长白山地区地表温度反演及其与土地利用/覆盖的关系研究

论文摘要

本研究主要分为两部分：首先是基于LandsatTM/ETM+遥感影像数据,结合研究区内的气象站点数据,利用覃志豪所提出的单窗算法,对长白山地区的地表温度进行了反演,之后对反演结果进行了初步的验证与精度评价,得出反演结果具有较好的精度；其次对地表温度的空间分布格局进行了分析,并且分析了其与NDVI和土地利用／覆盖之间的关系。在地表温度的反演过程中,首先获取单窗算法反演地表温度所需要的三个基本参数即：地表比辐射率、大气平均作用温度和大气透过率。在确定了三个参数之后,结合亮度温度反演出研究区的地表温度。将结果通过与实测地表温度进行了对比验证,得出反演结果具有较高的精度。该区地表覆盖类型复杂,再加上大气干扰的复杂性、地表比辐射率的不确定性、地表热辐射的方向性、非同温混合像元,以及算法的各种近似等是导致误差较大的原因。对研究区的地表温度的空间分布格局进行了分析,从两期反演的结果可以看出,研究区内存在三个明显的高温区,分别是：火山口附近、朝鲜一侧的东北部与西南部,三个地区形成高温的原因不同。对研究区的地表温度进行分区统计,发现两个时期的各个地区的温度排序并不一致,总体上来说：研究区内两期各地区的地表温度相对变化不大。而朝鲜一侧的地表温度在两期中均居首位。在对地表温度与土地利用／覆盖之间的关系进行研究时主要分两方面的内容进行：一是分析NDIV与地表温度之间的关系研究。探讨NDVI与地表温度的关系,在一定程度上探讨了植被覆盖度及土地利用／覆盖变化与地表温度的关系。通过研究之后发现NDVI与地表温度具有很强的负相关关系；二是分析地表温度与土地利用／覆盖类型的关系得出,裸地、荒草地、人工建筑用地基本是平均温度最高的三类,而水体与林地的温度基本排在最低；高山苔原带的地表温度排序比较靠前；水田与林地的标准差在各年均比较小。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 图目录
• 表目录
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景、目的及意义
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 地表温度反演研究现状
• 1.2.2 土地利用/覆盖变化研究现状
• 1.3 论文的主要研究内容、方法以及技术路线
• 1.3.1 主要研究内容
• 1.3.2 研究方法
• 1.3.3 技术路线
• 1.4 研究区概况
• 1.4.1 研究区地理位置
• 1.4.2 研究区自然概况
• 第二章 地表温度反演的理论与方法
• 2.1 热红外遥感
• 2.2 黑体辐射与普朗克定律
• 2.3 地表比辐射率
• 2.4 地表温度反演方法
• 2.4.1 辐射方程法
• 2.4.2 单窗算法
• 2.4.3 劈窗算法
• 第三章 长白山地区的地表温度反演及结果分析
• 3.1 数据源与数据预处理
• 3.1.1 数据源
• 3.1.2 数据预处理
• 3.2 关键参数的计算
• 3.2.1 亮度温度的计算
• 3.2.2 大气平均作用温度的计算
• 3.2.3 大气透过率的计算
• 3.2.4 地表比辐射率的计算
• 3.3 反演结果及精度评价
• 第四章 地表温度的空间分布格局及与土地利用/覆盖的关系
• 4.1 地表温度的空间分布格局
• 4.1.1 地表温度总体分布特征
• 4.1.2 地表温度区域分布特征
• 4.2 地温与NDVI的关系
• 4.3 地表温度与土地利用/覆盖类型的关系
• 第五章 结论与展望
• 5.1 工作总结
• 5.2 未来工作展望
• 参考文献
• 致谢