热红外图像降尺度方法及尺度效应分析
发布时间：2021-08-17 03:09
热红外影像主要用于地表温度的反演,而地表温度又是表征地表能量流动的重要指标。地表温度与植物的生长、作物的产量、地表水分蒸发与循环、全球气候变比以及城市扩展等自然或人文活动息息相关,人们对高空间分辨率热红外影像的需求日益增长。由于热红外成像技术的限制,高空间分辨率和高时间分辨率的无法直接获得。地表空间降尺度是现有条件下获取高空间分辨率地表温度的重要手段。尺度效应广泛存在于地理要素中,地表温度作为典型的地理生态学因子,存在明显的尺度效应。本文以北京地区为研究区,利用FY-3/MERSI数据和Landsat 8OLI/TIRS数据,对热红外数据的降尺度方法进行研究,并对降尺度结果进行定量化评价分析。考虑到尺度效应的存在,在像元级别采用半变异函数和莫兰指数对研究区的地表温度、归一化植被指数、城市指数、生物物理组成指数、归一化建筑指数等地表特征因子的进行研究;在特征级别,利用景观生态指数研究城市热岛效应的尺度效应。本文的主要研究内容和创新点如下:（1）三层分解模型法是利用导向滤波和低通滤波将图像分解为细节层、边缘层和低频层,其中细节层和边缘层将按比例增加到低分辨率的热红外数据,从而实现热红外图像...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所)上海市
【文章页数】：143 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 地表温度的研究现状
1.2.2 地表温度降尺度研究现状
1.2.3 地表温度尺度效应研究现状
1.3 研究示范区的选择与概况
1.4 研究内容和结构安排
第2章 数据预处理与温度反演
2.1 数据介绍
2.1.1 风云三号气象卫星MERSI数据
2.1.2 Landsat8 数据简介
2.2 数据预处理
2.2.1 辐射定标
2.2.2 几何校正
2.2.3 几何配准与图像裁剪
2.3 温度反演
2.3.1 FY-3 气象卫星MERSI地温反演
2.3.2 Landsat8 TIRS温度反演
2.4 本章小结
第3章 基于三层分解模型的热红外影像降尺度研究
3.1 统计降尺度方法
3.2 评价指标
3.3 三层分解模型
3.3.1 导向滤波
3.3.2 三层分解模型
3.3.3 窗口大小参数选择
3.3.4 实验结果与分析
3.4 改进的三层分解模型
3.4.1 改进的权重图像计算
3.4.2 实验结果分析
3.5 多级降尺度分析
3.6 本章小节
第4章 温度与地表因子的尺度效应
4.1 空间相关性的量化指标
4.1.1 Moran’s I指数
4.1.2 半变异函数γ
4.2 地表温度与地表特征因子的统计分析
4.3 地表温度的空间格局及异质性分析
4.4 地表特征因子的空间格及异质分析
4.4.1 NDVI
4.4.2 UI
4.4.3 NDBI
4.4.4 BCI
4.5 地表温度与地表特征因子的相关性分析
4.6 本章小结
第5章 城市热岛的尺度效应
5.1 常用的热岛的评价指标
5.2 常用的景观格局的评价指标
5.3 城市热岛尺度效应分析
5.3.1 城市热岛尺度效应统计分析
5.3.2 城市热岛效应的景观格局分析
5.4 尺度域划分
5.5 本章小节
第6章 结论与展望
6.1 全文总结
6.2 创新点
6.3 不足与展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]遥感地表温度降尺度方法比较——性能对比及适应性评价[J]. 全金玲,占文凤,陈云浩,刘闻雨. 遥感学报. 2013(02)
[2]热红外遥感反演地表温度研究进展[J]. 陈桥驿,蔡宜泳. 安徽农业科学. 2013(04)
[3]CBERS-02 IRMSS热红外数据地表温度反演及其在城市热岛效应定量化分析中的应用[J]. 张勇,余涛,顾行发,张玉香,陈良富,余姗姗,张文君,李小文. 遥感学报. 2006(05)
[4]土地利用/覆盖变化空间变异特征与遥感影像空间分辨率的选取——以北京地区为例[J]. 李月臣,杨华,张锦水,刘春霞,赵纯勇. 干旱区地理. 2006(04)
[5]基于模式识别的景观格局分析与尺度转换研究框架[J]. 陈利顶,吕一河,傅伯杰,卫伟. 生态学报. 2006(03)
[6]城市景观多样性的空间尺度分析——以上海市外环线以内区域为例[J]. 岳文泽,徐建华,谈文琦,赵晶,苏方林. 生态学报. 2005(01)
[7]城市热岛与城市空间发展的关系探讨——以厦门市为例[J]. 徐涵秋,陈本清. 城市发展研究. 2004(02)
[8]IKONOS影像景观格局特征尺度的小波与半方差分析[J]. 孙丹峰. 生态学报. 2003(03)
[9]基于 RS与 GIS的区域景观镶嵌结构研究[J]. 徐建华,方创琳,岳文泽. 生态学报. 2003(02)
[10]一种利用TM图像自动提取城镇用地信息的有效方法[J]. 查勇,倪绍祥,杨山. 遥感学报. 2003(01)
博士论文
[1]地表温度空间降尺度方法及其基于国产高分影像的应用研究[D]. 张逸然.浙江大学 2017
[2]大尺度被动微波辐射计土壤水分降尺度方法研究[D]. 王安琪.首都师范大学 2013
[3]像素级多传感器图像融合新方法研究[D]. 杨斌.湖南大学 2010
[4]遥感腾发模型研究及其在干旱区平原绿洲的应用[D]. 杨红娟.清华大学 2009
[5]基于遥感影像的城市景观格局及其热环境效应研究[D]. 岳文泽.华东师范大学 2005
本文编号：3346936
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所)上海市
【文章页数】：143 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 地表温度的研究现状
1.2.2 地表温度降尺度研究现状
1.2.3 地表温度尺度效应研究现状
1.3 研究示范区的选择与概况
1.4 研究内容和结构安排
第2章 数据预处理与温度反演
2.1 数据介绍
2.1.1 风云三号气象卫星MERSI数据
2.1.2 Landsat8 数据简介
2.2 数据预处理
2.2.1 辐射定标
2.2.2 几何校正
2.2.3 几何配准与图像裁剪
2.3 温度反演
2.3.1 FY-3 气象卫星MERSI地温反演
2.3.2 Landsat8 TIRS温度反演
2.4 本章小结
第3章 基于三层分解模型的热红外影像降尺度研究
3.1 统计降尺度方法
3.2 评价指标
3.3 三层分解模型
3.3.1 导向滤波
3.3.2 三层分解模型
3.3.3 窗口大小参数选择
3.3.4 实验结果与分析
3.4 改进的三层分解模型
3.4.1 改进的权重图像计算
3.4.2 实验结果分析
3.5 多级降尺度分析
3.6 本章小节
第4章 温度与地表因子的尺度效应
4.1 空间相关性的量化指标
4.1.1 Moran’s I指数
4.1.2 半变异函数γ
4.2 地表温度与地表特征因子的统计分析
4.3 地表温度的空间格局及异质性分析
4.4 地表特征因子的空间格及异质分析
4.4.1 NDVI
4.4.2 UI
4.4.3 NDBI
4.4.4 BCI
4.5 地表温度与地表特征因子的相关性分析
4.6 本章小结
第5章 城市热岛的尺度效应
5.1 常用的热岛的评价指标
5.2 常用的景观格局的评价指标
5.3 城市热岛尺度效应分析
5.3.1 城市热岛尺度效应统计分析
5.3.2 城市热岛效应的景观格局分析
5.4 尺度域划分
5.5 本章小节
第6章 结论与展望
6.1 全文总结
6.2 创新点
6.3 不足与展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]遥感地表温度降尺度方法比较——性能对比及适应性评价[J]. 全金玲,占文凤,陈云浩,刘闻雨. 遥感学报. 2013(02)
[2]热红外遥感反演地表温度研究进展[J]. 陈桥驿,蔡宜泳. 安徽农业科学. 2013(04)
[3]CBERS-02 IRMSS热红外数据地表温度反演及其在城市热岛效应定量化分析中的应用[J]. 张勇,余涛,顾行发,张玉香,陈良富,余姗姗,张文君,李小文. 遥感学报. 2006(05)
[4]土地利用/覆盖变化空间变异特征与遥感影像空间分辨率的选取——以北京地区为例[J]. 李月臣,杨华,张锦水,刘春霞,赵纯勇. 干旱区地理. 2006(04)
[5]基于模式识别的景观格局分析与尺度转换研究框架[J]. 陈利顶,吕一河,傅伯杰,卫伟. 生态学报. 2006(03)
[6]城市景观多样性的空间尺度分析——以上海市外环线以内区域为例[J]. 岳文泽,徐建华,谈文琦,赵晶,苏方林. 生态学报. 2005(01)
[7]城市热岛与城市空间发展的关系探讨——以厦门市为例[J]. 徐涵秋,陈本清. 城市发展研究. 2004(02)
[8]IKONOS影像景观格局特征尺度的小波与半方差分析[J]. 孙丹峰. 生态学报. 2003(03)
[9]基于 RS与 GIS的区域景观镶嵌结构研究[J]. 徐建华,方创琳,岳文泽. 生态学报. 2003(02)
[10]一种利用TM图像自动提取城镇用地信息的有效方法[J]. 查勇,倪绍祥,杨山. 遥感学报. 2003(01)
博士论文
[1]地表温度空间降尺度方法及其基于国产高分影像的应用研究[D]. 张逸然.浙江大学 2017
[2]大尺度被动微波辐射计土壤水分降尺度方法研究[D]. 王安琪.首都师范大学 2013
[3]像素级多传感器图像融合新方法研究[D]. 杨斌.湖南大学 2010
[4]遥感腾发模型研究及其在干旱区平原绿洲的应用[D]. 杨红娟.清华大学 2009
[5]基于遥感影像的城市景观格局及其热环境效应研究[D]. 岳文泽.华东师范大学 2005
本文编号：3346936
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