遥感观测林冠温度的角度效应动态模拟研究

发布时间：2021-04-16 23:36

　　地表温度是地表与大气之间物质和能量交换的重要参量,对全球气候变化、森林火灾、旱情监测等具有重要指示意义。热红外遥感是提取地表温度最常用的遥感手段。由于遥感观测到的地表温度通常是多种地物类型混合后的产物,空间分布复杂,具有很强的角度效应和时空变化特征,是影响像元尺度的温度反演精度的重要因素。弄清遥感观测温度的角度变化规律,是解决角度效应的必由之路,有利于提高森林资源监测能力。本文以森林乔木冠层为例,借助三维热辐射传输模型RAPID和三维小气候模式ENVI-met,集中研究森林小气候环境下组分温度与方向亮度温度的时间与空间分布特征。主要结果如下：1)以北京市海淀区东升八家郊野公园和河北省怀来县中国科学院遥感试验站两地的野外测量数据,进行三维小气候模式ENVI-met模型的标定与模拟组分温度精度验证。结果表明,ENVI-met能有效模拟研究区范围内地表组分温度的三维空间分布规律及其日变化特征,模拟值与实测值对比平均R2≈0.93,平均RMSE≈2.1 K。模型可在复杂植被场景中得到有效拓展。但是,研究也发现ENVI-met有几点局限性,包括运行效率低、气象数据不能灵活自定义、模拟温差偏低等。... 

【文章来源】：北京林业大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究背景及选题意义
        1.1.1 地表温度的研究意义
        1.1.2 地表热辐射方向性的研究意义
        1.1.3 森林冠层热辐射方向性的研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 植被冠层热辐射方向性研究
        1.2.2 植被冠层组分温度分布模拟研究
    1.3 研究内容
    1.4 研究路线图
    1.5 项目支撑
    1.6 本章小结
2 模型概述与模型耦合
    2.1 ENVI-met模型
        2.1.1 模型架构
        2.1.2 模型操作流程
    2.2 RAPID模型
        2.2.1 模型架构
        2.2.2 模型操作平台
    2.3 ENVI-met与RAPID耦合方法研究
        2.3.1 耦合系统的基本原理
        2.3.2 耦合过程实现与模块开发
    2.4 本章小结
3 研究区与数据
    3.1 研究区概况
        3.1.1 东升八家郊野公园
        3.1.2 河北怀来遥感试验站
    3.2 郊野公园野外数据采集与处理
        3.2.1 林木位置测量
        3.2.2 红外热像仪图像采集
        3.2.3 气象数据测量
        3.2.4 土壤湿度测量
    3.3 怀来塔基多角度热红外数据
    3.4 遥感数据源与数据预处理
        3.4.1 Landsat-8数据
        3.4.2 MODIS LST数据
        3.4.3 天宫一号高光谱数据
    3.5 本章小结
4 模型模拟结果及验证
    4.1 八家公园模拟结果及验证
        4.1.1 组分温度模拟结果与验证
        4.1.2 RAPID模拟地表温度结果与验证
    4.2 河北怀来模拟结果及验证
        4.2.1 BRDF模拟结果
        4.2.2 像元组分亮温验证
    4.3 本章小结
5 热辐射方向性时空变异特征与预测方法研究
    5.1 森林冠层热辐射方向性的时空变异研究
        5.1.1 热辐射方向性日变化模拟分析
        5.1.2 热辐射方向性季节变化分析
    5.2 热辐射方向性预报预测方法研究
        5.2.1 热辐射方向性预测模型研究
        5.2.2 热辐射方向性预测模型验证
    5.3 本章小结
6 总结与展望
    6.1 本文主要结论
    6.2 本研究的特色与创新之处
    6.3 讨论及未来工作展望
参考文献
个人简介
导师简介
致谢



本文编号：3142380