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
[Abstract]:Surface temperature is an important environmental parameter to characterize climate change. Satellite thermal infrared remote sensing as an important means of global and regional surface temperature acquisition, its low spatial resolution (60 meters to tens of kilometers), can not meet the needs of complex surface temperature monitoring in highly heterogeneous urban environment. The spatial downscaling of surface temperature is an important method to obtain high resolution surface temperature by integrating low and low resolution thermal infrared data with high resolution visible / near infrared data. The advantages of high spatial resolution, high positioning accuracy and high maneuverability of the satellites made in China provide a good data basis for the study of the spatial downscaling of surface temperature. However, there are few researches on estimating the surface temperature at high resolution (meter level) in the space downscaling study of surface temperature at home and abroad, and the problem of variability of reflectance spectrum and thermal characteristics of similar ground objects is neglected in existing researches. Especially at high resolution, the intra-class variability is greater, which greatly affects the accuracy of high-resolution surface temperature estimation. In view of the above problems, this paper bases on the multispectral images of domestic high score 1 (GF-1), high score 2 (GF-2) and Landsat-8 thermal infrared images, and revolves around the fact that the reflectance spectra and thermal characteristics of similar ground objects have variability. Object-oriented image analysis and multi-terminal element mixed pixel decomposition are introduced to study the downscaling of surface temperature space and its application. The main contents are as follows: (1) Multi-terminal object mixed pixel decomposition method. Integrating the advantages of object-oriented image analysis and multiterminal hybrid pixel decomposition, a new method based on image segmentation and local minimum average spectral angle (Minimum Average Spectral Angle,) is proposed for high-resolution images. MAS A) 's mixed pixel decomposition method (Multiple Endmember Object Spectral Mixture Analysis,MEOSMA) solves the shortcomings of traditional multiterminal object mixed pixel decomposition methods in endmember spectral extraction and endset optimization. The influence of intra-class variability on spectral mixing decomposition is further reduced. (2) the surface temperature spatial downscaling method based on MEOSMA. Based on the domestic GF-1,GF-2 multispectral images and Landsat-8 thermal infrared remote sensing images, based on the MEOSMA and linear heat mixing model, a spatial downscaling method of MEOSMA-TM (Multiple Endmember Object Spectral Mixture Analysis and Thermal Mixing) surface temperature is proposed. It effectively solves the problem of high variability of reflectance spectrum and thermal characteristics of similar ground objects, and realizes the estimation of surface temperature with high spatial resolution. And compared with the downscaling surface temperature data and the measured surface temperature data of Hangzhou National benchmark Meteorological Station, it has good accuracy. (3) the influence of Hangzhou traffic network based on MEOSMA-TM on the urban surface temperature field is studied. Based on the MEOSMA-TM method, the high spatial resolution surface temperature data of several time phases in the main urban area of Hangzhou are calculated, and the space-time distribution characteristics of the surface temperature field in the main urban area of Hangzhou are analyzed. By means of grid analysis, buffer analysis and spatial statistical analysis, the effects of traffic network density, different grade roads, greening forms and traffic hubs on urban surface temperature are studied. The research results improve the accuracy of mixed pixel decomposition and high-resolution surface temperature estimation of high-resolution remote sensing images, and promote the application of domestic high-resolution satellite images in the study of urban thermal environment. It is of great significance for the study of small scale urban thermal environment, and has important application value for urban land use planning, urban ecological environment management, traffic network planning and other related fields.
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:P407
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本文编号:2351542
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