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摘 要

地表温度分析地球环境的重要指标，遥感技术是重要的对地观测手段。本文是以Landsat7图像为主要数据，南京结合标准图，使用ENVI软件的使用来计算NDVI植被覆盖，与NDVI和植被覆盖度计算的表面发射相结合，辐射定标数据，再利用地表比辐射率和辐射定标值计算辐射亮度值，再反演得到南京市地表温度，得出南京市温度分布规律。南京七月温度高，符合三大火炉的事实。结果显示，南京市城区温度最高，城市中心建筑密度大，人流密集度高，工业集聚，植被覆盖率低，热量释放的多，但是又难以被释放或者吸收。城市周边温度明显低于中心，水体温度最低。说明以Landsat数据对地表温度进行反演是可行的。并且能够得出南京市的温度分布规律。

关键词：Landsat7，地表温度，温度反演

Abstract：An important indicator of surface temperature of the Earth"s environment analysis, remote sensing technology is an important means of Earth observation. This article is Landsat7 image as the main data, combined with standard Nanjing map, using ENVI software to use to calculate the NDVI vegetation radiosity and then calculate the surface emissivity data radiometric calibration, re-use surface emissivity and radiometric standard value calculating radiation luminance value, then inversion surface temperature of Nanjing, Nanjing obtained temperature distribution. Nanjing high temperatures in July, in line with the fact that three of the stove. The results showed that the highest temperature in Nanjing city, the city center building density, crowded high industrial concentration, low vegetation coverage, the more heat is released, but it is difficult to be released or absorbed. Significantly lower than the temperature around the city center, water temperature minimum. Instructions for Landsat data on surface temperature inversion is feasible. And the temperature distribution can be drawn Nanjing.

Keywords：Landsat7, surface temperature, temperature inversion

目 录

1 前 言 4

2 研究区域选取及数据来源 4

2.1 研究区域 4

2.2 数据来源 5

3 研究方法 5

4 操作流程 5

4.1 图像预处理 6

4.2地表比辐射率计算 7

4.3 辐射定标 9

4.4 计算相同温度下黑体的辐射亮度值 10

4.5 反演地表温度 10

4.6 结果浏览与输出 11

5 结果分析 12

结 论 13

参 考 文 献 14

致 谢 15

1 前 言

近年来，研究者对城市与环境问题的重视有了显著提高，其中城市热环境的相互关系等领域是研究的重点内容^[1]。地表温度是研究地表与大气之间物质与能量交换的重要参数，也是控制陆面水分的重要参数，地表温度与土壤水分和植被水分有关^[2]。Landsat数据的空间分辨率高，因此是一种应用广泛的热红外遥感数据。常被应用于研究区域的地表热辐射和地面温度。ENVI是一个功能强大的遥感图像处理软件。 ENVI其强大的图像处理功能用于操作遥感影像，从而提取出有价值的图上信息，大大提高了遥感图像的使用价值^[3]。

Landsat数据早就应用于海洋表面温度，城市热岛效应等问题的研究^[4-6]。实例中选取的是Landsat TM数据第七波段的热红外数据，用辐射传输方程法反演得到南京市地表温度，对南京市城市的热岛效应的分布和影响进行分析，为南京市环境监测提供了理论依据。

2 研究区域选取及数据来源

操作以南京市为例，根据南京市Landsat ETM七月份数据和南京市标准图以及地表温度反演的研究方法，完成南京市真实的地表温度的反演。

2.1 研究区域

案例研究区域选择在江苏省南京市，南京的资本，因为是一个重要城市。南京市属于长江下游地区，属于中国东部城市，濒江临海。

南京长江中部地区，31°14′N32°37′N的地理坐标，118°22′E〜119°14′E，江苏省的西南部。

南京属于亚热带季风气候，降水量大，四季鲜明，全年平均温度为15.4°C，年最高温度39.7°C，年平均降水量大于1000毫米。春季天气温暖适宜；进入梅雨季节后又是细雨不断；夏季温度偏高，秋季秋高气爽；冬季温度又明显寒冷。

南京四季特点分明。南京气温相比其他城市高，有三大火炉城市之一的说法，南京为了降低温度采取了很多措施，如积极种植绿化，南京夏天的炎热程度有所减轻。

南京位于亚热带，这里植物种类繁多，是一座植物资源丰富的城市。同时南京气候温和适宜，周围还有山丘、河湖，有众多野生动物种类。

2.2 数据来源

在地理空间云下载南京市7月份的遥感影像，在江苏省测绘局下载南京市标准图。热红外数据使用的是Landsat第七波段。Landsat-7的数据质量比其他波段的数据质量好，同时保持了数据的延续性^[7]。对于陆地卫星-5，全色分辨率的增加也增加了60米^[8]。

3 研究方法

地表温度是分析地球环境的重要指标，对地观测手段中很重要的一种就是遥感技术，所以普遍使用遥感图像应用于温度反演的研究。研究地表温度反演的方法有大气校正法，单通道法和单窗算法等^[9]。实例用大气校正法中的辐射传输方程法反演地表温度。

4 操作流程

先对数据进行预处理：包括读取数据、波段合成、大气校正、南京地区修剪。那么首先进行计算NDVI，进而得出植被覆盖度计算，然后计算出的计算值获得的表面辐射率的基础上的前两个步骤，辐射定标，计算黑体辐射亮度值，地表温度反演。热红外成像温度反转操作的辐射传输方程法，得到南京市的地表的真实温度的反演研究。操作流程图如下：

结果分析

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