卫星遥感全天候地表温度：反演、重建与应用

目录
前言
第1章　绪论　1
1.1　背景　1
1.2　全天候地表温度获取基础　4
1.2.1　基于热红外遥感的地表温度反演　4
1.2.2　基于被动微波遥感的地表温度反演　5
1.3　基于有效观测重构全天候地表温度　5
1.3.1　基于时空插值　5
1.3.2　基于能量平衡方程插值　7
1.3.3　有效观测重构的局限性　10
1.4　多源数据集成获取全天候地表温度　10
1.4.1　热红外与被动微波遥感集成　10
1.4.2　热红外遥感与再分析数据集成　13
1.4.3　多源数据集成的局限性　13
1.5　全天候地表温度产品及其应用　14
1.5.1　全天候地表温度产品回顾　14
1.5.2　全天候地表温度的应用　16
1.6　本章小结　17
第2章　基于被动微波遥感的全天候地表温度反演　19
2.1　研究区与数据　19
2.1.1　研究区　19
2.1.2　研究数据　20
2.2　研究方法　23
2.2.1　被动微波辐射传输方程　23
2.2.2　神经网络　24
2.2.3　数据集构建　26
2.2.4　方法实现　27
2.3　结果分析　29
2.3.1　不同神经网络的对比结果　29
2.3.2　确定*优输入参数组合　34
2.3.3　基于实测数据的直接验证　37
2.3.4　反演结果的交叉比较　42
2.4　本章小结　46
第3章　被动微波遥感影像的轨道间隙填补　47
3.1　研究区与数据　48
3.1.1　研究区　48
3.1.2　研究数据　49
3.2　被动微波亮温时间序列特征　49
3.2.1　青藏高原实验区　49
3.2.2　华南实验区　52
3.3　研究方法　55
3.4　结果分析　58
3.4.1　青藏高原实验区间隙填补结果　58
3.4.2　华南实验区间隙填补结果　61
3.4.3　基于模拟缺失值的结果评价　64
3.4.4　极化比与频率比对间隙填补的影响分析　66
3.4.5　空间无缝被动微波地表温度生成　68
3.5　本章小结　71
第4章　被动微波与热红外遥感集成反演近实时全天候地表温度　72
4.1　研究数据　73
4.1.1　遥感数据　73
4.1.2　地面站点实测数据　74
4.2　研究方法　76
4.2.1　近实时空间无缝被动微波亮温重构　76
4.2.2　近实时全天候地表温度反演　77
4.2.3　NRT-AW方法实现　78
4.2.4　NRT-AW方法评价方案　80
4.3　结果分析　80
4.3.1　AMSR2亮温轨道间隙填补　80
4.3.2　基于MODIS地表温度的交叉比较　82
4.3.3　基于实测数据的直接检验　86
4.3.4　讨论　90
4.4　本章小结　92
第5章　再分析数据与热红外遥感集成重建全天候地表温度　93
5.1　研究区与数据　94
5.1.1　研究区　94
5.1.2　遥感数据　94
5.1.3　再分析数据　95
5.1.4　地面站点实测数据　95
5.2　研究方法　96
5.2.1　新型地表温度时间分解模型　96
5.2.2　低频时间分量的参数化　97
5.2.3　晴空高频时间分量的参数化　97
5.2.4　非晴空高频时间分量的参数化　98
5.2.5　RTM方法实现　102
5.2.6　RTM方法评价方案　103
5.3　结果分析　103
5.3.1　RTM方法应用前后的地表温度　103
5.3.2　基于MODIS和AATSR地表温度的交叉比较　106
5.3.3　基于实测数据的直接检验　107
5.3.4　RTM地表温度与TCD地表温度的比较　110
5.3.5　RTM方法的潜在应用　112
5.4　本章小结　113
第6章　中国陆域全天候地表温度数据集生成与检验　114
6.1　研究区与数据　114
6.1.1　研究区　114
6.1.2　研究数据　114
6.2　研究方法　116
6.3　结果与分析　118
6.3.1　TRIMS LST示例　118
6.3.2　基于MODIS地表温度的交叉比较　122
6.3.3　基于实测数据的直接检验　124
6.3.4　TRIMS LST与其他全天候遥感地表温度数据集的对比　128
6.4　本章小结　131
第7章　青藏高原冰川地区全天候地表温度的降尺度　132
7.1　研究区与数据　133
7.1.1　研究区　133
7.1.2　全天候地表温度　134
7.1.3　其他地表参数产品　134
7.1.4　地面站点实测数据　135
7.2　研究方法　135
7.2.1　降尺度理论基础　135
7.2.2　降尺度算法选择　136
7.2.3　移动窗口降尺度　137
7.2.4　评价指标　138
7.3　结果分析　139
7.3.1　影响因子分析　139
7.3.2　降尺度窗口尺寸　140
7.3.3　降尺度结果分析　140
7.3.4　图像质量评价　146
7.4　本章小结　148
第8章　基于全天候地表温度的青藏高原近地表气温估算　149
8.1　研究数据　150
8.1.1　遥感数据　150
8.1.2　地面站点实测数据　151
8.1.3　其他数据　152
8.2　研究方法　152
8.2.1　近地表气温估算方法　152
8.2.2　近地表气温估算模型训练　155
8.2.3　模型评价方案　156
8.3　结果分析　156
8.3.1　模型检验　156
8.3.2　模型评价　157
8.3.3　全天候近地表气温检验　162
8.4　本章小结　167
第9章　基于全天候地表温度的城市热岛效应研究　168
9.1　研究区与数据　169
9.1.1　研究区　169
9.1.2　研究数据　169
9.2　研究方法　171
9.3　结果分析　171
9.3.1　AW-LST和MYD-LST之间的一致性比较　171
9.3.2　不同天空条件下的SUHI强度　176
9.3.3　SUHI晴空偏差的时间变化　184
9.3.4　每日地表温度图像选取对SUHI强度量化的影响　185
9.4　本章小结　186
第10章　基于全天候地表温度的大城市温度日较差变化研究　187
10.1　研究区与数据　187
10.1.1　研究区　187
10.1.2　研究数据　188
10.2　研究方法　189
10.2.1　统计分析指标　189
10.2.2　DTR分布指数与重分类　189
10.3　结果分析　191
10.3.1　DTR年内变化　196
10.3.2　DTR的年际变化　200
10.3.3　DTR与地表覆盖类型的关系　201
10.4　本章小结　211
参考文献　213