基于TM遥感影像的北京城区地表温度反演研究..docxVIP

基于TM遥感影像的北京地区地表温度反演杜香霖 2012045001邓文星 2012045002蒋 伟 2012045004目录1 项目概述21.1研究背景21.2研究意义21.3研究内容21.4研究方法22.2研究区概况及数据资料获取42.3遥感数据预处理62..3.1辐射定标62.4计算归一化植被指数NDVI值112.5 地表比辐射率计算132.6 反演地表温度173. 分析总结19结果分析:191 项目概述1.1研究背景地球表面温度是一个重要的水文、气象参数， 它影响着大气、海、陆之间的感热和潜热交换， 是诸多研究领域不可或缺的基础资料， 精确定量反演陆面温度的成果将推动旱灾预报和作物缺水研究、农作物产量估算、数值天气预报、全球气候变化和全球碳平衡等领域研究的进展。地表温度在大气与地表的物质与能量交换， 植被生态，气候变化等方面有着重要的应用。而遥感信息技术发展以来，以其独特的优势在各个领域得到重大应用。利用热红外遥感可以在短时间内获得大范围、多时相、多分辨率的地表温度及其温度场空间分布信息，与传统的观测方式相比，具有快速、便捷、观测范围大和信息连续等优点。因此，利用热红外遥感数据反演地表温度的应用日趋广泛， 利用卫星遥感资料进行地表温度的反演也成为目前遥感定量研究中的重要任务之一。1.2研究意义近年来“城市气候和环境”问题引起了研究者的广泛兴趣，其中城市热环境、城市热岛效应及其与环境的相互关系等领域是当前城市气候与环境研究的中心问题[1]。地表温度是很多环境模型的一个重要参数，在大气与地表的物质与能量交换，天气预报，气候变化等方面有着重要的应用。利用热红外遥感[2]可以在短时间内获得大范围的地表温度及其温度场空间分布信息，与传统的观测方式相比，具有速度快、便捷、观测范围大和信息连续等优点。本文利用Landsat TM 第6 波段数据反演北京地区地表温度，分析了北京地区地面温度分布模式及城市热岛效应，并探讨了城市热岛效应与城市土地覆盖类型及植被指数之间的关系。1.3研究内容利用ENVI软件，2003年及2009年两年的Landsat TM 数据的热红外数据(第六波段，波长0.4 - 12.5μm) 对北京地区的地表温度夏季分布规律进行了研究，并结合利用遥感数据获得的土地利用/覆盖资料和社会经济统计资料分析了各区温度差异的原因与变化规律，为北京市的城市建设和土地合理利用规划提供一定的借鉴。1.4研究方法实际操作中，以LandsatTM数据作为主要数据源，首先网上下载符合操作要求的北京地区两年TM遥感影像，在ENVI 5.0下对遥感影像进行图像增强，辐射定标，大气矫正，几何校正，接着在ENVI软件中测定影像的比辐射率，然后经过一系列的处理，得到地表温度，并进行结论分析，得到结果。操作部凑如下:第一步对遥感影像进行图像增强，辐射定标、大气矫正，几何校正。第二步，图像计算NDVI值，运用ENVI软件对遥感影像测定比辐射率。第三步，计算相同温度下黑体的辐射亮度值。第四步，反演地表温度。第五步，将两幅图像进行对比，得出结论。2.影像处理过程2.1遥感影像处理软件简介ENVI (The Environment for Visualizing Images)是美国ITT Visual Information Solutions公司的旗舰产品。ENVI由遥感领域的科学家采用IDL开发的一套功能强大的遥感图像处理软件；它是快速、便捷、准确地从地理空间影像中提取信息的首屈一指的软件解决方案，它提供先进的，人性化的使用工具来方便用户读取、准备、 探测、分析和共享影像中的信息。今天，众多的影像分析师和科学家选择ENVI来从地理空间影像中提取信息。已经广泛应用于科研、环境保护、气象、石油矿产勘探、农业、林业、医学、国防安全、地球科学、公用设施管理、遥感工程、水利、海洋，测绘勘察和城市与区域规划等行业。ENVI包含齐全的/z/Search.e?sp=S遥感影像ch=w.search.yjjlinkcid=w.search.yjjlink遥感影像处理功能：常规处理、/z/Search.e?sp=S几何校正ch=w.search.yjjlinkcid=w.search.yjjlink几何校正、定标、多/z/Search.e?sp=S光谱分析ch=w.search.yjjlinkcid=w.search.yjjlink光谱分析、高光谱分析、雷达分析、/z/Search.e?sp=S地形地貌ch=w.search.yjjlinkcid=w.search.yjjlink地形地貌分析、/z/Search.e?sp=S矢量ch=w.search.yjjlinkcid=w.search.yjjlink矢量应用、神经网络分析、区域分析、GPS联接、正射影象图生成、/z