（毕业论文）南阳市地表温度遥感反演及地表覆盖关系研究

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1、南阳市地表温度遥感反演及地表覆盖关系研究摘要:本文利用ETM+影像以及有关的遥感方法对南阳市地表温度与地表覆盖的关系进行研究。研究结果表明，植被覆盖程度与地表温度之间存在明显的负相关，并且在不同的植被覆盖程度下，地表温度-植被覆盖关系呈现分段线性关系。下垫面类型及其组合主要通过植被覆盖的分布对地表温度产生影响。而在不同空间分辨率下（30m至960m）,地表温度和植被覆盖的空间变异程度均表现为先升后降，在120m的分辨率下，两者的相关程度达到最高。结果证实区域植被覆盖状况可直接影响辐射、热动力以及土壤水分等多种地表特征，从而导致地表温

2、度分异等。关键词：ETM+影像；空间分辨率；地表温度；植被覆盖；0引言随着遥感技术的发展，利用热红外遥感研究地表温度和城市热岛效应已经成为非常有效的技术手段「XRudolfBraHzdi等通过对捷克首都布拉格城内外监测站温度的比较，研究了热岛强度及热岛效应对布拉格季节、年温度的测量的影响。程炳岩等通过对郑州市城市气候的观测资料进行分析，揭示了市区环境温度的季节分布、不同性质地面环境对温度分布的影响及城市热岛强度的时空变化特点。林云杉等对不透水面信息与LandsatTM6波段反演的地表温度进行相关分析,发现二者之间存在明显的正相关关系

3、。温齐昊等利用混合像元分解得到不透水面和植被的覆盖度，从覆盖度和地表温度的变化来说明美国印地安那州的城市化进程。本文将通过遥感的有关技术对南阳市地表温度与地表覆盖的关系进行研究。1研究背景、目的及意义1・1研究背景地表温度(LandSurfaceTemperature,LST)是地学研究中一个非常重要的参量，是地表物理过程中的一个重要参数，在许多领域中有着重要的应用，特別是在农业气象、气候和环境研究中，LST是一个不可缺少的研究因子⑵。地表温度是地表能量平衡的结果，是区域和全球尺度地表物理过程的一个关键因子，是一个控制地球上大多数物

4、理、化学和生物进程的重要因素。许多环境研究和地球资源管理活动都必须有LST信息作为研究的基础数据资料⑶。1-2研究目的在地质探矿研究中，特别是地热研究中，地表温度是…个重要的标志，根据热图像上的差异可以探明地热位置和储量等；在诸如地震地质、灾害地质等的地质灾害研究中，地表温度具有指示性的作用，可被当作是一个预警器。在林业管理中地表温度也发挥了重要的作用，它可以被利用来进行大面积的病虫害的监测，林业灾情的预测等,这样有助于提前做好防灾措施，将国家损失减少到最小。在城市气候研究中地表温度对于大气最低层(对于表面能量平衡是重要的)的大气温

5、度的调节具有一定的作用；在农业生产中，地表温度是土地退化、盐化、沙化和侵蚀以及气候变化的一个重要指示器，可被用于大面积的农田干旱监测和评估由于缺水所造成的植被胁迫指数，特别适用于监测农作物病虫害、湿度和热条件。在气候模式中，通过对地表温度等参数的定量反演模型进行求解可以获取农作物、生态环境与全球变化等生物物理量和环境物理参数。另外，地表温度是一个重要的环境变量，可以用来土地覆盖特征的研究，同时它还是地球系统水热平衡的关键因子，决定着地表与大气之间的物质、能量交换，是界面研究中的重要对象。在环境污染监测与评价中，可以利用遥感影像反演进

6、而得到温度影像图，利用它可以对水体污染进行监测，及时地了解和掌握污染源的位置和动态变化，以便及时釆取防护或疏导措施以及为环境评价提供合理的科学依据与数据支持⑷。1.3硏究意义地表温度具有时空动态分布的特征，依靠传统的地面观测站大面积很难获取这一参数，并且不容易从宏观上把握其时空分布的特征。随着遥感技术的发展，冃前应用遥感手段获取地表温度C经具有较为成熟的技术，同时它也是地学研究中的热点，利用热红外遥感可以得到地表温度的大范围面状信息，与传统的依靠地面观测站的观测方式来大面积地获取地表温度参数的测量方式相比，具有宏观、综合、快速、便捷

7、、测量范围大、信息连续、等特点，因而得到了广泛的应用。早在20世纪60年代初期，随着TIROS-II的发射，众多学者尝试利用卫星遥感数据进行地表温度的反演。70年后，许多遥感平台数据如：MODIS、NOAA/AVHRR、TM、ETM+等被应用于地表温度的反演。这些数据的分辨率从60m至I」lkni不等，以满足各种应用的不同需要。另外针对各种遥感平台数据的不同特征，国内外学者们研究出了不同的地表温度反演方法。2研究方法2.1数据的选择选择南阳市1987年和2008年TM数据作为数据源；利用TM数据反演出地表温度以及植被覆盖度o图1南阳

8、市1987年植被覆盖度图像2.2数据处理图2南阳市2008年植被覆盖度图像遥感影像传感器定标处理,是将获得的遥感影像灰度值DN值转换为星上辐射亮度值乙。此步骤主要是得到波段3、4和6的星上辐射亮度•利用波段3、4的星上辐射亮度可以求得