春季洪泽湖温度反演与时间序列分析(2)

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2 研究区概况

洪泽湖位于江苏淮安市与江苏宿迁市，是我国著名的淡水湖，整体湖水深度水深大约在3.5米，最大深度可达5米[11]，其地理范围是纬度33°06N～33°40N，经度118°10E～118°52E。洪泽湖不仅在水利交通中扮演重要角色，而且也是重要的水产养殖区域和自然生态保护区。洪泽湖沿岸居民多以水产养殖或者种植水生作物为生。但近年来洪泽湖也面临着湖面萎缩，水质下降，灾害频发和生物多样性下降等问题[12]。其中水华灾害频发，造成了养殖业，渔业等行业严重损失。

3 原始数据源及研究方法源'自:751-/论|文'网"]www.751com.cn

3.1 原始数据源

使用的卫星是Landsat7，传感器为ETM+，因为全部成像时间是2003年之后，所以全部是通过SLC-off模型进行校正的影像，校正的模型是多影像局部自适应回归分析模型，地区编号是条带号为120，行列号为37，采用的波段是3，4，5波段，热红外波段高增益波段和热红外波段低增益波段。先通过元数据获取其成像时间，中心经纬度及其相关参数，再通过NASA来获取卫星成像时记录的大气状况等相关参数，然后从中得到每幅图像的大气透射率、大气上行和大气下行热辐射强度。

3.2 研究思路和流程

因为水体，自然地物和城市地物的地物辐射率不同，所以首先对图像进行地物划分。本文使用的方法是通过对原始数据图像进行NDVI和阈值法划分出自然地物，城市地物与水体。因为ETM影像有2个第6波段，其中61是高增益波段，62波段是低增益波段，所以划分地物后根据其地物类型选择其辐射数据，然后在利用大气辐射方程法进行温度反演。

根据普朗克公式可以得知物体热辐射与温度的关系。要研究湖水的温度首先应先获取湖水的热辐射强度。将湖水在Landsat ETM+遥感影像中的热红外高增益波段数值通过热辐射强度转换公式变为湖水的热辐射强度。但是我们所获取的只是传感器所接收的热辐射强度，并不是地表物体原本的热辐射强度，因为大气会对其产生影响。消除大气影响的方法有单窗算法，辐射传输方程法和单通道算法[7,8] 。本文所使用的是辐射传输方程法。辐射传输方程法是利用大气透射率，大气上行和下行辐射强度来消除大气热辐射强度以获取地表热辐射强度，最后将地表热辐射强度转换成地表温度。