基于多源遙感數(shù)據(jù)的高時空地表溫度生成方法研究.pdf

1、地表溫度(Land Surface Temperature，LST)既是水量平衡的主要分量又是能量平衡的重要組成部分，尤其當(dāng)今全球氣候變化，地表溫度的實(shí)時監(jiān)測對于農(nóng)業(yè)灌溉、農(nóng)業(yè)旱情監(jiān)測和提高水資源的利用率具有重要價值。熱紅外遙感技術(shù)的不斷發(fā)展為快速獲取區(qū)域地表溫度信息提供了有效手段。目前，用于獲取地表溫度的熱紅外傳感器，按照分辨率的不同大致分為兩類，即高空間分辨率/低時間分辨率（如TM、ETM+和ASTER等）可提供地表空間細(xì)節(jié)信息，但

2、是重訪周期達(dá)到16天;低空間分辨率/高時間分辨率（如AVHRR和MODIS等）具有較好的時效性和區(qū)域性，但是空間分辨率達(dá)到1km。利用遙感技術(shù)開展大范圍作物監(jiān)測的最優(yōu)分辨率，國內(nèi)外學(xué)者達(dá)成廣泛共識，即適宜管理分區(qū)尺度為30-60米和作物長勢監(jiān)測時間分辨率為5-7天。因此融合兩類數(shù)據(jù)生成具有高時空分辨率的數(shù)據(jù)對于農(nóng)作物生長全程監(jiān)測具有重要的應(yīng)用價值。
　　本文以甘肅省張掖市的黑河流域?yàn)檠芯繀^(qū)域，以2008年5-7月份3個時相的AST

3、ER、Landsat和MODIS為主要數(shù)據(jù)源，以獲取高時空分辨率的地表溫度為目的，展開了一系列研究。高時空地表溫度的生成過程中需要高空間分辨率的可見光近紅外數(shù)據(jù)的支持，而現(xiàn)有的傳感器提供的可見光近紅外數(shù)據(jù)重訪周期基本為半個月，若遇到云雨天氣更難獲取影像。因此，首先利用多源遙感數(shù)據(jù)生成高空間分辨率的可見光近紅外數(shù)據(jù)很有必要。具體研究內(nèi)容和結(jié)果如下:
　　(1)遙感數(shù)據(jù)的獲取與預(yù)處理:包括ASTER、Landsat和MODIS數(shù)據(jù)的投

4、影轉(zhuǎn)換、輻射定標(biāo)、大氣校正和幾何配準(zhǔn)等。
　　(2)高空間分辨率的可見光/近紅外數(shù)據(jù)生成方法研究:利用多時相的MODIS和ASTER數(shù)據(jù)，通過高低分辨率遙感數(shù)據(jù)時序插補(bǔ)、基于混合像元分解的遙感時空融合和自適應(yīng)遙感圖像時空融合3種方法生成高空間分辨率的可見光/近紅外遙感數(shù)據(jù)。對三種方法生成的結(jié)果進(jìn)行對比分析，使用真實(shí)ASTER數(shù)據(jù)對結(jié)果進(jìn)行評價。通過對三種方法的總結(jié)歸納，提出了生成高空間分辨率的可見光/近紅外數(shù)據(jù)的同化策略。

5、　　(3)亞像元地表溫度的生成方法研究:利用多尺度的遙感數(shù)據(jù)即MODIS和ASTER數(shù)據(jù)計算地表參數(shù)如NDVI、覆蓋度或發(fā)射率等，通過統(tǒng)計方法、近似物理方法和聯(lián)合方法3種方法，建立與地表溫度相關(guān)的尺度轉(zhuǎn)換模型，將地表參數(shù)作為尺度轉(zhuǎn)換因子計算MODIS亞像元地表溫度分布圖。對利用不同方法生成的結(jié)果進(jìn)行對比分析，并使用真ASTER地表溫度數(shù)據(jù)對生成結(jié)果進(jìn)行評價。通過對上述三種方法的總結(jié)，建立了亞像元地表溫度的生成方法的同化策略。