应用卫星遥感LST调查农业气候热量分布的方法研究

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本研究针对农业气候区划中利用气象台站观测资料结合GIS技术进行区划中存在的不足,采用卫星遥感技术,研究了应用NOAA卫星遥感白天陆面温度(LST-Land surface temperature)调查广西农业气候热量分布的方法。计算了广西全年和不同季节白天晴空条件下的平均LST,进而处理生成了广西白天多年(1997-2000)的年和季的LST空间分布图像。主要结论如下: (1)找出了适用于计算广西白天LST的算法。根据利用卫星遥感资料反演LST的理论方法,结合广西现有的卫星资料及亚热带气候、地貌、植被等特点,对国内外的Kerr et al.算法、Becker & Li算法、Qin et al.算法和Franca & Cracknell算法等10多种反演LST的分裂窗算法及其相关的参数估算方法进行了适用性分析,得出采用辐射率模型中的Becker and Li算法计算广西白天的LST比较适用。 (2)获得了广西逐日不同时次的LST实况分布图。应用国家卫星中心提供的“极轨卫星资料接收与处理系统”,从NOAA/AVHRR 1B文件中提取广西区域范围内各通道的光谱资料,进行投影变换后生成等经纬度图像文件。进而,将各相关通道的光谱数据代入Becker and Li算法公式中,计算出广西白天各像素的LST值。再根据灰度变换公式将获得的LST数值进行转换,从而获得广西逐日不同时次的LST实况图。 (3)制作了广西白天全晴的LST平均图。针对云系的空间分布不均匀性,采用适当模板对LST实况图进行频谱分析,找出LST的统计样区,继而对这些区域的LST数值进行平均,得到多年LST平均图的参照标准。据此对所有历史LST实况图像中与参照模板对应的区域进行普查,找出对应区域与参照模板最接近的一幅实况图,从而得到LST平均图的原图。再对该原图进行云剔除,并选择与原图时相最接近的实况样本,用统计回归方法进行相幅间的数值补偿,由此剔除原图中的云区,最终制作生成广西全境白天千米空间尺度的LST平均图。 (4)分析了广西农业气候热量分布特征。采用与相同时段的气温分布图及历史平均区划图对比分析的方法,对制作的LST平均图进行了有效性检验,在此基础应用卫星遥感LS1’调查农业气候热量分布的方法研究上,由LST平均图分析了广西热量分布特征,并与第二次农业气候区划气温图进行比较分析,表明根据卫星遥感获得的LsT平均图可以更直观、细致、清晰地反映下垫面热量分布特征,并将在农业气候热量区划中起到重要作用.
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