本文關(guān)鍵詞：高分辨率氣溶膠光學厚度反演及其與地表特征和熱環(huán)境的相關(guān)關(guān)系研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：氣溶膠光學厚度(Aerosol Optical Depth,AOD)不僅是影響遙感影像定量反演的重要因素,還是地球大氣系統(tǒng)中的一個重要參數(shù),與其他地表參數(shù)一起影響了地表能量收支平衡狀況。除此之外,與氣溶膠光學厚度分布密切相關(guān)的還有景觀格局、地表溫度等。研究AOD與這些參量之間的時空相關(guān)關(guān)系對減少大氣污染、改善城市熱環(huán)境是很有價值的,對理解地表溫度變化與大氣光學作用之間的關(guān)系也有重要的意義。本文研究了高分辨率氣溶膠光學厚度反演中的尺度問題,以及氣溶膠光學厚度受地表覆蓋、地表參數(shù)和景觀格局指數(shù)的影響狀況。以北京及其周邊地區(qū)為例,利用Landsat8和MODIS地表反射率產(chǎn)品,分別利用暗像元算法和深藍算法反演了研究區(qū)的氣溶膠光學厚度,并用AERONET實測數(shù)據(jù)進行了驗證。在此基礎(chǔ)上,用基于暗像元算法反演的氣溶膠光學厚度對多光譜影像進行了逐像元大氣校正,提取了相應(yīng)的幾種地表參數(shù)、景觀格局指數(shù)及地表溫度,并與氣溶膠光學厚度進行了相關(guān)分析。本文主要研究結(jié)論如下：(1)經(jīng)過驗證,暗像元算法反演精度總體高于深藍算法；根據(jù)空間依賴性理論,發(fā)現(xiàn)240m為氣溶膠光學厚度空間異質(zhì)性最大的尺度,即最佳尺度。(2)氣溶膠光學厚度的分布與距道路距離具有顯著的相關(guān)性,它隨著距道路距離的增加呈現(xiàn)下降的趨勢。(3)不同地表類型的氣溶膠光學厚度相差較大,總體呈現(xiàn)如下關(guān)系：林地草地耕地水體建設(shè)用地；不同海拔下氣溶膠光學厚度與地表參數(shù)關(guān)系有所差異。在低海拔地區(qū),氣溶膠光學厚度與(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)、 (Land Surface Water Index,LSWI)和(Urban Index,UI)等幾種地表參數(shù)具有較強的相關(guān)性,而與海拔的相關(guān)性則較弱,且NDVI對氣溶膠光學厚度的影響最大,LSWI次之,UI最��；在高海拔地區(qū),氣溶膠光學厚度與海拔具有強相關(guān)性,而與以上幾種地表參數(shù)的相關(guān)性則較弱,且這幾種地表參數(shù)對氣溶膠光學厚度的影響大小具有不確定性；(4)氣溶膠光學厚度與(Largest patch index,LPI)、(Percentage of landscape, PLAND)、(Aggregation index,AI)幾種景觀格局指數(shù)在植被上呈現(xiàn)明顯的負相關(guān)關(guān)系,而在不透水面上,則呈現(xiàn)明顯的正相關(guān)關(guān)系。(5)在空間尺度上,氣溶膠光學厚度與地表溫度在0.01水平上呈顯著正相關(guān),體現(xiàn)了地表覆蓋對氣溶膠光學厚度及地表溫度的影響；在時間尺度上,氣溶膠光學厚度差值與地表溫度差值在0.01水平上呈顯著弱負相關(guān),說明氣溶膠在大氣輻射傳輸過程中減少了太陽到達地面的輻射,從而起到降溫作用。
【關(guān)鍵詞】：氣溶膠光學厚度 暗像元算法 地表特征 景觀格局指數(shù) 地表溫度 時空分析
【學位授予單位】：南京大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X513;X87
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-16
• 第一章 緒論16-27
• 1.1 研究背景與意義16-17
• 1.2 國內(nèi)外研究進展17-23
• 1.2.1 氣溶膠遙感研究進展17-18
• 1.2.2 AOD反演算法研究進展18-22
• 1.2.3 地表溫度反演研究進展22
• 1.2.4 AOD與地表特征及熱環(huán)境關(guān)系研究進展22-23
• 1.3 研究內(nèi)容與技術(shù)路線23-25
• 1.3.1 研究內(nèi)容23-24
• 1.3.2 技術(shù)路線24-25
• 1.4 論文組織結(jié)構(gòu)25-27
• 第二章 研究區(qū)和數(shù)據(jù)27-34
• 2.1 研究區(qū)概況27-28
• 2.1.1 地理位置27-28
• 2.1.2 地形地貌28
• 2.1.3 氣候氣象28
• 2.1.4 社會經(jīng)濟28
• 2.2 研究數(shù)據(jù)28-32
• 2.2.1 Landsat8遙感數(shù)據(jù)29-30
• 2.2.2 MODIS地表反射率產(chǎn)品30
• 2.2.3 AERONET地基氣溶膠遙感觀測數(shù)據(jù)30-31
• 2.2.4 30m地表覆蓋分類數(shù)據(jù)31-32
• 2.2.5 DEM及其它數(shù)據(jù)32
• 2.3 數(shù)據(jù)預(yù)處理32-34
• 2.3.1 Landsat8數(shù)據(jù)預(yù)處理32-33
• 2.3.2 MODIS地表反射率產(chǎn)品處理33-34
• 第三章 氣溶膠光學厚度反演34-57
• 3.1 反演原理34
• 3.2 反演方法34-43
• 3.2.1 6S模型介紹及其參數(shù)敏感性分析34-37
• 3.2.2 氣溶膠類型的確定37-39
• 3.2.3 氣溶膠光學厚度查找表建立39-40
• 3.2.4 暗像元算法40-41
• 3.2.5 深藍算法41-43
• 3.3 結(jié)果與分析43-55
• 3.3.1 反演結(jié)果43-45
• 3.3.2 精度驗證45-47
• 3.3.3 AOD有效尺度確定47-49
• 3.3.4 反演結(jié)果與MOD04_3K產(chǎn)品對比49-54
• 3.3.5 AOD空間分布分析54-55
• 3.4 小結(jié)55-57
• 第四章 氣溶膠光學厚度與地表特征關(guān)系分析57-74
• 4.1 AOD與地表類型關(guān)系分析57-59
• 4.2 AOD與地表參數(shù)特征關(guān)系分析59-69
• 4.2.2 地表參數(shù)選取59-60
• 4.2.3 AOD與研究區(qū)地表參數(shù)相關(guān)關(guān)系分析60-69
• 4.3 AOD與景觀格局特征關(guān)系分析69-72
• 4.3.1 景觀格局指數(shù)選取69-70
• 4.3.2 AOD與景觀格局指數(shù)的相關(guān)分析70-72
• 4.4 AOD與其它因素關(guān)系分析72
• 4.5 小結(jié)72-74
• 第五章 氣溶膠光學厚度與地表熱環(huán)境關(guān)系分析74-86
• 5.1 地表溫度反演74-77
• 5.1.1 星上亮溫計算74-75
• 5.1.2 比輻射率估算75
• 5.1.3 大氣平均作用溫度估算75-76
• 5.1.4 大氣透過率估算76
• 5.1.5 地表溫度反演及結(jié)果76-77
• 5.2 AOD與LST的時空相關(guān)分析77-85
• 5.3 小結(jié)85-86
• 第六章 結(jié)論與展望86-89
• 6.1 主要結(jié)論86-87
• 6.2 創(chuàng)新點87-88
• 6.3 不足與展望88-89
• 參考文獻89-96
• 致謝96-98
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的科研論文98-99

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