论文题目: 大气程辐射遥感影像与大气环境质量研究——以上海市为例
论文类型: 博士论文
论文专业: 地图学与地理信息系统
作者: 徐丽华
导师: 李先华
关键词: 大气程辐射,地面反射率,遥感数字图像解析,空间分析,评价
文献来源: 华东师范大学
发表年度: 2005
论文摘要: 作为对地探测的遥感技术所获取的遥感数据包含地面和大气信息,并且主要是地面信息。如何将遥感数字图像中弱的大气信息与强的地面目标信息分离,这一问题制约着大气遥感和大气环境质量研究与监测定量化水平的进一步发展。为解决这一问题,国内外遥感专家付出了不懈的努力,取得了一些进展。但是迄今为止,所有这些方法基本上无一例外的都是条件苛刻的近似解,尚未从根本解决。李先华教授在长期从事相关研究的基础上,提出利用地面反射率进行大气程辐射逐点反演计算,生成大气程辐射遥感数字图像的解决方案,并完成其原理方法研究。本文正是根据这一原理方法,在生成地面反射率图的基础上,实现了大气程辐射遥感影像的计算机生成,并分别以ETM+和MODIS数据为例,分析了上海市大气环境质量的时空格局特征及其影响因素,最后以大气污染地面观测数据(PM10浓度)为基准,对大气环境质量进行了评价。 根据大气程辐射反演的原理,获取准确的地面反射率是问题的关键,这也是本论文的核心。地面反射率与行星反射率之间存在复杂的非线性关系,利用模糊神经网络来模拟这种非线性关系。选择实测典型地物中反射率随时间变化较小的地物类型,以其反射率值作为网络的学习样本,对网络进行训练,然后将行星反射率、6S大气校正后的反射率以及按光谱特征分类数据输入到训练后的网络进行模拟,仿真输出地面反射率。以上是ETM+地面反射率生成方法.对于MODIS的地面反射率计算则主要是依赖于6S的反射率校正结果,是对连续的校正结果进行曲线拟合,获得每个像元对应的大气状况最好条件下的反射率校正值,生成MODIS地面反射率图。 大气程辐射遥感影像表征了大气质量状况,根据上述原理和方法,生成了上海市ETM+和MODIS的大气程辐射遥感影像。由于二者分别具有较高的空间和时间分辨率,因此分别用来反映上海市大气污染状况的空间格局和时间变化特征。结果显示,城市和农村的大气环境质量对比还是比较鲜明。但是在城市内部大气环境质量的空间变化程度要远远高于农村内部的变化,这与城市内部复杂的下垫面性质和人类活动息息相关。就时间变化来看,最主要的特征是,变化比较剧烈,受风向、风速和外来污染源影响较大。进一步对这种时空格局的影响因素分析揭示,城市下垫面性质是最主要的影响因子之一,城市内部的绿地公园、大型水面对大气污染具有显著改善作用;而工业生产的影响则具有显著的差异,老工业区,以重工业、化学工业等为主的工业区对大气污染具有很大贡献,而以电子等新兴高科技工业为主的工业区则对大气污染几乎没有影响;人口密度与大气污染程度关系比较复杂。对不同时间上海市大气环境质量进行评价,结果揭示上海市总体上大气环境质量较好,但由于自然因素和人为因素的影响,时间差异较大。 由此可见,利用完全不含地面信息、表征大气环境质量的大气程辐射遥感影像进行大气环境质量分析,更能科学、定量地探测出传统研究方法所不能揭示的空间和时间上的细节特征,研究结果准确,并有很高的推广和应用价值。
论文目录:
中文摘要
ABSTRACT
第一章 引言
1.1 研究背景
1.2 相关研究进展
1.3 目前研究存在的问题
1.4 研究目标和内容
1.5 原理、方法与技术路线
1.6 论文整体框架
第二章 上海市典型地物反射波谱特征分析
2.1 地物反射波谱研究意义及其划分依据
2.2 人工建筑反射波谱特征分析
2.3 植被反射波谱特征分析
2.4 水体反射波谱特征分析
2.5 结论
第三章 基于模糊神经网络和6S模型的ETM+地面反射率图生成
3.1 地面反射率图生成方法
3.2 遥感影像的模糊神经网络分类
3.3 6S模型对ETM+行星反射率的大气校正
3.4 地面反射率反演结果
3.5 地面反射率的检验
3.6 地面反射率的空间分布特征
3.7 本章小结
第四章 上海市ETM+大气程辐射遥感影像计算机生成
4.1 大气程辐射遥感影像生成原理
4.2 计算机生成大气程辐射遥感影像关键技术
4.3 ETM+大气程辐射遥感影像计算结果
4.4 反演结果对原始遥感影像的影响
4.5 大气程辐射遥感影像精度检验
4.6 大气程辐射遥感值与大气污染观测值的相关分析
4.7 大气程辐射遥感值与地面反射率关系
4.8 本章小结
第五章 MODIS大气程辐射遥感影像计算机生成
5.1 MODIS数据特点
5.2 利用MODIS数据进行大气污染遥感监测的优势
5.3 MODIS 1B数据的预处理
5.4 基于6S模型的MODIS地面反射率的反演
5.5 MODIS大气程辐射遥感影像计算机生成
5.6 MODIS大气程辐射遥感值反演结果分析
5.7 MODIS的大气程辐射遥感影像与地面观测数据的相关分析
5.8 MODIS、ETM+大气程辐射遥感影像对比研究
5.9 本章小结
第六章 基于GIS的上海市大气环境质量时空格局研究
6.1 上海市大气环境质量的空间演变特征研究
6.2 大气程辐射遥感影像空间统计分析
6.3 大气环境质量的时间格局研究
6.5 本章小结
第七章 大气环境质量时空演变特征的影响因素分析
7.1 分析模式的设定
7.2 因子的选择与数据预处理
7.3 结果与讨论
7.4 本章小结
第八章 大气环境质量综合评价研究
8.1 指标选择与处理
8.2 大气环境质量评价的标准
8.2 大气环境质量综合评价的方法
8.3 大气环境质量评价结果
8.4 综合评价的结果分析
8.5 本章小结
第九章 结论与展望
9.1 结论
9.2 展望
参考文献
致谢
发布时间: 2005-07-18
参考文献
- [1].复杂地面背景的大气程辐射遥感反演及其应用研究[D]. 时向勇.上海大学2012
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标签：大气程辐射论文; 地面反射率论文; 遥感数字图像解析论文; 空间分析论文; 评价论文;