基于MODIS數(shù)據(jù)的淮河流域近地表氣溫估算及年積溫時(shí)空演變研究
發(fā)布時(shí)間:2021-10-11 14:29
高時(shí)空分辨率的近地表氣溫分布數(shù)據(jù)對于氣候變化、農(nóng)業(yè)區(qū)劃等科學(xué)研究有重要價(jià)值,而地面氣象站點(diǎn)分布稀疏,難以獲取高空間分辨率的近地表氣溫?cái)?shù)據(jù),加之下墊面異質(zhì)性等復(fù)雜因素共同影響,使得近地表氣溫空間分布模擬結(jié)果不理想。遙感技術(shù)因其易于實(shí)現(xiàn)對地表的高時(shí)空觀測,使長時(shí)間近地表氣溫精確估算和空間模擬成為可能。為研究高時(shí)空分辨率的近地表氣溫和積溫分布,以淮河流域?yàn)槔?利用MODIS影像產(chǎn)品和地面41個(gè)氣象站點(diǎn)的氣溫實(shí)測資料,篩選變量建立了近地表氣溫估算模型,采用平均距平回歸(interpolation of the mean anomalies,IMA)、Savitzky-Golay(S-G)濾波和回歸合并等方法重建每日的地表溫度數(shù)據(jù),利用估算模型得到每日近地表氣溫?cái)?shù)據(jù),采用五日滑動(dòng)平均法確定初日終日,計(jì)算16年的活動(dòng)積溫空間分布數(shù)據(jù),同時(shí)分析了淮河流域近地表氣溫和活動(dòng)積溫的區(qū)域分布差異和演變特征。主要研究成果和結(jié)論如下:(1)近地表氣溫估算模型的建立。利用2003-2018年MODIS每日地表溫度等產(chǎn)品數(shù)據(jù)和地面氣溫實(shí)測數(shù)據(jù),經(jīng)過相關(guān)性分析和全子集回歸分析篩選得到最優(yōu)的多元線性回歸模型,建立研究區(qū)...
【文章來源】:南京師范大學(xué)江蘇省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:87 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
技術(shù)路線圖
第2章研究區(qū)概況和數(shù)據(jù)源12第2章研究區(qū)概況和數(shù)據(jù)源2.1研究區(qū)概況淮河流域地處我國的東部,介于長江和黃河兩流域之間,位于東經(jīng)111°55′~121°25′,北緯30°55′~36°36′,可以分為上游、中游、下游三部分,面積為27萬km2;春恿饔蛭髌鹜┌厣、伏牛山,東臨黃海,南以大別山、江淮丘陵、通揚(yáng)運(yùn)河及如泰運(yùn)河南堤,與長江流域分界,北以黃河南堤和泰山為界,與黃河流域毗鄰。淮河流域西部、西南部及東北部為山區(qū)、丘陵區(qū),其余為廣闊的平原,山丘區(qū)面積約占總面積的三分之一,平原面積約占總面積的三分之二。具體的土地覆蓋分布如圖2-1所示。(圖2-1是根據(jù)MODIS官方提供的2018年土地覆蓋類型產(chǎn)品MCD12Q1中IGBP的全球植被分類方案制作的,合并了部分土地覆蓋類型。)圖2-1淮河流域土地覆蓋圖淮河流域地處中國南北氣候過渡帶,秦嶺-淮河是中國南北方的自然分界線,淮河以北屬暖溫帶區(qū),淮河以南屬北亞熱帶區(qū),氣候溫和,年平均氣溫為11-16℃。冬春干旱少雨,夏秋悶熱多雨,旱澇較為頻繁。氣溫變化由北向南,由沿海向內(nèi)陸遞增。極端最高氣溫達(dá)44.5℃,極端最低氣溫達(dá)-24.1℃,最高月平均氣溫25℃左右,出現(xiàn)在7月份,最低月平均氣溫在0℃,出現(xiàn)在1月份。蒸發(fā)量南小北大,年平均水面蒸發(fā)量為900-1500mm,無霜期200-240天;春恿饔蚨嗄昶骄邓考s為920mm,雨量分布從南到北,逐漸減少,山區(qū)多于平原,沿海大于內(nèi)陸。
第2章研究區(qū)概況和數(shù)據(jù)源13南北糧食產(chǎn)量占全國糧食總產(chǎn)量的18%左右,在我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占有舉足輕重的地位。鑒于淮河的重要地理分界線作用,淮河流域具有氣溫降水上的地理分布差異,也在全國人口占比、糧食產(chǎn)量上扮有重要角色,加上淮河流域歷史上旱澇頻繁,所以對淮河流域的氣溫和積溫面狀高分辨率數(shù)據(jù)的生成進(jìn)行研究具有重要的意義和價(jià)值。2.2氣象站點(diǎn)數(shù)據(jù)論文研究所用的氣溫?cái)?shù)據(jù)為2003年1月1日-2019年6月30日的每日氣溫?cái)?shù)據(jù),包括平均溫度、最高溫度和最低溫度,數(shù)據(jù)來自中國氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)(http://data.cma.cn/)的中國地面氣候資料日值數(shù)據(jù)集(V3.0)。對于存在缺測但填充為3276.6的每日均溫值,如果最高溫和最低溫均存在,則用這兩者的均值代替;如果均不存在,則用前后兩日均值代替。最高溫如果缺測,則用前后兩日均值代替,最低溫同理。將從中國氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)獲取的氣象站點(diǎn)經(jīng)緯度數(shù)據(jù)導(dǎo)入ARCGIS10.2中,生成點(diǎn)狀矢量圖層,然后利用研究區(qū)矢量邊界圖層進(jìn)行疊加,得到研究區(qū)的41個(gè)所需的氣象站點(diǎn),分布高度從幾米到幾千米不等(圖2-2)。圖2-2淮河流域氣象站點(diǎn)空間分布示意圖
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]中國南北過渡帶研究的十大科學(xué)問題[J]. 張百平. 地理科學(xué)進(jìn)展. 2019(03)
[2]1951—2014年淮河流域典型等值線變化特征[J]. 韓艷,趙國永,劉明華,翟海南,張躍進(jìn),關(guān)盼盼. 信陽師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(02)
[3]近60年云南省積溫時(shí)空變化研究[J]. 方月,劉露露,黃慧敏,董李勤. 云南師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(01)
[4]南京市高溫?zé)崂藭r(shí)空分布研究[J]. 周洋,祝善友,華俊瑋,劉祎,向嘉敏,丁文. 地球信息科學(xué)學(xué)報(bào). 2018(11)
[5]基于遙感的北京市體感溫度指數(shù)反演研究[J]. 李寧,徐永明,何苗,吳笑涵. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào). 2018(06)
[6]典型南北氣候過渡帶地區(qū)氣溫的時(shí)間變化特征——以淮河流域?yàn)槔齕J]. 葉正偉,紀(jì)旭,劉育秀. 中國農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃. 2018(03)
[7]1960~2014年淮河流域極端氣溫和降水時(shí)空變化特征[J]. 王懷軍,潘瑩萍,陳忠升. 地理科學(xué). 2017(12)
[8]基于纓帽變換和熱紅外數(shù)據(jù)的地表溫度反演[J]. 何朝霞. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2017(18)
[9]基于遙感和GIS的日最高最低氣溫估算[J]. 徐偉燕,孫睿,周爽,金志鳳,胡波. 北京師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(03)
[10]Air Temperature Estimation with MODIS Data over the Northern Tibetan Plateau[J]. Fangfang HUANG,Weiqiang MA,Binbin WANG,Zeyong HU,Yaoming MA,Genhou SUN,Zhipeng XIE,Yun LIN. Advances in Atmospheric Sciences. 2017(05)
博士論文
[1]特大型城市“藍(lán)綠空間”冷島效應(yīng)及其影響因素研究[D]. 杜紅玉.華東師范大學(xué) 2018
[2]基于MODIS數(shù)據(jù)的近地表氣溫反演算法研究[D]. 周義.南京大學(xué) 2014
碩士論文
[1]重慶市長時(shí)序遙感地表溫度數(shù)據(jù)重建方法的對比研究[D]. 王超.重慶師范大學(xué) 2019
[2]2003~2017年江浙滬地表溫度重建及其時(shí)空變化分析[D]. 黃晶晶.浙江師范大學(xué) 2019
[3]近56a秦嶺極端氣溫時(shí)空變化及其對植被覆蓋的影響[D]. 張揚(yáng).西北大學(xué) 2018
[4]基于MODIS數(shù)據(jù)的東北地區(qū)氣溫反演及玉米冷害監(jiān)測研究[D]. 孫欣.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017
[5]陸表溫度的重建及其在氣溫空間模擬中的應(yīng)用研究[D]. 齊會(huì)娟.重慶師范大學(xué) 2017
[6]基于多元線性回歸插值法研究中國區(qū)域積溫演變[D]. 蔣雅婷.華東師范大學(xué) 2017
[7]基于MODIS數(shù)據(jù)的北京近地面氣溫反演及熱島效應(yīng)研究[D]. 王舒默.蘭州大學(xué) 2015
[8]安徽省淮河流域旱澇演變與南北氣候分界線變動(dòng)研究[D]. 湯瑞琪.合肥工業(yè)大學(xué) 2015
[9]MODIS影像中云覆蓋像元地表溫度的估算研究[D]. 劉梅.南京大學(xué) 2012
[10]中國陸地積溫空間插值DEM分區(qū)優(yōu)化及其精度分析[D]. 李紅星.西北師范大學(xué) 2007
本文編號:3430695
【文章來源】:南京師范大學(xué)江蘇省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:87 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
技術(shù)路線圖
第2章研究區(qū)概況和數(shù)據(jù)源12第2章研究區(qū)概況和數(shù)據(jù)源2.1研究區(qū)概況淮河流域地處我國的東部,介于長江和黃河兩流域之間,位于東經(jīng)111°55′~121°25′,北緯30°55′~36°36′,可以分為上游、中游、下游三部分,面積為27萬km2;春恿饔蛭髌鹜┌厣、伏牛山,東臨黃海,南以大別山、江淮丘陵、通揚(yáng)運(yùn)河及如泰運(yùn)河南堤,與長江流域分界,北以黃河南堤和泰山為界,與黃河流域毗鄰。淮河流域西部、西南部及東北部為山區(qū)、丘陵區(qū),其余為廣闊的平原,山丘區(qū)面積約占總面積的三分之一,平原面積約占總面積的三分之二。具體的土地覆蓋分布如圖2-1所示。(圖2-1是根據(jù)MODIS官方提供的2018年土地覆蓋類型產(chǎn)品MCD12Q1中IGBP的全球植被分類方案制作的,合并了部分土地覆蓋類型。)圖2-1淮河流域土地覆蓋圖淮河流域地處中國南北氣候過渡帶,秦嶺-淮河是中國南北方的自然分界線,淮河以北屬暖溫帶區(qū),淮河以南屬北亞熱帶區(qū),氣候溫和,年平均氣溫為11-16℃。冬春干旱少雨,夏秋悶熱多雨,旱澇較為頻繁。氣溫變化由北向南,由沿海向內(nèi)陸遞增。極端最高氣溫達(dá)44.5℃,極端最低氣溫達(dá)-24.1℃,最高月平均氣溫25℃左右,出現(xiàn)在7月份,最低月平均氣溫在0℃,出現(xiàn)在1月份。蒸發(fā)量南小北大,年平均水面蒸發(fā)量為900-1500mm,無霜期200-240天;春恿饔蚨嗄昶骄邓考s為920mm,雨量分布從南到北,逐漸減少,山區(qū)多于平原,沿海大于內(nèi)陸。
第2章研究區(qū)概況和數(shù)據(jù)源13南北糧食產(chǎn)量占全國糧食總產(chǎn)量的18%左右,在我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占有舉足輕重的地位。鑒于淮河的重要地理分界線作用,淮河流域具有氣溫降水上的地理分布差異,也在全國人口占比、糧食產(chǎn)量上扮有重要角色,加上淮河流域歷史上旱澇頻繁,所以對淮河流域的氣溫和積溫面狀高分辨率數(shù)據(jù)的生成進(jìn)行研究具有重要的意義和價(jià)值。2.2氣象站點(diǎn)數(shù)據(jù)論文研究所用的氣溫?cái)?shù)據(jù)為2003年1月1日-2019年6月30日的每日氣溫?cái)?shù)據(jù),包括平均溫度、最高溫度和最低溫度,數(shù)據(jù)來自中國氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)(http://data.cma.cn/)的中國地面氣候資料日值數(shù)據(jù)集(V3.0)。對于存在缺測但填充為3276.6的每日均溫值,如果最高溫和最低溫均存在,則用這兩者的均值代替;如果均不存在,則用前后兩日均值代替。最高溫如果缺測,則用前后兩日均值代替,最低溫同理。將從中國氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)獲取的氣象站點(diǎn)經(jīng)緯度數(shù)據(jù)導(dǎo)入ARCGIS10.2中,生成點(diǎn)狀矢量圖層,然后利用研究區(qū)矢量邊界圖層進(jìn)行疊加,得到研究區(qū)的41個(gè)所需的氣象站點(diǎn),分布高度從幾米到幾千米不等(圖2-2)。圖2-2淮河流域氣象站點(diǎn)空間分布示意圖
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]中國南北過渡帶研究的十大科學(xué)問題[J]. 張百平. 地理科學(xué)進(jìn)展. 2019(03)
[2]1951—2014年淮河流域典型等值線變化特征[J]. 韓艷,趙國永,劉明華,翟海南,張躍進(jìn),關(guān)盼盼. 信陽師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(02)
[3]近60年云南省積溫時(shí)空變化研究[J]. 方月,劉露露,黃慧敏,董李勤. 云南師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(01)
[4]南京市高溫?zé)崂藭r(shí)空分布研究[J]. 周洋,祝善友,華俊瑋,劉祎,向嘉敏,丁文. 地球信息科學(xué)學(xué)報(bào). 2018(11)
[5]基于遙感的北京市體感溫度指數(shù)反演研究[J]. 李寧,徐永明,何苗,吳笑涵. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào). 2018(06)
[6]典型南北氣候過渡帶地區(qū)氣溫的時(shí)間變化特征——以淮河流域?yàn)槔齕J]. 葉正偉,紀(jì)旭,劉育秀. 中國農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃. 2018(03)
[7]1960~2014年淮河流域極端氣溫和降水時(shí)空變化特征[J]. 王懷軍,潘瑩萍,陳忠升. 地理科學(xué). 2017(12)
[8]基于纓帽變換和熱紅外數(shù)據(jù)的地表溫度反演[J]. 何朝霞. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2017(18)
[9]基于遙感和GIS的日最高最低氣溫估算[J]. 徐偉燕,孫睿,周爽,金志鳳,胡波. 北京師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(03)
[10]Air Temperature Estimation with MODIS Data over the Northern Tibetan Plateau[J]. Fangfang HUANG,Weiqiang MA,Binbin WANG,Zeyong HU,Yaoming MA,Genhou SUN,Zhipeng XIE,Yun LIN. Advances in Atmospheric Sciences. 2017(05)
博士論文
[1]特大型城市“藍(lán)綠空間”冷島效應(yīng)及其影響因素研究[D]. 杜紅玉.華東師范大學(xué) 2018
[2]基于MODIS數(shù)據(jù)的近地表氣溫反演算法研究[D]. 周義.南京大學(xué) 2014
碩士論文
[1]重慶市長時(shí)序遙感地表溫度數(shù)據(jù)重建方法的對比研究[D]. 王超.重慶師范大學(xué) 2019
[2]2003~2017年江浙滬地表溫度重建及其時(shí)空變化分析[D]. 黃晶晶.浙江師范大學(xué) 2019
[3]近56a秦嶺極端氣溫時(shí)空變化及其對植被覆蓋的影響[D]. 張揚(yáng).西北大學(xué) 2018
[4]基于MODIS數(shù)據(jù)的東北地區(qū)氣溫反演及玉米冷害監(jiān)測研究[D]. 孫欣.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017
[5]陸表溫度的重建及其在氣溫空間模擬中的應(yīng)用研究[D]. 齊會(huì)娟.重慶師范大學(xué) 2017
[6]基于多元線性回歸插值法研究中國區(qū)域積溫演變[D]. 蔣雅婷.華東師范大學(xué) 2017
[7]基于MODIS數(shù)據(jù)的北京近地面氣溫反演及熱島效應(yīng)研究[D]. 王舒默.蘭州大學(xué) 2015
[8]安徽省淮河流域旱澇演變與南北氣候分界線變動(dòng)研究[D]. 湯瑞琪.合肥工業(yè)大學(xué) 2015
[9]MODIS影像中云覆蓋像元地表溫度的估算研究[D]. 劉梅.南京大學(xué) 2012
[10]中國陸地積溫空間插值DEM分區(qū)優(yōu)化及其精度分析[D]. 李紅星.西北師范大學(xué) 2007
本文編號:3430695
本文鏈接:http://sikaile.net/projectlw/qxxlw/3430695.html
最近更新
教材專著