高山高原地区地表温度遥感反演研究

摘要

陆地表面温度是地球表面能量平衡和温室效应的一个重要指标，是区域和全球尺度地表物理过程中的一个关键因子。它将地-气间的相互作用及其间的能量交换结合起来，在气候、水文、生态学和生物地球化学等许多领域的研究中都是必须的。通过卫星遥感技术获取高山高原地区的地表温度信息，探索其空间分布规律，对山地生态系统的维护以及中下游地区的区域经济和社会可持续发展等都具有重要的意义。 本文在系统总结国内外遥感反演地表温度算法的基础上，对比分析了7种分裂窗算法的反演结果。最终选取Becker-Li算法，利用MODIS数据对祁连山区地表温度进行反演，得出如下结论： 1从卫星测量得到的地面温度可以反映每个像元下垫面温度的平均状况，能够较详细地反映下垫面温度场的空间分布特征，具有传统观测方法无法比拟的优越性。利用遥感数据反演陆面温度的误差是无法避免的，但它仍然是目前获取大面积区域陆面温度的最有效、最简便的方法。 2瞬时陆面温度的分布与同步气温数据的宏观变化规律基本一致。低温出现在冰川和积雪的表面，其次是水体区域表面，较高温度出现在裸土、沙漠等风沙地貌的区域表面，符合常规地表温度分布规律。河谷平原，山谷间盆地，山顶，山体的阴坡、阳坡的地表温度分布差异明显。地形对地表温度的影响很复杂，它在不同纬度、不同季节、不同天气和不同下垫面上都有所不同。 3多样的地形地貌和不同的下垫面地表覆盖类型，决定了地表温度的空间分布格局。多元逐步回归分析表明，海拔高度、瞬时入射太阳辐射能、地表反照率、归一化植被指数、坡度和纬度因子对地表温度的空间分布影响很大，可以解释78％的陆面温度分布规律。 4探讨了陆面温度随海拔高度的垂直分异规律。在研究区域内，陆面温度的垂直递减率变化范围从5.42～6.56℃/Km，其中朝向太阳方向的南坡梯度值最小，而背向太阳方向的北坡值最大。正北、正东、正南和正西方位上陆面温度的垂直递减率分别为6.56℃/Km、5.73℃/Km、5.42℃/Km和5.84℃/Km。高海拔地区地表温度的垂直递减率要高于低海拔地区。

目录

文摘

英文文摘

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第1章绪论

第2章地表温度遥感反演理论与方法

第3章研究区概况

第4章数据预处理

第5章有关地表参数的估算

第6章结果分析

第7章结论与展望

参考文献

附图

附表

致谢