西安市不透水面与地表能量通量变化特征及其关系研究
发布时间：2020-12-02 14:07
近年来,中国城市化发展迅速,快速增长的不透水面会改变地表能量交换模式,使得热环境发生改变。西安市作为国家中心城市,正致力于国家森林城市的建设,面临着城市发展和生态环境建设的双重压力,研究西安市不透水面变化与地表能量通量之间的定量关系,对于西安市城市规划与管理、城市微气候改善以及构建生态城市具有重要意义。基于1994年、2006年和2016年遥感数据,构建不透水面信息提取模型,分别利用NDBI模型和INDBI模型提取西安市不透水面,选取最优模型,在此基础上,运用线性光谱混合分解模型进行光谱解混,得到各时相不透水面盖度空间分布图。基于遥感数据和气象数据,运用三角形模型和能量平衡方程相结合的方法提取地表能量通量。通过探讨西安市不透水面与地表能量通量之间的关系,得到如下结论:（1）在不透水面的提取研究中,INDBI指数与线性光谱混合分解模型相结合可以准确提取西安市不透水面信息。INDBI指数模型明显优于NDBI指数模型,能够有效去除大面积裸土、稀疏植被等噪声。线性光谱混合分解模型的提取结果均方根误差绝大部分小于0.02,表明精度符合研究需求。地表温度是三角形模型的基础,对比验证结果表明覃志豪单...
【文章来源】：陕西师范大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１研宄区概况图??Ｆｉｇ．２－１?Ｔｈｅ?ｌｏｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｓｔｕｄｙ?ａｒｅａ??
数据??产品类型主要是ＬａｎｄＳａｔ５?ＴＭ和ｌａｎｄＳａｔ８?０Ｌ丨数据ｄ．ｃｎ／?（地理空间数据云），ｌａｎｄｓａｔｌ－７是美国１９７２前正在服役的是Ｌａｎｄｓａｔ７和Ｌａｎｄｓａｔ８。Ｌａｎｄｓａｔ５?ＴＭ２０ｍ外，其他波段为３０ｍ，Ｌａｎｄｓａｔ８相较于Ｌａｎｄｓａｔ５辨率为１５ｍ，热红外波段空间分辨率１００ｍ，其他１２７３６影像和１２７３７影像覆盖，但完全覆盖需要三与地表能量通量的相关关系，分别选取１９９４年、２于１０°／。，条带号、行编号以及选取的时相见表２－１表２－１遥感数据信息表??Ｔａｂ．２－１?Ｒｅｍｏｔｅ?ｓｅｎｓｉｎｇ?ｄａｔａ?ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ??据类型?成像时间?条带号?行编号??
需要在不透水面提取结果的基础上去除裸土的千扰。以２００６年为例，分别对??裸土和不透水面进行样本点的采集，样本数各采集１２０个，分析灰度值特征，如??图３－１所示，裸土与不透水面的灰度值在第４、５波段均表现为上升趋势，也就意??味着ＮＤＢＩ指数同时增强了不透水面和裸土信息但二者在第５、６波段却呈相??反的变化趋势，裸土呈下降趋势，不透水面则刚好相反，这与林楚彬等［３４］的研究??结果一致，可以利用这一特征对ＮＤＢＩ指数进行改进，从而去除裸土噪声的干扰。??２００?ｒ??４一裸土一暑一不透水面??震：??〇??１?１?１?１?Ｉ?Ｉ?｜??１?２?３?４?５?６?７??波段??图３－１样本点平均灰度值折线图??Ｆｉｇ．３－１?Ａｖｅｒａｇｅ?ｇｒａｙｓｃａｌｅ?ｃｕｒｖｅ?ｏｆ?ｓａｍｐｌｅ?ｐｏｉｎｔｓ??此外，稀疏的植被也会影响不透水面提取，易与覆盖度较低的不透水面混淆，??为了避免此类误差，利用归一化植被指数将稀疏植被去除。当ＮＤＶＩ大于ＮＤＶＩｏ??时，将其设置为透水面，其中ＮＤＶＩ〇为区分不透水面与稀疏植被的临界值，通过??反复试验获得。改进的ＮＤＢＩ算法如公式（３－３），ＩＮＤＢＩ通过设定合适的阈值将??不透水面提取出来，阈值通过反复试验获得。??Ａ?５６－５５??０
【参考文献】：
期刊论文
[1]武汉市不透水地表时空格局分析[J]. 张扬,刘艳芳,刘以. 地理科学. 2017(12)
[2]北京市不同功能区不透水地表时空变化差异[J]. 乔琨,朱文泉,胡德勇,郝明,陈姗姗,曹诗颂. 地理学报. 2017(11)
[3]雄安新区地表覆盖变化及其新区规划的生态响应预测[J]. 徐涵秋,施婷婷,王美雅,林中立. 生态学报. 2017(19)
[4]卫星遥感地表温度的真实性检验研究进展[J]. 马晋,周纪,刘绍民,王钰佳. 地球科学进展. 2017(06)
[5]泰安市区不透水面覆盖度遥感估算研究[J]. 姜增琛,张继贤,梁勇,林祥国. 测绘科学. 2017(05)
[6]哈尔滨市城乡结合部不透水面时空变化及驱动力分析[J]. 李苗,臧淑英,吴长山,田旸. 地理学报. 2017(01)
[7]城乡不透水面增长格局及地表温度的响应特征研究[J]. 潘涛,张弛,杜国明,董金玮,迟文峰. 地球信息科学学报. 2017(01)
[8]滇池流域不透水表面扩张监测与时空过程分析[J]. 杨昆,陈俊屹,罗毅,喻臻钰,邓琼飞. 仪器仪表学报. 2016(12)
[9]线性/非线性光谱混合模型估算白刺灌丛植被覆盖度[J]. 姬翠翠,贾永红,李晓松,王金英. 遥感学报. 2016(06)
[10]塔克拉玛干沙漠腹地土壤热通量变化特征[J]. 张文斌,买买提艾力·买买提依明,何清,霍文,杨兴华,杨帆. 中国沙漠. 2016(06)
博士论文
[1]中国城市化进程中的城市病研究[D]. 任成好.辽宁大学 2016
[2]基于决策树的洞庭湖湿地信息提取技术研究[D]. 朱晓荣.中国林业科学研究院 2012
硕士论文
[1]基于MODIS影像的秦岭地区地表能量变化分析[D]. 雷刚.西安科技大学 2016
[2]环渤海湾不透水面时空格局变化及其景观生态效应研究[D]. 翟珂.中国科学院烟台海岸带研究所 2015
[3]浙江省不透水面时空演变及与城市热环境的相关分析[D]. 姜洋.南京大学 2014
[4]基于光谱混合分解模型的城市不透水面遥感估算方法研究[D]. 袁超.中南大学 2008
[5]非渗透表面丰度与地表通量的获取及二者关系初探[D]. 彭军超.广州大学 2008
[6]基于Landsat TM的西安地区城镇扩展及其生态环境影响研究[D]. 吴宏安.南京师范大学 2006
本文编号：2895432
【文章来源】：陕西师范大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１研宄区概况图??Ｆｉｇ．２－１?Ｔｈｅ?ｌｏｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｓｔｕｄｙ?ａｒｅａ??
数据??产品类型主要是ＬａｎｄＳａｔ５?ＴＭ和ｌａｎｄＳａｔ８?０Ｌ丨数据ｄ．ｃｎ／?（地理空间数据云），ｌａｎｄｓａｔｌ－７是美国１９７２前正在服役的是Ｌａｎｄｓａｔ７和Ｌａｎｄｓａｔ８。Ｌａｎｄｓａｔ５?ＴＭ２０ｍ外，其他波段为３０ｍ，Ｌａｎｄｓａｔ８相较于Ｌａｎｄｓａｔ５辨率为１５ｍ，热红外波段空间分辨率１００ｍ，其他１２７３６影像和１２７３７影像覆盖，但完全覆盖需要三与地表能量通量的相关关系，分别选取１９９４年、２于１０°／。，条带号、行编号以及选取的时相见表２－１表２－１遥感数据信息表??Ｔａｂ．２－１?Ｒｅｍｏｔｅ?ｓｅｎｓｉｎｇ?ｄａｔａ?ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ??据类型?成像时间?条带号?行编号??
需要在不透水面提取结果的基础上去除裸土的千扰。以２００６年为例，分别对??裸土和不透水面进行样本点的采集，样本数各采集１２０个，分析灰度值特征，如??图３－１所示，裸土与不透水面的灰度值在第４、５波段均表现为上升趋势，也就意??味着ＮＤＢＩ指数同时增强了不透水面和裸土信息但二者在第５、６波段却呈相??反的变化趋势，裸土呈下降趋势，不透水面则刚好相反，这与林楚彬等［３４］的研究??结果一致，可以利用这一特征对ＮＤＢＩ指数进行改进，从而去除裸土噪声的干扰。??２００?ｒ??４一裸土一暑一不透水面??震：??〇??１?１?１?１?Ｉ?Ｉ?｜??１?２?３?４?５?６?７??波段??图３－１样本点平均灰度值折线图??Ｆｉｇ．３－１?Ａｖｅｒａｇｅ?ｇｒａｙｓｃａｌｅ?ｃｕｒｖｅ?ｏｆ?ｓａｍｐｌｅ?ｐｏｉｎｔｓ??此外，稀疏的植被也会影响不透水面提取，易与覆盖度较低的不透水面混淆，??为了避免此类误差，利用归一化植被指数将稀疏植被去除。当ＮＤＶＩ大于ＮＤＶＩｏ??时，将其设置为透水面，其中ＮＤＶＩ〇为区分不透水面与稀疏植被的临界值，通过??反复试验获得。改进的ＮＤＢＩ算法如公式（３－３），ＩＮＤＢＩ通过设定合适的阈值将??不透水面提取出来，阈值通过反复试验获得。??Ａ?５６－５５??０
【参考文献】：
期刊论文
[1]武汉市不透水地表时空格局分析[J]. 张扬,刘艳芳,刘以. 地理科学. 2017(12)
[2]北京市不同功能区不透水地表时空变化差异[J]. 乔琨,朱文泉,胡德勇,郝明,陈姗姗,曹诗颂. 地理学报. 2017(11)
[3]雄安新区地表覆盖变化及其新区规划的生态响应预测[J]. 徐涵秋,施婷婷,王美雅,林中立. 生态学报. 2017(19)
[4]卫星遥感地表温度的真实性检验研究进展[J]. 马晋,周纪,刘绍民,王钰佳. 地球科学进展. 2017(06)
[5]泰安市区不透水面覆盖度遥感估算研究[J]. 姜增琛,张继贤,梁勇,林祥国. 测绘科学. 2017(05)
[6]哈尔滨市城乡结合部不透水面时空变化及驱动力分析[J]. 李苗,臧淑英,吴长山,田旸. 地理学报. 2017(01)
[7]城乡不透水面增长格局及地表温度的响应特征研究[J]. 潘涛,张弛,杜国明,董金玮,迟文峰. 地球信息科学学报. 2017(01)
[8]滇池流域不透水表面扩张监测与时空过程分析[J]. 杨昆,陈俊屹,罗毅,喻臻钰,邓琼飞. 仪器仪表学报. 2016(12)
[9]线性/非线性光谱混合模型估算白刺灌丛植被覆盖度[J]. 姬翠翠,贾永红,李晓松,王金英. 遥感学报. 2016(06)
[10]塔克拉玛干沙漠腹地土壤热通量变化特征[J]. 张文斌,买买提艾力·买买提依明,何清,霍文,杨兴华,杨帆. 中国沙漠. 2016(06)
博士论文
[1]中国城市化进程中的城市病研究[D]. 任成好.辽宁大学 2016
[2]基于决策树的洞庭湖湿地信息提取技术研究[D]. 朱晓荣.中国林业科学研究院 2012
硕士论文
[1]基于MODIS影像的秦岭地区地表能量变化分析[D]. 雷刚.西安科技大学 2016
[2]环渤海湾不透水面时空格局变化及其景观生态效应研究[D]. 翟珂.中国科学院烟台海岸带研究所 2015
[3]浙江省不透水面时空演变及与城市热环境的相关分析[D]. 姜洋.南京大学 2014
[4]基于光谱混合分解模型的城市不透水面遥感估算方法研究[D]. 袁超.中南大学 2008
[5]非渗透表面丰度与地表通量的获取及二者关系初探[D]. 彭军超.广州大学 2008
[6]基于Landsat TM的西安地区城镇扩展及其生态环境影响研究[D]. 吴宏安.南京师范大学 2006
本文编号：2895432
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