张苗毕业论文

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1、基于MODTRAN的热红外Landsat-5TM大气校正摘要:利川LandsatTM数据,采川基于MODTRAN的传统人气校正方法反演得到张掖市及其周围的地表真实温度分布图。从分布图中可以看出张掖周围沙漠和戈壁的地表温度高,水体和绿洲的地表温度低,反演的地表温度符合地表水热关系。关键词:MODTRAN陆地表面温度地表比辐射率大气校正辐射亮度AtmosphericcorrectionofthermalinfraredofMODTRANfromLandsat-5TMAbstract:Tnthispaper,weusedladsatTMdatetoinverseLandSurfaceTemperat

2、ure(LST)withradiativetransferequation.Theseresultsshowsurfacetemperatureofwaterbodyandoasislow,desertandgobiarehigh.soTheseresultareconsistentwiththerelationofhydro-therma1・Keyword:MODTRAN,landsurfacetemperature,SurfaceemissivityAtmosphericcorrection,Radiance1・研究意义及研究现状1.1研究意义陆地表面温度(LandSurfaceTempe

3、rature,LST)是一个重要的地球物理参数,它是地表热量平衡的产物,蕴含了丰富的地学信息,是地面与空气间界面的能量计数。研究和反演地表温度来间接的研究地表实体的其他性质具有重耍的意义。首先,地表温度在地、气间的物质与能量交换的过程屮起着重要的作用,常应用于区域分布在气候变化、植被生态、环境监测和城市热岛等研究领域,可以用其研究区域和全球尺度地表物理过程。例如:因为地表温度是很多环境模型的一个重要参数,在大气与地表的能量与物质交换、天气预报、全球洋流循环、气候变化等研究领域有重耍的应用。而且,地表温度又是地表通量(包括显热、潜热和C02等通量)、土壤水分含量、作物估产和作物缺水状况监测等遥感

4、模型屮的重要输入参数。利用热红外遥感可以得到人范围的地表温度面状信息。与传统的地表温度测量方式相匕具有快速、便捷、测量范围大、信息连续等特点;因此利用热红外遥感数据反演地面温度也广泛应用。木文所研究的是张掖市及其周围的地表温度,张掖市位于河西走廊中部,黑河流域中游,是典型的干旱半干旱气候,分析其地表温度的空间分布特征,对进一步理解我国西北干旱、半干旱区的土壤一植被—大气系统热量分布差异有着重要的指示意义。1.2研究现状自20世纪60年代初期发射T1R0S-H以来,很多学考们就用卫星遥感数据反演地表温度。曲于水体近似黑体,温度及比辐射率满足于普郎克定律,使温度反演相对简单,仅考虑消除大气影响即可

5、,因此,利用分窗算法消除大气影响,能较好地反演出海洋表面温度(SeaSurfaceTemperature,SST)。其反演误差小于0.7°C,所以,利用卫星遥感数据提取海洋温度的研究已较为成熟,可以在全球范围内达到1K的精度。但是,由于陆地表面比海洋表面复杂得多,导致陆地表面温度反演的精度较低,陆地表面温度反演成了一个亟待解决的科学难题。自从发展以来,就地面温度的反演方法方面,很多人直接用影像的灰度值(DN值)代替地表温度变化,一部分人直接用TM6的卫星高度的亮度温度(由DN值直接转换成温度值),近几年随着热红外研究的加深,气透射、再反射和地表比反射率的研究增多,齐自提岀了不同的理论和方法,反

6、演方法随着研究的加深考虑的因素越來越多,反演算法也逐步复朵化,考虑的主要因素人气参数、地表比辐射率和辐射角。随着遥感应用的深入,在已知地表比辐射率的前提下,利用各种对大气辐射传输方程的近似和假设,相继提出了多种地表温度反演的算法。主要反演方法可分为5类:单通道方法、分裂窗(双波段)方法、多波段温度-比辐射率分离方法、多角度温度反演方法和多角度与多通道相结合的方法。这些方法都各有利弊,如何提高反演的精度和模型的适用性是地表温度热红外遥感的未来发展趋势,理论和实验相结合的多种信息源的综合应用成为必然的要求。当前,地表温度的空间分布可以从许多遥感数据进行反演,女口:MODTS、AVHRR、TM、ET

7、M+等数据,这些平台数据的分辨率从120m到lkmoTM的热红外波段(TM6)可用来反演地表温度和分析地表温度的空间分布特征,其分辨率为120mX120mo在地表温度的反演中利用AVHRR数据的分裂窗法较为成熟,但因其分辨率很低,所以本文选取TM数据的热红外波段来反演地表温度。2.数据准备美国NASA的陆地卫星(Landsat)计処从1972年7月23H以来,已发射7颗(第6颗发射失败)。目前La

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