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，尤其當今全球氣候變化，地表溫度的實時監(jiān)測對于農業(yè)灌溉、農業(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）可提供地表空間細節(jié)信息，但

2、是重訪周期達到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，但是空間分辨率達到1km。利用遙感技術開展大范圍作物監(jiān)測的最優(yōu)分辨率，國內外學者達成廣泛共識，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)對于農作物生長全程監(jiān)測具有重要的應用價值。
　　本文以甘肅省張掖市的黑河流域為研究區(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。具體研究內容和結果如下:
　　(1)遙感數(shù)據(jù)的獲取與預處理:包括ASTER、Landsat和MODIS數(shù)據(jù)的投

4、影轉換、輻射定標、大氣校正和幾何配準等。
　　(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、基于混合像元分解的遙感時空融合和自適應遙感圖像時空融合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果進行對比分析，使用真實ASTER數(shù)據(jù)對結果進行評價。通過對三種方法的總結歸納，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的尺度轉換模型，將地表參數(shù)作為尺度轉換因子計算MODIS亞像元地表溫度分布圖。對利用不同方法生成的結果進行對比分析，并使用真ASTER地表溫度數(shù)據(jù)對生成結果進行評價。通過對上述三種方法的總結，建立了亞像元地表溫度的生成方法的同化策略。