遙感反演的地表溫度作為許多陸面過程模型重要且敏感的輸入?yún)?shù),廣泛應(yīng)用于天氣預(yù)報、林火監(jiān)測、凍害監(jiān)測、水資源利用和城市氣候監(jiān)測等方面。驗證遙感反演的地表溫度的精度、量化其誤差,不僅有利于遙感算法的改進,同時為遙感產(chǎn)品的深入應(yīng)用提供支持。由于異質(zhì)性下墊面站點實測數(shù)據(jù)與遙感產(chǎn)品存在尺度不匹配、觀測方式差異等問題,地面實測值直接作為驗證的“真值”可能存在較大誤差。本文以黑河下游試驗區(qū)為研究對象,考慮太陽光照方向-地面-傳感器觀測方向幾何關(guān)系以及空間異質(zhì)性等,構(gòu)建地面場景模型用以模擬目標像元LST,實現(xiàn)地面單點測量值向目標像元尺度LST的轉(zhuǎn)換。本文以黑河流域下游四道橋試驗區(qū)為研究區(qū),于2014年7⁸月和2016年7月,在混合林站、胡楊站和超級站樣方內(nèi)開展地面三維結(jié)構(gòu)參數(shù)和地表熱輻射觀測試驗。分別通過地面站點數(shù)據(jù)和機載航空數(shù)據(jù)兩種方式構(gòu)建場景模型,模擬了四分量凈輻射傳感器視場內(nèi)的地表溫度。基于地面站點數(shù)據(jù)構(gòu)建真實三維場景模型將傳感器視場所在地面簡化為平面,樹冠簡化為橢球體,模擬光照和觀測方向,獲取傳感器組分比例。利用熱像儀和紅外輻射計實測地物輻射溫度,經(jīng)過儀器定標、大氣校正等... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

太陽光照陰影和傳感器觀測陰影的相互關(guān)系

Ermida 等[15]對 MGP模型做了改進。運用微積分的思想將投影平面劃分為 0.01 m 的規(guī)則網(wǎng)格（如圖1-2 所示），采用計算機計算單棵樹冠投影到地面上的投影面積 A(θ, )和樹冠在傳感器觀測方向與太陽光照方向在地面上投影的重疊區(qū)域面積 AOverlap。改進后模型與原始 MGP 模型相比，兩者模擬 LST 差值小于 0.25%。該方法被用于 SEVIRI和 MODIS LST 的比較。原始 MGP 模型局限于計算簡單樹冠形狀，如錐體、球體等，對復(fù)雜地面場景及人工地表無法有效表達，而經(jīng) Ermida 等改進后的模型能適應(yīng)各種樹冠形狀。MGP 模型中假設(shè)場景中地面只有裸土一種類型，而實際地表情況可能十分復(fù)雜。Cao 和 Liu 等[31]考慮場景中道路的影響，將場景分為道路區(qū)域和農(nóng)作物區(qū)域分別計算兩者對整個混合像元地表溫度的貢獻，同時考慮了道路周圍農(nóng)作物對道路的影響。利用黑河流域的機載熱像儀數(shù)據(jù)驗證了模型誤差小于 1.1K。與原始 MGP 模型相比，該模型對特定場景的處理更加細致。MGP 模型作為一種簡單、輸入?yún)?shù)少、具有相對嚴謹物理意義的地表溫度升尺度方法，能夠用于自然地表異質(zhì)性下墊面像元尺度地表溫度相對真值的模擬。正是由于該模型的這些特性，使得其特別適合模擬全球或者大范圍區(qū)域 LST。但是

圖 1-2 在光照-觀測幾何條件下投影到規(guī)則格網(wǎng)上的面積圖示[15].2 真實結(jié)構(gòu)三維模型.2.1 離散各向異性輻射傳輸模型離散各向異性輻射傳輸模型（DART）是一種嚴格的、高級的輻射傳輸模模型于 1992 年由 CESBIO（Centre d’Etudes Spatiales de la BIOsphère）實驗32]。DART 模型不但能夠在異質(zhì)性三維結(jié)構(gòu)植被覆蓋地表估計短波和長波輻射傳輸，而且可以估計窄波段甚至整個光譜范圍的表面方向輻射和熱量分近地表空間，整個場景被分為大小相等的立方體單元。場景主要類型包括、樹葉、樹干、草地、水體等（如圖 1-3）。

【參考文獻】：
期刊論文
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[10]城市模擬目標的3維熱輻射方向性模型[J]. 馬偉,陳云浩,占文鳳,周紀.  遙感學(xué)報. 2013(01)

碩士論文
[1]異質(zhì)性下墊面衛(wèi)星遙感地表溫度驗證方法研究[D]. 李明松.電子科技大學(xué) 2016



本文編號：3264096