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《安徽师范大学》 2012年
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基于ASTER多波段数据的地表组分温度反演

孙静  
【摘要】:地表温度是区域和全球尺度上陆地表面物理过程的一个关键参数,综合了地气间相互作用的结果,是地球表面能量平衡和温室效应的良好指示计,在气候、水文、生态、军事和生物地球化学等研究领域有着广泛的应用。 利用遥感反演地表温度在过去已取得了很大的进展,前人发展了大量的温度反演算法,但这些算法都把大量存在的非同温混合像元视为同温同质体,使得反演得到的只是物理意义模糊不清的该混合像元的平均温度。而事实上在大量的地表温度实际应用中,需要的是物理意义明确的地表组分温度。 植被和土壤的组分温度在全球变化研究、地表过程模拟以及农作物估产、干旱监测等方面都有重要的应用价值。由于多角度数据相比多波段数据更有利于组分温度的反演,因此学者们致力于地表非同温混合像元热辐射方向性建模研究并提出了多种热辐射方向性模型,且在此基础上进行了一系列的组分温度分解算法的研究。但到目前为止,限于卫星技术的发展,人们可以有效利用的星载多角度数据较少。鉴于地表组分温度反演的必要性和符合要求的星载多角度遥感数据的不易获得性,研究一种基于多波段遥感数据的地表组分温度反演方法,具有非常重要的理论和现实意义。 与TM、ETM+、AVHRR及MODIS等传感器的热红外数据相比,ASTER的热红外数据同时具有较高光谱分辨率和较高空间分辨率,这是使用ASTER数据反演地表组分温度的优势所在。因此,本文利用ASTER数据,以光照植被、阴影植被、光照土壤和阴影土壤四种混合像元为研究对象,对地表组分温度的反演方法进行了研究,主要内容和成果如下: (1)用MonteCarlo方法模拟植被和土壤有效比辐射率,以及光照植被、阴影植被、光照土壤和阴影土壤四种组分面积比,进而计算得到光照植被有效比辐射率、阴影植被有效比辐射率、光照土壤有效比辐射率和阴影土壤有效比辐射率。 (2)建立地表组分有效比辐射率方向性模型,通过引入波长变量λ,并视观测角度θ为常量,建立了一种以多波段热红外数据为数据源,用以组分温度反演的地表热辐射波长变化模型。 (3)提出了一种利用ASTER5个热红外波段建立温度反演方程,从而对地表热辐射波长变化模型进行求解的方法。 (4)以安徽阜阳小麦种植区为研究区,以ASTER数据为数据源,使用本文提出的模型和方法获得了地表组分温度的初步解。在同一像元中光照土壤温度最高,光照植被和阴影植被次之,阴影土壤温度最低。
【学位授予单位】:安徽师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TP79;P423

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