温度反演

摘要： 以田湾核电周边海域为研究对象,以卫星热红外遥感数据为数据源,针对田湾核电基地附近海域温度分布情况开展热红外遥感调查,在卫星过境期间开展海上测量,并利用MODIS温度数据对结果进行交叉验证。研究结果表明,卫星热红外数据温度反演结果可靠,一致性较高,说明Landsat8和HJ-1B热红外数据在核电温排水监测方面具有较好的应用效果。

摘要： 对石家庄市区(新华区、裕华区、长安区、桥西区)绿地斑块进行了地表温度反演,遥感影像采用Landsat8 OLR的热红外波段,用以探究城市绿地斑块与周边热环境的相关关系,结果表明:绿地斑块的温度与绿地斑块的面积、植被覆盖度、周长成反比,城市建设过程中应适当增加绿地斑块的面积、植被覆盖度和周长;绿地斑块与其植被指数无明显关联。

摘要： 针对目前利用接触法和非接触法测量火焰的温度场分布往往无法同时保证实时性和准确率的问题,本文采用基于八谱段多光谱滤光片阵列成像的多光谱相机采集火焰图片,反演得到的多光谱数据用于计算温度,最后实现火焰温度场的测量。实验结果表明:相比于当前多种温度场重建算法,基于多光谱相机拍照的辐射测温技术能够实现瞬时火焰温度场测量,所测得的温度整体误差大幅减小,在很大程度上提高了火焰温度场测量的实时性及准确率。

摘要： 以福清核电附近海域为研究对象,选取Landsat8卫星数据和无人机热红外数据,进行温度反演获取核电附近海域温度空间分布。基于海上测温数据对反演结果进行可靠性验证,研究了核电附近海域温度场的分布变化特征。结果表明:温度反演结果与海上测温数据具有很强相关性,温度反演结果可靠;核电运行前,附近海域温度较为均匀,无明显温度分异与温升现象;核电运行后,周边海域具有明显水温分异现象;不同潮汐、不同季节条件下,温排水的空间分布与规模差别较大,总体上落潮时温升分布范围大于涨潮,夏季温升分布范围大于冬季。

摘要： 城市热岛效应是研究全球变暖的重要问题。为了探究杭州市市区的城市热岛效应问题,基于Landsat数据和辐射传输方程法反演出了杭州市主城区的地表温度,以及通过均值-标准差法进行热岛强度分级,分析了2008年、2013年、2019年的地表温度和热岛效应的时空变化,并研究了地表温度与归一化植被指数(normalized difference vegetation index, NDVI)的相关性。结果表明:地表温度具有一定的空间分布规律,在靠近钱塘江的区域,地表温度都要明显更高一些;热岛分布也存在一定的时空规律性,钱塘江两侧热岛区域分布相对较广,并有增加的趋势;杭州市主城区的地表温度与NDVI指数呈现出负相关关系,并存在明显的空间异质性。

摘要： 以海阳核电厂周边海域为研究对象,选取相似气象条件下Landsat8卫星数据,利用辐射传输方程算法开展温度反演;基于海上测温数据对温度反演结果进行验证,分析了海阳核电厂周边海域温度分布特征,研究了核电运行后周边海域温度场分布变化情况。结果表明,温度反演结果与海上测温数据具有强相关性,反演结果可靠;核电运行前,周边海域温度较均匀,无明显温度分异和温升现象;核电运行后,受温排水影响,周边海域呈现水温分异现象,温升分布特征与潮态密切相关;遥感技术能有效监测核电运行后周边海域温度变化情况,满足核电温排水监测需求。

摘要： 为提高迭代法的收敛速度,对非线性方程求根的迭代法,从积分形式方程角度,将经典的牛顿迭代法与两点高斯积分公式相结合,提出一种新的预估校正格式--高斯勒让德牛顿法(Gauss Legendre Newton Method,简称GN法),并证明该方法对单根至少三阶收敛,比同阶的Simpson牛顿法具有更高的效率指数.数值算例结果表明,与其他3种迭代法相比,该方法具有较快的收敛速度和较高的效率指数.高温光谱温度反演结果表明,该方法具有较高的精度和一定的应用价值.

摘要： 基于氧气A波段的临边辐射强度模拟数据对临近空间高度(60～110 km)的大气温度反演进行了研究及结果分析.首先,基于正演模型分别模拟了无噪声和加入噪声情况下的临边辐射强度模拟值,基于这两种模拟数据分别进行了临近空间大气温度反演,并对氧气A波段中的所有谱线的反演结果进行了分析,确定了氧气A波段各谱线权函数变化规律可作为温度观测的判断依据.温度通过影响线强和自吸收两部分来影响辐射强度,且温度对它们的影响正好相反,权函数就是用来表示温度对辐射强度影响大小的函数,而反演结果的差距可从其权函数中得到规律.在无噪声情况下,当温度对自吸收的影响小于对线强的影响时,权函数未发生正负翻转,温度反演精度较高,平均反演偏差为4.1 K;当温度对自吸收的影响大于对线强的影响时(主要位于60～80 km高度),权函数发生正负翻转,原因是自吸收降低了辐射强度对温度的灵敏度,此时温度的反演精度较差,平均反演偏差达到34.9 K.此外,在有噪声的情况下,强线比弱线的抗干扰能力更强,反演精度更高,在实际观测中也更适合用于温度的反演,所以线强的强弱也是谱线选择的另一个重要的依据.基于辐射弱线,进一步通过人为提高信噪比来分析辐射强度对反演精度的影响,结果表明:辐射越强,信噪比越大,温度的反演精度越高,反之则越低.当气辉谱线线强达到10-26时,也可以用于80 km以上的温度反演并获得较好的反演结果,反演精度<5K.

摘要： 利用1995年～2019年间的15景的Landsat-8OLI/TIRS及Landsat-5TM影像的热红外波段,采用大气校正法和单窗算法反演广州市的地表温度.通过对研究结果进行时空分析可知,自1995年～2019年,广州市的热岛面积先处于稳定阶段,然后在2001年～2014年间整体呈快速增长趋势,于2014年后以缓慢速度减少.结果表明,热岛效应得到缓解的地区为旧城区,其变化原因可能与工业区外迁、绿化改善等原因有关.热岛空间分布格局由中心集聚型,逐渐向南北方向和东方向蔓延,演变成带状主导、多中心围绕的空间分布特征,其变化的趋势与城市发展模式基本一致.

摘要： 随着我国空间规划的开展,需要能够掌握城市各地块的人类聚居和工业发展等指数,其中城市地表温度是衡量城市各地人类居住和发展状况一个有效的参考.传统的手段统计分析地表低温宏观性差,且时效性不佳,因此需要一种能够快速分析城市地表气温方法.研究以典型的南方城市——南宁市为例,利用Landsat8的多波段卫星遥感数据,通过热红外辐射到同温黑体辐射定标,快速分析城市地表温度差异,从而获得比较准确的城市地表温度分布图.该研究成果对于未来南宁市空间规划和城市建设等领域,都有重要参考作用.

摘要： 我国已经独立自主发展了风云极轨和静止两个系列气象卫星,第二代静止气象卫星(FY-4)于2016年发射成功,搭载干涉式大气红外高光谱垂直探测器(GIIRS),该探测器波段范围覆盖可见光、短/中波红外、长波红外波段,由于其信息含量极大,为提高廓线反演精度,通道优选亟待解决.本文以信息熵为基础，通过分布迭代法对FY-4高光谱传感器针对温度廓线进行通道优选，得到126个通道作为反演温度的通道组合，其信息容量为42. 8977，所选择的通道主要分布在700-790cm-1和2150-2250cm-1温度反演波段，对业务反演有一定的借鉴作用。但在实际应用中，还应考虑不同纬度、季节、下垫面带来的影响。

摘要： 双通道法是多波段热红外遥感温度反演中常用的方法之一。但考虑到大气参数的难以确定等因素,基于ASTER遥感数据的地表温度反演双通道法还很少。本文针对地观测卫星EOS/Terra多传感器的特点,利用大气平均作用温度以及参数Li来模拟大气作用(这里参数Li是辐射强度与其随温度变化率的比值),提出了适合ASTER数据反演地表温度的双通道算法,即利用ASTER数据的第13、14热红外波段建立热辐射传输方程。最后利用推导出的双通道方法反演吉林省长白山地区的地表温度,结果表明此反演方法是可行的。

摘要： 随着工业化和城市化进程的加快,城市日益严重的热岛效应给人们生存生活带来了严重的威胁.逐渐减小的城市公园绿地对城市热岛效应的环境日益减少.因此,对公园绿地布局的科学性和合理性直接影响城市热岛效应进程.本文通过解译2005-2015年遥感影像图,反演城市地表温度,选取天津市主要公园(市级公园和区级公园)进行重点分析其对周边热环境的影响.文章主要对天津市两个市级公园和两个区级公园进行地表温度反演,初步分析公园内外温度差异,在公园周边,每20米建立缓冲区带,计算缓冲区内平均温度,利用SPSS软件拟合温度-距离方程,计算公园对周边温度最大影响范围和最小降温幅度值,从而研究公园对周边环境影响规律.

摘要： 核电工厂温排水引起的热污染是核电厂环境监测的重要内容之一,本文以Landsat-8卫星资料为基础数据源、HJ一1B为辅助数据源,MODIS作为验证数据进行江苏某核电站附近海域海面温度反演,并进行核电站温排水遥感监测技术开发;通过将遥感技术引入到核电站的温排水热污染监测中，可以更加有效的管理核电站温排水工作，对于防止热污染，降低核电厂运营成本，监测和保证核电机组安全运行及保护海域水质和生态环境等方面都具有十分重要的理论和现实意义。

摘要： 进入二十一世纪以来,中国城市发展速度加快,城市规模不断扩大,城市的大规模建筑和居民地不断增加,大量郊区土地城镇化,天然绿地被大量侵蚀转变为人造地表.人造地表主要以硬化的水泥地为主,另外还包括在施工建设中的裸露地表,这类地表相对于城市林地和草地为主的植被地表,比热容大,存储热量高,城市绿地和水体面积缩小,造成环境失去气温平衡,导致城市的热岛效应越来越显著.这是中国城市发展中一个严重的问题.本研究以广西南宁市为例,以遥感影像为基础,通过多光谱遥感影像分析南宁市从2013年底到2015年底的绿地、水体、人造三大基本地类地表变化,获得南宁市三大基本地类的变化数值;同时利用热红外遥感影像,通过温度反演计算两个时段南宁市城市热岛强度值,对城市热岛轻度进行分级.通过地表地类变化和热岛强度变化分析,获得基本地类变化与热岛效应的关联关系.该研究对于中国城市发展建设中城市热岛效应控制有着重要参考价值.

摘要： 为了论证8-10mm长波红外谱段温度反演的可行性,本文通过理论分析开展了长波红外谱段选择设计的研究,首先基于热红外辐射传输理论和大气效应模拟,研究不同长波红外谱段受大气的影响,初步选择可进行温度反演、同时受大气影响较小的谱段范围;再通过温度反演算法的选择或设计(本文选择分窗法)进行谱段选择;最后分析了温度反演精度与误差源的关系,最终论证了8-10um长波红外温度反演在一定精度要求范围内是可行的.

摘要： 静止气象卫星具有时间分辨率高，观测角度固定等特点，在地表温度反演、地表辐射平衡及能量平衡的研究中具有非常重要的地位。地表温度是表征地球表面能量平衡和气候变化的重要指标，也是研究区域和全球尺度陆地表面气候、生态及水文过程的关键参数。本研究首先利用定标后的FY-2C/SVISSR静止气象卫星数据，并借助极轨卫星MODIS数据，根据SVISSR的分裂窗特性，利用普适的分裂窗地表温度反演算法反演了时空连续的地表温度产品，并将反演结果与实测数据进行了比对验证。

摘要： 比辐射率是热红外地表真实温度反演,能量平衡等研究的关键参数.本文主要探讨使用傅里叶变换红外光谱仪进行地物的比辐射率测量方法,引入几种常见温度与比辐射射率分离(TES,temperature-emissivity separation)算法计算地物比辐射射率波谱,并进行了对比评价,最后对输入参数的影响进行了分析.通过对比发现:基于平滑度算法不仅精度较高,而且限制条件少,算法易于实现.对输入参数的分析可知,比辐射率计算结果对地物表面温度的估测精度要求较高.

摘要： 基于归一化温度构建的干旱指数反演表层土壤水分方法，属于测绘、地理信息技术类领域。本发明所述方法利用归一化温度和归一化植被指数构建特征空间，以归一化温度为横坐标，归一化植被指数为纵坐标，将TVDI内温度/植被指数特征空间与PDI内近红外/红外波段特征空间相结合，构建出归一化温度/归一化植被指数特征空间。该特征空间描述出从全植被覆盖、部分植被覆盖及裸土覆盖三种地表覆盖类型，通过特征空间内散点的分布确定土壤线分布，该土壤线描述出土壤水分从干到湿的变化过程，从而构建新的干旱指数NTDI，提高植被覆盖区地表土壤水分的反演精度，为大尺度复杂地表覆盖土壤水分估算提供支撑。

摘要： 云污染会干扰热红外在大气中的传输，限制了卫星热红外传感器为地表温度提供完整时空覆盖的潜力。为了解决这个问题，本发明公开了一种三步反演模型(TRM):(i)使用WRF模型模拟出不受云污染1KM分辨率的地表温度；(ii)以MODIS数据作为参考，使用最优的机器学习模型，将模拟出的地表温度拟合成为类似MODIS无云地表温度；(iii)再结合中值滤波算法进行优化，将拟合影像中的椒盐噪点去除，从而获取与MODIS地表温度精度类似并且无云污染的地表温度。所构建的模型可以在云覆盖频繁的地区提供类似MODIS无云的时间序列地表温度影像，弥补卫星热红外影像受云污染而无法获取完整地表温度的缺点。

摘要： 本发明公开了一种用于临近空间探测的分体式光谱温度仪及大气温度反演方法，光谱温度仪的主体光学结构设计为分体式结构，包括收光子系统和光谱检测子系统，同机定标子系统并不是独立存在，耦合在光谱检测子系统中；并以分体式光谱温度仪为探测载体，提出一种基于合成光谱循环差值最小化的临近空间大气温度反演方法，从实际观测的图像数据中精确反演临近空间的大气温度，可应用于临近空间顶部区域温度场的组网观测。

摘要： 本发明提供了一种基于电缆表面温度的电缆接头缆芯温度反演方法及系统，包括：步骤1，根据电缆一维暂态热路模型和电缆本体的表面测温点温度进行径向温度反演，获得缆芯拟合点反演暂态温度；步骤2，采用有限元温度场仿真法构建电缆二维温度场仿真模型，并在不同加载电流和不同时刻下仿真缆芯接触点和缆芯拟合点的暂态温度，获得暂态温度仿真数据集；步骤3，以缆芯接触点暂态温度为自变量、缆芯拟合点暂态温度为因变量，对暂态温度仿真数据集进行拟合，获得缆芯轴向温度函数；步骤4，结合缆芯拟合点反演暂态温度和缆芯轴向温度函数获得缆芯接触点温度。本发明利用电缆本体表面温度通过反演和拟合，即可获得准确的缆芯接触点温度，简单便捷。

摘要： 本发明提出基于温度和发射率及深度学习的近地表空气温度反演方法,包括建立热辐射传输方程、构建专家知识库、构建高精度数据库及计算反演结果并验证四个步骤，通过基于热辐射传输方程和先验知识建立专家知识库，通过辐射传输机理确定反演所需参数，从物理学角度出发，考虑近地表热量交互影响，并利用地表温度和发射率作为先验知识以及利用仿真数据和采集的高精度数据实现较高的反演精度，从而充分利用物理模型和深度学习的优点，将其进行结合，能够获得高精度的近地表气温反演结果，并采用DL‑NN算法来处理近地表气温反演的病态问题与处理不同季节和地区的近地表气温与大气平均作用温度之间的非线性关系，提高反演的精度，增加普适性。

摘要： 本发明公开了一种用于临近空间探测的分体式光谱温度仪及大气温度反演方法，光谱温度仪的主体光学结构设计为分体式结构，包括收光子系统和光谱检测子系统，同机定标子系统并不是独立存在，耦合在光谱检测子系统中；并以分体式光谱温度仪为探测载体，提出一种基于合成光谱循环差值最小化的临近空间大气温度反演方法，从实际观测的图像数据中精确反演临近空间的大气温度，可应用于临近空间顶部区域温度场的组网观测。

摘要： 一种基于温度反演的10kV电缆中间接头缆芯温度监测装置，包括电缆、开关柜，开关柜包括电流互感器二次侧引线，开关电源、温度变送器、无线模块、数据采集卡、温度传感器，二次电流互感器、电流变送器，其中：二次电流互感器套在电流互感器二次侧引线上，与电流变送器相连；电流变送器与数据采集卡相连；温度传感器设置于电缆靠近接头的电缆表面的轴向排列的三个测温点，温度传感器通过引线与温度变送器相连；温度变送器与数据采集卡相连；数据采集卡与无线模块、电流变送器相连；二次电流互感器套在电流互感器二次侧引线上，与电流变送器相连；开关电源分别与温度变送器、无线模块、数据采集卡、电流变送器相连。实现了无损监测接头缆芯温度。

摘要： 本发明提供了一种基于电缆表面温度的电缆接头缆芯温度反演方法及系统，包括：步骤1，根据电缆一维暂态热路模型和电缆本体的表面测温点温度进行径向温度反演，获得缆芯拟合点反演暂态温度；步骤2，采用有限元温度场仿真法构建电缆二维温度场仿真模型，并在不同加载电流和不同时刻下仿真缆芯接触点和缆芯拟合点的暂态温度，获得暂态温度仿真数据集；步骤3，以缆芯接触点暂态温度为自变量、缆芯拟合点暂态温度为因变量，对暂态温度仿真数据集进行拟合，获得缆芯轴向温度函数；步骤4，结合缆芯拟合点反演暂态温度和缆芯轴向温度函数获得缆芯接触点温度。本发明利用电缆本体表面温度通过反演和拟合，即可获得准确的缆芯接触点温度，简单便捷。

摘要： 本发明公开了一种考虑城市三维几何结构影响的地表温度反演方法，包括以下步骤：步骤1：通过公式(10)逐像元反演得到平坦地表温度Ts_initial，并将此时的地表温度作为邻近像元地表温度的初始值；步骤2：将计算得到的天空可视因子，计算得到的城市地表的像元有效发射率，计算得到的大气透过率、大气上行辐射和大气下行辐射，以及获得的Landsat 8第10通道的辐亮度，同时输入公式(9)，逐像元反演得到城市地表温度Ts，并将此时的地表温度作为邻近像元的地表温度，用于迭代计算邻近像元辐亮度；步骤3：重复用于迭代计算邻近像元地表温度的步骤2。本发明在具有复杂三维几何结构的城市地表有明显的优势，能够弥补现有技术反演地表温度时造成的较大误差。

摘要： 一种基于温度反演的10kV电缆中间接头缆芯温度监测装置，包括电缆、开关柜，开关柜包括电流互感器二次侧引线，开关电源、温度变送器、无线模块、数据采集卡、温度传感器，二次电流互感器、电流变送器，其中：二次电流互感器套在电流互感器二次侧引线上，与电流变送器相连；电流变送器与数据采集卡相连；温度传感器设置于电缆靠近接头的电缆表面的轴向排列的三个测温点，温度传感器通过引线与温度变送器相连；温度变送器与数据采集卡相连；数据采集卡与无线模块、电流变送器相连；二次电流互感器套在电流互感器二次侧引线上，与电流变送器相连；开关电源分别与温度变送器、无线模块、数据采集卡、电流变送器相连。实现了无损监测接头缆芯温度。