基于FY-3D数据的美国中东地表温度热红外遥感反演方法研究

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农业作为第一产业,是一个国家国民经济的基础、是人民生活和生存的根本保障。位于美国中部平原的美国中东地区,是美国主要的农业区之一。该地区土地肥力强,有机质丰富,适合农作物耕作。应用卫星遥感技术进行地表温度反演对该地区的农业生产、旱情监测和其他方面都有一定的指导作用。目前,应用于反演地表温度的卫星遥感数据主要有多波段MODIS数据与Landsat8卫星数据,而FY-3D MERSI-II的遥感数据则很少见。本文基于FY-3D MERSI-II传感器的两个热红外波段24和25,采用普适性单通道法对美国中东地区进行地表温度反演,探讨该方法的适用性和对有云的遥感图像进行去云处理,以获得全天候下的地表温度;通过划分地物类型,对得到的地表温度结果进行曲线拟合、精度校验和时空分析,最终确定热红外波段25更适合用于地表温度反演。本文的主要研究结论如下:1)利用NDVI估算云覆盖区下美国中东地区的地表温度,在短期、植被种类比较固定的条件下,植被指数NDVIA1与NDVIB1呈线性正相关关系,LST和NDVIA1呈线性负相关关系;2)利用NDVI估算云覆盖区下美国中东地区的地表温度,经精度验证,结果显示FY-3D MERSI-II的第25热红外通道反演的地表温度偏离真实值的程度更小,估算结果更精确,更接近真实值,MAE和RMSE两值均小于1,可以达到农业干旱监测、生态评价、作物估产等方面的精度要求;3)将地物类型依次划分为城镇、植被、水体,使用SPSS软件对反演获得的地表温度结果进行数据分析得到曲线拟合回归方程,使用R~2、RMSE和验证数据对得到的方程进行精度检验、数据验证,最终确定热红外波段25更适合地表温度反演。4)随着时间的变化,美国中东地区温度从一月份逐渐升温,直到6月份或7月份达到温度最高点,之后开始降温,在一月份或者12月份达到温度最低点,地表温度随时间呈现先上升后下降的趋势;将美国中东地区的地表温度进行温度等级划分,地表温度从西南地区往东北密歇根湖地区依次下降的趋势,呈现南高北低,西南高、东北低的现状。
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