遥感数据的城市不透水面估算及增温效应

为了更精确地估算城市不透水面信息以及探索城市不透水面的增温效应,以合肥市为研究区,对landsat 8数据进行处理,使用单通道算法反演地表温度(LST).提出改进的归一化不透水面指数(MNDISI),使用该指数估计不透水面分布信息和不透水面盖度(ISC).将不透水面盖度进行划分,结合遥感数据和气象数据对不透水面的热环境效应加以研究,分析不透水面盖度变化所导致的地表温度和气温变化.结果表明,不透水面盖度与地表温度之间呈指数关系,与气温之间呈线性关系.地表温度和气温随着不透水面盖度的增加而升高.当某区域内的不透水面盖度在43%时,区域内不透水面增温效应和其他地物的降温效应达到动态平衡.     

地表反照率和植被覆盖度对矿区热环境的影响

为分析由于矿产资源的高强度开采导致地表原有植被遭到破坏,使得地表反照率发生改变进而对矿区地表热环境造成的影响。以河北省迁安市马兰庄铁矿为例,利用Landsat遥感影像可见光波段基于统计模型法反演地表反照率,基于NDVI-DFI的像元三分模型反演植被覆盖度,对热红外波段基于辐射传输方程法反演地表温度,借助叠加分析法、相关分析法和回归分析法,定量化和可视化探究了地表热环境时空异质性对光合植被覆盖度和地表反照率变化的响应规律。结果表明：研究区地表热环境空间分布呈现明显的异质性和规律性,高温区主要分布于北部沙河山采场、中部柳河峪排土场和南部未复垦的白马山排土场,中温区主要位于高温区边缘以及其他裸露地表,低温区主要位于北部已复垦尾矿库和已复垦排土场以及境内绿地和水体;光合植被覆盖度和地表反照率的时空变化,导致研究区夏季午间地表热环境异质性较大,3期影像下垫面地表温度均值排序为：矿区采场裸岩>排土场矿渣>复垦植被>水体;光合植被覆盖度和地表温度的回归分析结果表明二者在0.01水平(双侧)呈线性负相关关系(p<0.01),说明光合植被覆盖度的增加对地表热环境具有降温效应,决定...     

城市下垫面对夏季微气候影响的测试研究

下垫面是形成微气候的关键因素,为了研究其对夏季城市局地微气候的影响机制,选择4种具有代表性的城市下垫面(沥青路面、混凝土路面、铺面砖地面、草地)作为研究对象,对下垫面热环境参数进行测量.分析了不同下垫面微气候特征和地表温度变化特征,以及下垫面地表温度和气象参数、物理性质的影响关系,对比研究了不同下垫面的微热环境影响,结果如下:不同下垫面地表上方空气温度、太阳辐射、相对湿度和风速共同构成的下垫面微气候环境存在差异,不同下垫面地表温度的日变化一般呈先上升后下降的单峰形态,沥青地表温度在全天均高于其他下垫面;气温、太阳辐射以及空气相对湿度与下垫面地表温度的关联性显著;材料热物理性质会影响下垫面地表温度表现,但影响程度不同,由高至低依次为热扩散率、比热容和反射率;四种下垫面热环境舒适度从高到低依次是草地、混凝土、铺面砖、沥青.本研究可为优化城市热环境设计提供科学依据.     

南京市冷/热岛格局的尺度效应研究

城市地表覆被类型变化影响城市热环境的空间格局,研究城市地表覆被类型与城市冷/热岛格局的相关关系,对调节城市微气候,改善人居环境,提高城市韧性具有重要的意义.基于landsat8影像数据,提取南京市4种主要地表覆被类型(水体、植被、不透水面、建筑)的参数;同时利用热红外波段反演地表温度,分别从像元(小)和市、区级行政区划...     

深圳市典型住区热环境特征及其影响因子分析

为进一步明确住区用地强度与城市热环境的关联性,选取深圳市城中村、多层住区、高层住区为研究对象,以Landsat5 TM影像和建筑普查数据为数据源,定量分析了3类住区地表温度特征及其与相关规划建设因子的关联度.结果表明:3类住区均存在不同程度的热岛效应,其中城中村平均热岛强度最大3.53℃,多层住区次之2.62℃,高层住区最小1.60℃;住区地表温度与建筑密度呈正相关,与地表湿度、植被覆盖、建筑平均高度、建筑平均最近邻距离、容积率呈负相关;多元逐步回归分析表明,地表湿度和建筑平均高度是引起城市住区地表温度分异的主导因子.该研究可为城市住区热环境的评估与优化提供理论依据.     

枣庄市城市热岛效应时空演变及缓解措施初探

城市热岛效应是快速城市化带来的一个重要问题,严重影响城市环境.采用2016—2017年枣庄市4幅Landsat OLI影像数据,运用分裂窗算法反演枣庄市地区地表温度热场变异指数,分析枣庄市热岛效应的季节变化特征,并揭示出热岛效应与NDVI之间的相关关系.研究结果表明:枣庄市地区地表相对高温区的分布具有明显的季节特征;枣庄市四季均存在着明显的热岛效应,其中夏季和秋季为强热岛,春季次之,冬季为弱热岛;地表温度与NDVI均呈负相关且在春季更显著,即提高城市植被覆盖度是降低地表温度、缓解城市热岛效应的有效措施.     

植被对坡面汇流时间影响的试验研究

引发暴雨山洪的主要因素除大气降水特性以外还与下垫面森林植被状况有着密切的关系,流域植被对坡面汇流时间有着直接的影响。目前应用最为广泛的坡面汇流时间公式,以坡面长度、综合糙率、有效降雨强度及坡度的恒定指数形式表征其对汇流时间的影响,而植被对汇流时间的影响是隐含在综合糙率之中,从而无法直接利用有关植被的高精度遥感资料。本研究基于不同下垫面情况下不同坡度、不同雨强的坡面汇流系列试验,深入分析植被对坡面汇流时间的影响,引入植被覆盖度因子,结合统计分析方法,建立植被与坡面汇流时间的关系。研究结果表明:植被的种类(草或灌木)对坡面汇流时间影响存在一定差异,草植被下的坡面汇流时间大于相应条件灌木植被下的坡面汇流时间;植被覆盖度(草或灌木)对坡面汇流时间存在显著影响,坡面汇流时间随植被覆盖度的增大出现明显的增加;降雨强度、坡度对坡面汇流时间的影响也较为显著,坡面汇流时间随雨强及坡度的增大而出现明显的减小;草及灌木植被覆盖度指数随坡度及雨强变化规律基本相似,总体上草植被覆盖度指数略大于灌木植被覆盖度指数。随着雨强增大,植被覆盖度指数减小趋势较为明显;随着坡度变缓,植被覆盖度指数有所增大。本研究将植被因子从综合糙率中剥离出来,便于融合植被遥感数据,从而提高坡面汇流时间的计算精度。     

合肥市地表温度与植被覆盖度的关系研究

以合肥市为研究区,以Landsat 8影像为数据源,运用像元二分法和大气校正法研究了2020年合肥市地表温度与植被覆盖度的关系.结果表明:地表温度与植被覆盖度为负相关关系.合肥市郊区植被覆盖度每增加0.1,地表温度下降0.39℃;城区植被覆盖度每增加0.1,地表温度下降0.6℃.     

基于遥感影像的城市不透水面信息提取研究

以南京市城区2010年landsat8遥感影像为数据源,分别采用两种方法得到南京市城区不透水面信息。方法一:基于植被覆盖度提取不透水面法;通过ENVI软件使用的波段运算工具获取归一化水体指数、归一化植被指数,再通过设定合理的阈值剔除水体,进而利用波段运算获取南京市城区不透水面信息。方法二:线性光谱混合分解模型法,先利用ENVI中的MNF工具(最小噪音分离)降低图像维数,然后利用PPI工具(纯净像元指数),并结合N维可视化工具,最终得到南京市不透水面信息。实验证明,基于以上两种方法所提取的南京市不透水面信息与实际情况吻合,适用于城市不透水面的信息提取。     

基于城市地表参数变化的蚌埠市热岛效应研究

通过Landsat TM/OLI TIRS遥感影像反演获取蚌埠市2007年、2009年、2013年、2017年的地表温度和热岛强度,并提取建筑指数、植被、水体等主要地表参数信息。通过正规化、等级划分处理、空间叠加分析和回归统计定量分析方法,分析蚌埠市2007—2017主要地表参数变化及其对城市热岛效应的影响。研究表明:2007—2017期间,建成区面积增加120.86km~2(占总面积30.43%),植被面积减少115.40km~2(占总面积29.05%),城市热岛面积从95.76km~2增长到196.51km~2;地表温度与建筑指数总体呈正相关,与植被、水体总体呈负相关;地表参数信息对地表温度的影响分别是建筑指数最大、植被次之、水体最小,城市建成区面积增加、植被和水体面积的减少以及通风不畅是造成蚌埠市热岛效应的主要因素。     

张集矿区GIS数据库的RS更新

对比张集矿井2000年和2007年CBERS图像,计算归一化植被指数NDVI并结合目视判读和计算机非监督分类方法,提取矿区开采塌陷和新建工业广场、公路、铁路等空间要素信息。在ArcGIS9.0平台下从原始数据库中提取各种土地利用类型要素,分别与矿区开采塌陷要素进行叠加分析,得出开采塌陷影响各种类型土地范围和准确影响面积结果,并结合遥感图像,对原数据库内矢量要素进行匹配调整,完成对张集矿区GIS数据库的更新。     

城市住区热环境可控影响因素定量分析

以杭州城西52个不同类型住区为例,基于杭州夏季Landsat5 TM 数据和遥感图像解译方法提取了不同住区的地表温度、植被指数和反照率,同时结合目视解译和现场调查,分别计算了不同住区的建筑密度、容积率、平均建筑高度等建设指标.采用线性相关与多元回归分析方法分析城市地表温度与植被指数、地表反照率、容积率、建筑密度等指标之间的定量关系.结果表明：城市热环境与其人为可控影响因素的相关性大小依次为：植被指数>地表反照率>建筑密度>建筑高度>容积率;加强城市住区绿化建设、采用高反照率材料是改善住区热环境的有效手段;适度减少建筑密度和提高容积率可以缓解城市紧凑发展与城市热环境恶化之间的矛盾.     

城市建设强度与热岛的相关性——以重庆市开州区为例

城市建设强度是城市热岛形成与演变的主要驱动因素,为了揭示两者之间的量化关系,以重庆市开州区为例,在用地地块、规则网格和建筑斑块3个空间尺度上,使用ArcGIS提取地表温度（LST）与建设强度指标,利用SPSS分析其相关性并构建多元回归模型。结果表明：用地地块尺度上,LST与绿化率、建筑密度和容积率之间均呈现显著的负相关,与建筑底面积和总建筑面积之间均呈现显著的正相关。规则网格尺度序列上,LST与建设强度各指标之间的相关性系数随网格面积的增大而增大,在840 m网格时达到最大值;总体上LST与绿化率之间呈显著的负相关,与建筑密度和容积率之间呈显著的正相关。建筑斑块的尺度上,LST与建筑层数之间有显著的负相关关系,与总建筑面积之间有显著的正相关关系。城市建设强度直接或间接影响了城市热岛的形成与演变,而相关分析发现,建设强度指标并非都与LST之间呈正相关关系,这表明城市热岛除受建设强度的影响外,还受区域气候、城市形态、城市性质、交通方式以及建筑材质与色彩等多种因素的协同影响,是一个非线性的复杂过程。     

长三角地区城市用地扩展及城乡热环境的特征分析

利用1993年和2004年长三角地区的卫星遥感资料,分析了该地区的3个主要区域南京、上海、苏锡常及其周边的土地利用类型变化,定量地评价城市用地扩展程度.结合2004年地表温度(LST)卫星资料,揭示了城乡LST空间分布特征及其差异.结果表明:上海、苏锡常和南京11a期间城市建设用地动态度K分别为204.0%、354.3%和99.2%,苏锡常城市扩展程度最快;不同土地覆盖类型的LST不同,城市用地LST最高,其次作物地,林地最低;城乡之间平均地表温差具有季节变化,冬季最大,而秋季最小.     

基于散点图的Landsat 8影像可调阈值的云识别方法

提出针对Landsat 8影像的云识别方法SARM.在对云及其他地物进行光谱分析的基础上,使用Landsat 8可见光到近红外波段（波段1~5）和热红外波段（波段10、11）,构建基于像元的波谱面积比值.利用归一化植被指数（NDVI）和波谱面积比值构建影像的散点图,采用高、中、低3种云识别置信区间,完成对云的识别.以3景不同地区的Landsat 8影像为例进行实验,每景选取具有代表性的3个区域,每个区域10 000个像元进行精度分析.结果表明：波谱面积比值增强了云和下垫面的差异,更利于区分;基于波谱面积比值和NDVI的散点图,能够清晰地展现不同地类条件下云的分布特征;利用可调阈值的提取方法能够满足不同研究目的对云识别的需求;与已提出的3种云识别方法相比,总体精度提高10%左右.     

Spatio-temporal variation and propagation direction of coal fire in Jharia Coalfield,India by satellite-based multi-temporal night-time land surface temperature imaging

In this paper, the spatio-temporal variation and propagation direction of coal fire were studied in the Jharia Coalfield(JCF), India during 2006–2015 through satellite-based night-time land surface temperature(LST) imaging. The LST was retrieved from Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer(ASTER) night-time thermal-infrared data by a robust split-window algorithm based on scene-specific regression coefficients, band-specific hybrid emissivity, and night-time atmospheric transmittance. The LST-profile-based coal fire detection algorithm was formulated through statistical analysis of the LST values along multiple transects across diverse coal fire locations in the JCF in order to compute date-specific threshold temperatures for separating thermally-anomalous and background pixels. This algorithm efficiently separates surface fire, subsurface fire, and thermally-anomalous transitional pixels.During the observation period, it was noticed that the coal fire area increased significantly, which resulted from new coal fire at many places owing to extensive opencast-mining operations. It was observed that the fire propagation occurred primarily along the dip direction of the coal seams. At places,lateral-propagation of limited spatial extent was also observed along the strike direction possibly due to spatial continuity of the coal seams along strike. Moreover, the opencast-mining activities carried out during 2009–2015 and the structurally weak planes facilitated the fire propagation.     

基于SAM和多源信息的土地利用/覆盖自动分类

将多源信息与光谱角制图（SAM）自动分类相结合,探求多源信息在TM图像自动分类中的作用.以具有代表性的浙江富阳市和义乌市为研究区,进行试验验证.结果表明,与其他多源信息如海拔高程、坡向、归一化植被指数（NDVI）、归一化水体指数（NDWI）、归一化建筑指数（NDBI）和归一化裸土指数（NDBaI）相比,坡度信息的辅助作用最为突出.复合坡度信息后的TM图像SAM分类总精度比单独TM图像SAM分类提高10%左右.融合坡度辅助信息运用SAM方法,适用于地形地貌复杂、土地利用细碎地区的TM图像土地利用/覆盖自动分类.     

恭城县岩溶石漠化环境变化定量遥感研究

恭城县喀斯特地貌占全县土地面积60％以上,岩溶石漠化分布广泛,制约了该县经济发展。采用1991、2000和2006年时间序列的卫星遥感影像数据,对该县岩溶石漠化环境变化开展了植被指数NDVI、监督分类和重心轨迹等遥感定量分析。采用4种图像监督分类方法,提取了6种主要的生境信息。1991、2000和2006年NDVI分别为0．176417、0．06884和0．336478,岩溶石漠化面积分别为160．8、234．1和118．0km^2,均说明了恭城县的岩溶生态环境恢复正在朝好的方向发展。研究表明：运用最小距离分类在本试验区对识别6类生境分区比较可行;岩溶石漠化灾害在总体上具有向南东方向偏移的趋势,年均偏移速度约为49m。     

基于遥感数据的宁夏地区土壤水分反演方法比较

利用MODIS产品数据MOD11A2和MOD13A2获取地表温度(TS)、昼夜温差(DST)、归一化植被指数(NDVI)、增强植被指数(EVI),构建宁夏区域2005年4、7、10月逢8、18、28日TS-NDVI、TS-EVI、DST-NDVI、DST-EVI特征空间,根据TS-NDVI、TS-EVI、DST-NDVI、DST-EVI特征空间建立了温度植被干旱指数(TV-DI)、温度增强植被指数型干旱指数(TE-DI)、温差植被干旱指数(DTVDI)、温差增强植被指数型干旱指数(DTEDI),并以这些干旱指数作为土壤水分监测指标,反演了宁夏区域2005年4、7、10月的土壤水分.利用实测10cm土壤水分进行相关分析,结果表明DTEDI在宁夏土壤水分反演中表现较好,DTVDI表现略好.     

归一化植被指数测量仪的研制与应用

合理施用氮肥是降低生产成本、提高作物增产的关键技术之一.文中提出了一种由4个专门设计的光电探测器直接得到归一化植被指数的测量方法,该参数能够反映作物的生长状态,知道不同季节的农作物对氮的需求量,对实施变量精准施肥具有重要的指导作用.理论上证明了,经过实验室标定的测量装置无须再作现场校正就可得到归一化植被指数.经国家农业信息化工程技术研究中心,颜色科学与工程国家专业实验室检测表明:该测量技术能准确反映植物的颜色特征,该测量装置可用以取代昂贵笨重的地物光谱仪直接获取被测目标的归一化植被指数值,与地物光谱仪测试结果偏离在5%以内.