本文關(guān)鍵詞：基于TM數(shù)據(jù)的吉林西部輕度鹽堿地帶地表溫度、濕度及地氣間熱交換研究

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【摘要】：土壤鹽堿化是人類面臨的一個(gè)共性問題,已經(jīng)嚴(yán)重威脅和破壞了人類賴以生存的自然環(huán)境。本研究應(yīng)用LandsatTM數(shù)據(jù),對吉林西部輕度鹽堿化地區(qū)進(jìn)行了地表溫度的反演研究,并基于以上算法闡述了土壤與地氣間熱交換過程,并得到了土壤水分的空間分布狀況。地表溫度是全球生態(tài)環(huán)境動態(tài)變化的重要指標(biāo)之一。目前,針對不同的數(shù)據(jù),提出了多種基于遙感手段的算法,其最根本的原理是地表熱輻射傳播方程。因?yàn)闊彷椛鋫鬏敺匠淘谇蠼獾倪^程當(dāng)中,變量較多,不能直接得到地表溫度值。很多算法在求解過程中應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)方法來進(jìn)行參量的估算。由于地球表面環(huán)境的復(fù)雜性,導(dǎo)致通過直接建立遙感與地表參數(shù)之間的相關(guān)關(guān)系來提取地表信息難以滿足精度要求。本文通過采用擾動形式的輻射傳輸方程,通過牛頓迭代算法,進(jìn)行擾動方程的求解,得到一種基于現(xiàn)實(shí)氣象數(shù)據(jù)的地表溫度的求解方法,并用傳統(tǒng)的方法與實(shí)測值對擾動形式的算法進(jìn)行對比驗(yàn)證。地表水熱通量的估算在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、氣候變化研究領(lǐng)域起著非常關(guān)鍵的作用,尤其是在輕度鹽堿地帶,以便實(shí)時(shí)地提出有關(guān)方案,來有針對性地進(jìn)行土壤的逐步改良。地表通量的算法較多,本文在以往算法的基礎(chǔ)上,做了相應(yīng)的修改,并利用前面所算得的地表溫度以及一些地表監(jiān)測的氣象資料,求得了研究區(qū)的地表通量數(shù)據(jù)。土壤水分是植被賴以生存的自然資源,在農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域有著重要作用,對自然系統(tǒng)的正常循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)起著重要的作用。遙感技術(shù)為大面積實(shí)時(shí)監(jiān)測土壤水分提供了有效手段,利用TM影像,本研究建立了一種改進(jìn)的熱慣量模型,對鹽堿區(qū)進(jìn)行了土壤濕度遙感反演研究,并取得了一定的成果。根據(jù)本文建立的地表溫度模型和熱慣量模型,反演了吉林西部地區(qū)十月份的土壤溫度、土壤濕度和該地區(qū)的地表凈輻射通量、顯熱通量、潛熱通量以及土壤熱通量。通過與實(shí)地監(jiān)測數(shù)據(jù)相比較,結(jié)果表明,本文反演的地表溫度和地表凈輻射通量的結(jié)果令人滿意,而土壤水分、顯熱通量、潛熱通量以及土壤熱通量結(jié)果稍遜,需要進(jìn)一步深入地展開工作。
【關(guān)鍵詞】：TM 顯熱通量 潛熱通量 地表通量 熱慣量
【學(xué)位授予單位】：中國地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：S156.41
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-12
• 1 引言12-29
• 1.1 研究目的與意義12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-26
• 1.2.1 地表溫度13-18
• 1.2.2 土壤濕度18-21
• 1.2.3 地表通量21-26
• 1.3 主要研究內(nèi)容26
• 1.4 研究方法和思路26-29
• 2 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)源29-41
• 2.1 地理位置29-30
• 2.2 氣候條件30-31
• 2.3 基質(zhì)條件31-34
• 2.4 數(shù)據(jù)來源34-37
• 2.4.1 Landsat TM影像數(shù)據(jù)34-35
• 2.4.2 數(shù)字高程（DEM）數(shù)據(jù)35-36
• 2.4.3 地面觀測數(shù)據(jù)36-37
• 2.4.4 基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)37
• 2.5 數(shù)據(jù)預(yù)處理37-40
• 2.5.1 Landsat影像數(shù)據(jù)的預(yù)處理37
• 2.5.2 數(shù)字高程（DEM）數(shù)據(jù)37-38
• 2.5.3 土地利用分類38-40
• 2.5.4 氣象數(shù)據(jù)預(yù)處理40
• 2.6 小結(jié)40-41
• 3 地表溫度反演方法研究及評價(jià)41-58
• 3.1 地表溫度的遙感反演算法42-48
• 3.1.1 單窗算法43-44
• 3.1.2 單通道算法44-45
• 3.1.3 基于擾動的大氣輻射傳輸方程算法45-48
• 3.2 算法實(shí)例驗(yàn)證與結(jié)果分析48-58
• 3.2.1 3種遙感反演算法的比較48-52
• 3.2.2 遙感反演地表溫度的驗(yàn)證52-55
• 3.2.3 地表溫度差異分析55-56
• 3.2.4 結(jié)論56-58
• 4 地氣間熱交換遙感定量反演58-75
• 4.1 地表通量59-64
• 4.1.1 地表凈輻射通量的計(jì)算59-60
• 4.1.2 顯熱通量60-62
• 4.1.3 潛熱通量62-64
• 4.1.4 土壤熱通量64
• 4.2 地氣間熱交換反演實(shí)例64-74
• 4.2.1 實(shí)例164-69
• 4.2.2 實(shí)例269-74
• 4.3 小結(jié)74-75
• 5 基于熱慣量模型的土壤含水量定量反演75-91
• 5.1 熱慣量模式簡介77-78
• 5.2 基于熱慣量的土壤水分定量反演模型78-82
• 5.2.1 熱慣量方程求解78-80
• 5.2.2 模型參數(shù)80-82
• 5.3 研究區(qū)表層土壤水的反演82-88
• 5.4 地表與大氣參數(shù)對改進(jìn)的熱慣量模型的影響分析88-90
• 5.4.1 溫度對熱慣量結(jié)果的影響89
• 5.4.2 反照率對熱慣量結(jié)果的影響89-90
• 5.5 小結(jié)90-91
• 6 結(jié)論與展望91-94
• 6.1 主要結(jié)論91-92
• 6.2 創(chuàng)新點(diǎn)92
• 6.3 存在問題與展望92-94
• 致謝94-95
• 參考文獻(xiàn)95-109
• 附錄109

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 邱永紅;譚永忠;周國華;;一種遙感影像裸土地特征增強(qiáng)方法[J];計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用;2012年32期

2 李震,郭華東,施建成;綜合主動和被動微波數(shù)據(jù)監(jiān)測土壤水分變化[J];遙感學(xué)報(bào);2002年06期

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本文編號：1027812