基于RS大兴安岭火烧迹地地表温度与遥感指数相关分析

论文摘要

本研究以内蒙古大兴安岭2003年金河一根河森林火灾火烧迹地为研究区,使用多源遥感数据,结合实测地表温度和地形数据,分析了研究区过火区域的提取方法,最优地表温度反演算法,地表温度的时空变化趋势,建立一种探索性模型探索影响地表温度的最优解释因子,并对比了两种地表温度的影响模型,主要得出结论如下:（1）随机森林分类法火烧迹地判别在精度和可操作性上优势巨大。使用主流的6种算法应用于LANDSAT 8数据10、11波段反演的地表温度,通过对比得出不同算法下两波段反演精度由高到低排序为:ISC10>ISC11>MW10>SWA>IMW10>IMW11>RTE10>JSW>RTE11。（2）森林火灾发生前地表温度相对较低,火灾发生的2003年地表温度达到最高值320.26K,其后3年逐年降低,在2006年达到阶段最低值312.56K,而在2007年到2010年间变化为震荡上升,在2010年达到火灾发生后的最高值318.94K。结合长时间序列NDVI分布可以发现植被分布与地表温度在年际变化上具有显著相关关系。（3）地表温度随海拔变化速率较空气随海拔变化速率慢,不同季节地表随海拔变化而变化的速率也有所不同,冬夏两季地表温度变化具有特殊的形态。不同坡向下,地表温度从东坡到东北坡沿顺时针方向表现为先增高,后降低,又升高的趋势。（4）DNBR、NDISI、VNDWI、NDVI、SGI、MNDWI6 种指数对于地表温度的解释效应较好。DNBR、NDVI、NDISI与地表温度呈现正相关关系,VNDWI和MNDWI与地表温度呈现负相关关系。解释地表温度模型中,局部回归GWR模型比全局回归OLS模型具有更加理想的回归分析结果。综合五种遥感指数建立的GWR模型可以发现,MNDWI具有更好的解释性。（5）通过对比研究区无人机遥感指数影像值与实测值,发现NGRDI反演植被盖度与实际值拟合较好,使用NGRDI植被盖度与NDVI植被盖度建立的降尺度模型为y=1.27x3-1.63x2+0.95x+0.6,R2达到0.923。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 研究背景及意义
•   1.1 研究背景
•   1.2 研究意义
•   1.3 国内外研究进展
•     1.3.1 遥感地表温度反演方式研究
•     1.3.2 地表温度及火烧迹地地表温度变化研究
•     1.3.3 地表温度与火烧迹地植被恢复关系
•     1.3.4 无人机在植被监测中的应用
• 2 研究区概况
•   2.1 地理位置
•   2.2 水文条件
•   2.3 地形地貌
•   2.4 土壤条件
•   2.5 气候条件
•   2.6 植被
•   2.7 森林火灾情况
• 3 研究内容、方法及实验方案
•   3.1 研究内容
•   3.2 研究方法
•     3.2.1 火烧迹地过火区域提取方法
•     3.2.2 相关指数因子提取方法
•     3.2.3 经验模型分析法
•     3.2.4 地理回归分析法
•   3.3 实验方案
•     3.3.1 地表温度数据实测
•     3.3.2 无人机数据实测
•   3.4 技术路线
• 4 数据来源与数据处理
•   4.1 实测数据来源与预处理
•     4.1.1 地表温度数据处理
•     4.1.2 无人机数据预处理
•   4.2 遥感数据来源与预处理
•     4.2.1 MODIS数据来源与预处理
•     4.2.2 LANDSAT数据来源与预处理
•     4.2.3 DEM数据获取与处理
• 5 火烧迹地区域提取与分析
•   5.1 基于随机森林模型的火烧迹地区域提取
•   5.2 火烧迹地火烧强度分析
• 6 地表温度不同反演方式精度对比
•   6.1 地表温度反演算法选择
•   6.2 不同算法精度验证
• 7 火烧迹地地表温度时空变化趋势
•   7.1 火烧迹地地表温度年际变化趋势
•   7.2 火烧迹地地表温度变化与植被指数相关性
•   7.3 不同火烧强度下地表温度及其变化趋势
•   7.4 地形与地表温度
• 8 遥感指数与地表温度的作用及其影响机理探索
•   8.1 遥感指数选取
•     8.1.1 火烧指数
•     8.1.2 植被指数
•     8.1.3 水体指数
•     8.1.4 土壤指数
•   8.2 遥感建模因子的选取
•   8.3 火烧迹地地表温度主要影响因素判定
•   8.4 GWR与OLS模型的构建
•   8.5 GWR与OLS对比
• 9 无人机在火后植被恢复中的应用
•   9.1 可见光建模因子选取
•   9.2 植被盖度回归模型建立
•   9.3 模型精度验证
• 10 结论与讨论
•   10.1 结论
•   10.2 讨论
• 致谢
• 参考文献
• 作者简介

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 张岐岳

导师: 孙紫英

关键词: 地表温度,遥感指数,时空变化,地理回归分析,无人机

来源: 内蒙古农业大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 气象学

单位: 内蒙古农业大学

分类号: P407

总页数: 81

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