
• 2.2 温度反演的常用算法
• 2.3 热红外遥感
• 2.3.1 红外遥感的理论基础
• 2.3.2 亮温的反演
• 2.3.3 UHI 图象处理
• 2.4 遥感二次开发技术
• 2.5 IDL 语言介绍
• 2.6 ENVI 介绍
• 2.6.1 ENVI 软件介绍
• 2.6.2 ENVI 文件格式介绍
• 2.7 ENVI 二次开发方法
• 2.7.1 ENVI 功能扩展
• 2.7.2 ENVI 二次开发
• 2.7.3 集成开发
• 2.8 小结
• 第三章 技术路线和需求分析
• 3.1 技术路线
• 3.2 需求分析
• 3.2.1 工作流程需求
• 3.2.2 软件功能需求
• 3.3 小结
• 第四章 软件设计与功能实现
• 4.1 系统总体框架
• 4.2 流程图
• 4.2.1 数据处理流程图
• 4.2.2 软件运行流程图
• 4.3 系统实现
• 4.3.1 控制子系统
• 4.3.2 数据管理子系统
• 4.3.3 数据预处理子系统
• 4.3.4 应用分析和处理子系统
• 4.3.5 结果输出子系统
• 4.3.6 数据验证
• 4.4 系统编译与发布
• 4.5 小结
• 第五章 总结与展望
• 致谢
• 参考文献