【摘要】：遙感技術(shù)的發(fā)展為區(qū)域地表溫度數(shù)據(jù)的獲取提供了手段。目前常用到的地表溫度影像按照其空間分辨率(時間分辨率)主要分為兩類:高空間-低時間分辨率地表溫度數(shù)據(jù)和低空間-高時間分辨率地表溫度數(shù)據(jù)。地表溫度高時間與高空間分辨率不可兼得的問題采用降尺度解決,可得到高時空分辨率的亞像元地表溫度數(shù)據(jù),故降尺度方法的研究成為遙感數(shù)據(jù)應(yīng)用范疇的一大熱點。本文以甘肅省張掖市黑河流域盈科灌區(qū)和北京市城區(qū)為研究區(qū)域,其中盈科灌區(qū)研究區(qū)用于地表溫度降尺度,主要用到從黑河流域生態(tài)水文過程綜合遙感觀測聯(lián)合試驗下載到的2012年7-9月共計5個時相的ASTER數(shù)據(jù)以及從NASA官網(wǎng)下載到同步的MODIS數(shù)據(jù)。北京市城區(qū)是將地表溫度降尺度方法應(yīng)用于城市熱島效應(yīng)的研究,主要用到USGS下載的1985-2015年6-9月中的每年一期天氣晴朗、少云或無云覆蓋的影像,而對缺少的年份利用從NASA官網(wǎng)下載到缺少年份6-9月的MODIS數(shù)據(jù)生成。具體研究成果如下:(1)LST降尺度方法對比及其同化研究:利用2012年7-9月共計5個時相的ASTER數(shù)據(jù)和MODIS數(shù)據(jù),使用統(tǒng)計經(jīng)驗法、增強(qiáng)型自適應(yīng)時空融合方法(Enhanced Spatial and Temporal Adaptive Reflectance Fusion Model,ESTARFM))、靈活的時空融合方法(Flexible Spatiotemporal Data Fusion Method,FSDAF)這三種方法,均生成 90m、180m、270m、360m、450m這五個尺度不同日期的亞像元地表溫度,最后針對文中用到的三種方法歸納出生成亞像元地表溫度的同化策略。從生成的亞像元LST分布圖來看,三種方法均能將低空間分辨率的MODIS LST數(shù)據(jù)的時間優(yōu)勢和高空間分辨率的ASTER LST數(shù)據(jù)的空間優(yōu)勢充分結(jié)合起來。從視覺上看,三種方法均有效的改善原始MODIS LST產(chǎn)品的分辨率,有效提高M(jìn)ODIS溫度產(chǎn)品的紋理細(xì)節(jié),三種方法中統(tǒng)計經(jīng)驗法降尺度結(jié)果精度最低、塊現(xiàn)象嚴(yán)重,而ESTARFM方法和FSDAF方法精度均較高,且與原始的ASTER LST產(chǎn)品很難從肉眼進(jìn)行區(qū)分。(2)降尺度方法對比分析及驗證:分別通過地面點溫度觀測數(shù)據(jù)和ASTER溫度產(chǎn)品數(shù)據(jù)對文中所用到的三種降尺度方法預(yù)測生成的亞像元地表溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行驗證和分析,驗證精度用決定系數(shù)(Correlation Coefficient,R2)、均方根誤差(RootMean Square Error,RMSE)以及平均絕對誤差(MeanAbsoluteError,MAE)這三個指標(biāo)表示。地面點溫度觀測數(shù)據(jù)驗證結(jié)果表明ESTARFM方法預(yù)測生成的亞像元LST與地面觀測值之間R2均高于0.6128,而FSADF方法預(yù)測生成的亞像元LST與地面觀測值之間的R2均高于0.5055。用地面點進(jìn)行驗證發(fā)現(xiàn),大部分站點值高于地面觀測的實際值。ASTER溫度產(chǎn)品驗證結(jié)果表明(以90m空間分辨率為例):統(tǒng)計經(jīng)驗法的精度最低,其預(yù)測生成的亞像元LST值與ASTERLST產(chǎn)品值之間的R2均高于0.25,MAE均低于5.55K,RMSE均低于7.14K;ESTARFM方法的精度最高,其預(yù)測生成的亞像元LST值與ASTER LST 產(chǎn)品值之間的 R2均高于 0.88(2012-08-18),MAE 均低于 1.73K(2012-08-02),RMSE均低于 2.37K(2012-08-02);FSDAF 方法的精度居中,R2 均高于 0.85(2012-08-18-90),MAE 均低于 1.77K(2012-08-02-90),RMSE 均低于 2.42K(2012-08-02-90)。統(tǒng)計經(jīng)驗法精度明顯較低,而綜合對比分析ESTARFM方法和FSDAF方法,ESTARFM方法的精度略高于FSDAF方法。(3)北京城市熱島效應(yīng)時空變化分析:通過對缺少Landsat地表溫度數(shù)據(jù)的年份采用ESTARFM方法進(jìn)行時空融合,進(jìn)而得到1985-2015年這31年每年一期的連續(xù)時相的夏季地表溫度數(shù)據(jù),對其中的5期Landsat數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)督分類再結(jié)合相對溫度比例分級策略(Relative Percentage Temperature Grading Strategy,RPGS)從而得到地表溫度等級劃分標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)等級劃分標(biāo)準(zhǔn)對31期數(shù)據(jù)進(jìn)行等級劃分,然后再從定性和定量兩個方面研究城鎮(zhèn)化進(jìn)程的發(fā)展對北京市城市熱島效應(yīng)時空變化的影響,研究結(jié)果表明:整個研究區(qū)已無大范圍聚集的高溫區(qū),取而代之的是零星分布的小熱島區(qū)域;工廠區(qū)對熱分布的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于住宅區(qū)對熱分布的影響;大部分區(qū)域均存在低植被覆蓋區(qū)域的溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于高植被覆蓋區(qū)域的溫度。
【圖文】：

)B1(B) (c)站點分布假彩色合成影像 （局部放大）圖 2.1 研究區(qū)位置及站點分布示意圖2.1.2 研究區(qū)二概況本論文第二個研究內(nèi)容的研究區(qū)域選擇北京市部分區(qū)域，北京市位于 E115.7°～117.4°，N39.4°～41.6°之間，總面積 16807.8km2，截至 2014 年底常駐人口總數(shù)為 2151.6萬人[65]。為了去除云污染以及圖像拼接和相關(guān)問題對研究結(jié)果的影響，本文使用了覆蓋北京絕大部分地區(qū)的單景 Landsat 衛(wèi)星影像，因此本文研究區(qū)域為北京市東城區(qū)、石景山區(qū)、西城區(qū)、朝陽區(qū)、海淀區(qū)、豐臺區(qū)及順義區(qū)這 7 個市轄區(qū)的全部區(qū)域以及房山區(qū)、

圖 2.2 研究區(qū)位置及地物分類時間變化很快且與傳感器的觀測位置有關(guān)，，間隔很好地說明數(shù)據(jù)融合的精度。因此，本文研究一降尺數(shù)據(jù)為搭載同一平臺（EOS/TERRA 衛(wèi)星）的中熱發(fā)射反射輻射計 ASTER 傳感器獲取的數(shù)據(jù)，來和相同的觀測位置。ASTER 數(shù)據(jù)是研究內(nèi)容一所IS 數(shù)據(jù)是研究內(nèi)容一所需的低空間-高時間分辨率分選取的多源遙感數(shù)據(jù)為 MODIS 數(shù)據(jù)和連續(xù)時dsat 數(shù)據(jù)是研究內(nèi)容二所需的高空間-低時間分辨需的低空間-高時間分辨率數(shù)據(jù)。表 2.1 為研究內(nèi)容內(nèi)容二所用到的遙感數(shù)據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：P407

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王亞維;宋小寧;唐伯惠;李召良;冷佩;;基于FY-2C數(shù)據(jù)的地表溫度反演驗證——以黃河源區(qū)瑪曲為例[J];國土資源遙感;2015年04期

2 劉宇峰;原志華;孔偉;孫鉑;安彬;;1993—2012年西安城區(qū)城市熱島效應(yīng)強(qiáng)度變化趨勢及影響因素分析[J];自然資源學(xué)報;2015年06期

3 楊貴軍;孫晨紅;歷華;;黑河流域ASTER與MODIS融合生成高分辨率地表溫度的驗證[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報;2015年06期

4 宋彩英;覃志豪;王斐;;基于Landsat TM的地表溫度分解算法對比[J];國土資源遙感;2015年01期

5 王艷慧;肖瑤;;北京市1989—2010年地表溫度時空分異特征分析[J];國土資源遙感;2014年03期

6 李昕瑜;杜培軍;阿里木·賽買提;;南京市地表參數(shù)變化與熱島效應(yīng)時空分析[J];國土資源遙感;2014年02期

7 薛曉娟;孟慶巖;王春梅;鄭利娟;王靚;張瀛;;北京市熱島效應(yīng)時空變化的HJ-1B監(jiān)測分析[J];地球信息科學(xué)學(xué)報;2012年04期

8 鄔明權(quán);王潔;牛錚;趙永清;王長耀;;融合MODIS與Landsat數(shù)據(jù)生成高時間分辨率Landsat數(shù)據(jù)[J];紅外與毫米波學(xué)報;2012年01期

9 于文憑;馬明國;;MODIS地表溫度產(chǎn)品的驗證研究——以黑河流域為例[J];遙感技術(shù)與應(yīng)用;2011年06期

10 董妍;李星敏;楊艷超;彭艷;王繁強(qiáng);杜川利;;西安城市熱島的時空分布特征[J];干旱區(qū)資源與環(huán)境;2011年08期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 孫晨紅;多源遙感數(shù)據(jù)融合生成高時空分辨率地表溫度研究與驗證[D];西安科技大學(xué);2015年

本文編號：2626790