高空间分辨率全天候地表温度反演方法研究

发布时间:2019-01-03 13:14
【摘要】:地表温度(Land surface temperature, LST)是地表与大气相互作用过程中一个非常重要的物理量。及时掌握区域和全球尺度上的地表温度时空分布,尤其是全面、完整和连续的地表温度时空分布信息,对地气系统能量平衡和生态系统研究具有重要意义。卫星遥感是高效获取区域和全球尺度地表温度的最佳手段。本论文以极轨卫星数据和静止卫星数据作为数据源,开展了高空间分辨率全天候地表温度反演方法研究、基于地理加权回归的MODIS地表温度降尺度方法研究,以及MSG-SEVIRI与Terra/Aqua-MODIS地表温度产品的交叉验证方法研究。主要研究结论包括:(1)结合热红外反演地表温度与微波反演地表温度各自的优势,建立了像元内有云部分被动微波地表温度与无云部分热红外地表温度之间的有效融合模型,发展了高空间分辨率全天候地表温度反演方法。与原始的MODIS地表温度相比较,融合后地表温度在空间上变化连续,在时间上很好地反映了地表温度的年际变化。(2)利用地理空间变化的局部回归系数,建立了地表温度与归一化植被指数和地表高程之间动态回归关系,发展了基于地理加权回归的MODIS地表温度降尺度方法。通过与ASTER地表温度产品相比较,基于地理加权回归的地表温度降尺度方法的精度优于前人发展的UniTrad方法和TsHARP方法的精度。基于地理加权回归的地表温度降尺度方法的平均绝对误差和均方根误差分别约为2.3K和3.1 K。(3)通过选择SEVIRI和MODIS地表温度产品在时间、空间和观测角度上一致的像元作为匹配像元对,分析了这两种地表温度产品在不同季节、时间和地表覆盖类型下的差异。白天SEVIRI和MODIS地表温度产品的差异随季节呈现显著的变化,而晚上地表温度产品的差异随季节的变化不显著。白天地表温度产品的差异在不同地表覆盖类型下具有显著的变化,而晚上地表温度产品的差异在不同地表覆盖类型下的变化不显著。
[Abstract]:Surface temperature (Land surface temperature, LST) is a very important physical quantity in the process of interaction between surface and atmosphere. It is of great significance to grasp the temporal and spatial distribution of surface temperature on regional and global scale, especially the comprehensive, complete and continuous information of temporal and spatial distribution of surface temperature, which is of great significance to the energy balance of terrestrial and atmospheric systems and the study of ecosystem. Satellite remote sensing is the best way to get surface temperature at regional and global scale. In this paper, the polar orbit satellite data and geostationary satellite data are used as data sources to study the inversion method of high spatial resolution all-weather surface temperature, and the MODIS downscaling method based on geo-weighted regression. And the cross-validation method of MSG-SEVIRI and Terra/Aqua-MODIS surface temperature products. The main conclusions are as follows: (1) the advantages of microwave inversion and thermal infrared inversion of surface temperature, An effective fusion model between cloud partial passive microwave surface temperature and cloud free part thermal infrared surface temperature in pixel is established, and a high spatial resolution all weather surface temperature inversion method is developed. Compared with the original MODIS surface temperature, the ground surface temperature changes continuously in space after fusion, which reflects the interannual variation of surface temperature in time. (2) the local regression coefficient of geographical spatial variation is used. A dynamic regression relationship between land surface temperature (LST) and normalized vegetation index (NDVI) and surface elevation was established, and the method of MODIS surface temperature downscaling based on geo-weighted regression was developed. Compared with the ASTER surface temperature products, the precision of the ground temperature downscaling method based on geographical weighted regression is better than that of the UniTrad method and the TsHARP method developed by the predecessors. The average absolute error and root mean square error of the GST downscaling method based on geographical weighted regression are about 2.3 K and 3.1K respectively. (3) by selecting SEVIRI and MODIS surface temperature products, the mean absolute error and root mean square error are about 2.3K and 3.1krespectively. The spatial and observational pixels are used as matching pixel pairs to analyze the differences between the two surface temperature products in different seasons time and cover types. The difference of SEVIRI and MODIS surface temperature products showed significant change with the season during the day, but the difference of the surface temperature products at night was not significant with the season. The variation of surface temperature products in daytime was significant under different surface cover types, but not in different surface cover types at night.
【学位授予单位】:中国农业科学院
【学位级别】:博士后
【学位授予年份】:2016
【分类号】:P423.7;P407

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 陈顺云;马瑾;刘培洵;刘力强;;中国大陆地表温度年变基准场研究[J];地球物理学报;2009年09期

2 徐永明;覃志豪;沈艳;;长江三角洲地区地表温度年内变化规律与气候因子的关系分析[J];国土资源遥感;2010年01期

3 李慧,翁笃鸣;丘陵山区地表温度场日间变化的简单推算[J];气象;1993年01期

4 高志强,刘纪远;基于陆面模式和遥感技术的地表温度比较[J];地理学报;2003年04期

5 高晴,柳钦火,黄海洋;地表温度过程的时间序列分析[J];电子科技大学学报;2004年03期

6 钱乐祥;;城市热岛研究中地表温度与植被丰度的耦合关系[J];广州大学学报(自然科学版);2006年05期

7 张春玲;余华;宫鹏;居为民;;基于遥感的土地利用空间格局分布与地表温度的关系[J];遥感技术与应用;2008年04期

8 陈公德;徐建华;戴晓燕;董山;;运用遥感数据挖掘解析城市地表温度的空间变异规律[J];遥感技术与应用;2008年04期

9 彭征;廖和平;郭月婷;李清;;山地城市土地覆盖变化对地表温度的影响[J];地理研究;2009年03期

10 张芳;;东亚地区地表温度与大气温度场的相关关系[J];青海科技;2009年06期

相关会议论文 前10条

1 李秀霞;南颖;;基于遥感技术的延吉市地表温度现状分析[A];中国地理学会百年庆典学术论文摘要集[C];2009年

2 曹广真;毛显强;李贵才;王今殊;刘勇洪;;北京市地表温度的变化及驱动力分析[A];中国气象学会2007年年会气候变化分会场论文集[C];2007年

3 潘卫华;陈家金;李文;;福建省地表温度分布特征的遥感动态监测[A];华东地区农学会学术年会暨福建省科协第七届学术年会农业分会场论文集[C];2007年

4 侯光雷;张洪岩;张正祥;;基于热红外数据的地表温度反演算法综述[A];中国地理学会百年庆典学术论文摘要集[C];2009年

5 邓玉娇;王捷纯;黄晓云;;土地利用类型对地表温度影响的综合评价指数[A];第28届中国气象学会年会——S1第四届气象综合探测技术研讨会[C];2011年

6 俞布;缪启龙;徐永明;李潇潇;张玮玮;;城市下垫面类型与地表温度之间的关系分析[A];第27届中国气象学会年会城市气象,,让生活更美好分会场论文集[C];2010年

7 周纪;刘闻雨;占文凤;;集成多源遥感数据估算逐时地表温度[A];遥感定量反演算法研讨会摘要集[C];2010年

8 钱乐祥;崔海山;;珠江三角洲地表水汽特征与地表温度的关系[A];中国地理学会2007年学术年会论文摘要集[C];2007年

9 张兴强;;鲁中山区地表温度和土地利用变化特征[A];第31届中国气象学会年会S11 第三届城市气象论坛—城市与环境气象[C];2014年

10 孟宪红;吕世华;张宇;张堂堂;;使用LANDSAT-5 TM数据反演金塔地表温度[A];中国气象学会2005年年会论文集[C];2005年

相关重要报纸文章 前7条

1 记者 柴野;德国地表温度高达摄氏50度[N];光明日报;2013年

2 卞吉;预报气温并非地表温度[N];中国气象报;2012年

3 美惠;气候变暖令沙漠更加荒凉[N];大众科技报;2009年

4 采访人 本报通讯员 秦振 卓静;世园绿岛贡献率达2.4%[N];中国气象报;2011年

5 刘妍;二氧化碳曾保护地球不挨冻[N];北京科技报;2007年

6 本报驻日内瓦记者 李肇东;2001年气候异常为历史罕见[N];光明日报;2002年

7 本报记者 黄芍 王湖录;在烈日和高温下[N];钦州日报;2009年

相关博士学位论文 前9条

1 刘佳;利用钻孔温度梯度重建过去地表温度变化研究[D];兰州大学;2015年

2 张广宇;基于TM数据的吉林西部轻度盐碱地带地表温度、湿度及地气间热交换研究[D];中国地质大学(北京);2015年

3 段四波;高空间分辨率全天候地表温度反演方法研究[D];中国农业科学院;2016年

4 彭征;重庆市中心城区土地利用/覆盖变化及其对地表温度影响研究[D];西南大学;2009年

5 张金区;珠江三角洲地区地表热环境的遥感探测及时空演化研究[D];中国科学院研究生院(广州地球化学研究所);2006年

6 戴晓燕;基于遥感数据挖掘定量反演城市化区域地表温度研究[D];华东师范大学;2008年

7 谢启姣;城市热岛演变及其影响因素研究[D];华中农业大学;2011年

8 蔡国印;基于MODIS数据的地表温度、热惯量反演研究及其在土壤水分、地气间热交换方面的应用[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2006年

9 聂芹;上海市城市不透水面及其热环境效应的分形研究[D];华东师范大学;2013年

相关硕士学位论文 前10条

1 袁亚雄;基于IDL的热红外遥感空间降尺度研究[D];中国地质大学(北京);2015年

2 杨学森;基于单通道算法的Landsat8卫星数据地表温度反演研究[D];中国地质大学(北京);2015年

3 孙舒婷;大兴安岭森林地表温度的遥感估算及分析研究[D];东北林业大学;2015年

4 李斌侠;地表组成及空间分布特征对城市地表温度的影响[D];哈尔滨师范大学;2016年

5 杨涵棋;基于遥感天津地区地表温度与土地覆盖关系研究[D];天津师范大学;2016年

6 解潍嘉;遥感观测林冠温度的角度效应动态模拟研究[D];北京林业大学;2016年

7 梁敏;大兴安岭多年冻土区地温时空变化遥感研究[D];吉林大学;2016年

8 孙晨红;多源遥感数据融合生成高时空分辨率地表温度研究与验证[D];西安科技大学;2015年

9 艾娜古丽·买买托莲;基于Landsat 8数据地下水“浅埋带”的圈定方法研究[D];新疆大学;2016年

10 余德;洞庭湖区湿地演变与地表温度空间格局的关系研究[D];湖南农业大学;2015年



本文编号:2399416

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/jckxbs/2399416.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户dd948***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com