地球观测与导航技术丛书·城市空间热环境遥感：空间形态与热辐射方向性模拟 下载 mobi epub pdf 电子书 2024

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内容简介

　　近年来，随着对地观测手段的进步，传统的遥感图像处理方法体现出一定的局限性。遥感图像理解作为一个涉及图像工程、计算机视觉和认知心理等诸多学科领域的新热点，能有效提高遥感信息处理的时效性和准确性，特别是在高分辨率遥感图像数据向有价值信息转化的应用中具有广阔的前景。本书针对高分辨率遥感图像的特性，给出了高分辨率遥感图像理解的定义，逐步阐述了特征信息提取和统计学习模型，以此作为整个高分辨率遥感图像理解任务的方法基础；随后从高分辨率遥感图像理解的研究内容入手，分别介绍了目标检测与识别、场景描述与分类、图像语义分析与计算这三个子任务，在每一子任务中，本书均详细叙述了最新的研究成果及其具体的算法流程；最后，书中给出了有效的应用实例，并对高分辨率遥感图像理解未来的发展做了展望。

作者简介

陈云浩，教授，北京师范大学，中国遥感应用协会常务理事，国家减灾委员会专家委员会专家，国际期刊《International Journal of Sustainable Society》编委。

内页插图

目录

《地球观测与导航技术丛书》出版说明
前言
第1章 绪论
1.1 城市空间热环境遥感概述
1.1.1 城市空间热环境
1.1.2 城市空间热环境的研究意义
1.2 城市空间热环境遥感发展历程与现状
1.3 城市空间热环境遥感研究方向
1.3.1 城市热环境的空间格局与形态模拟
1.3.2 城市下垫面热辐射方向性
1.4 研究区介绍
1.5 小结
参考文献
第2章 城市热环境地表特征参量的遥感定量反演
2.1 地表温度
2.1.1 辐射传输方程
2.1.2 针对HJ一1B IRs数据的单窗算法
2.1.3 针对HJ一1B IRS数据的单通道算法改进
2.2 城市区域植被覆盖度
2.2.1 植被覆盖度研究数据
2.2.2 植被覆盖度估算方法
2.2.3 植被覆盖度估算精度检验
2.2.4 植被覆盖景观的季节变化
2.3 城市非渗透性地表覆盖度
2.3.1 非渗透性地表覆盖度研究数据
2.3.2 非渗透性地表覆盖度估算方法
2.3.3 非渗透性地表覆盖度估算精度检验
2.4 城市地表反射率
2.4.1 城市地表光谱反射率研究数据
2.4.2 CHRIS传感器重定标
2.4.3 CHRIS数据大气校正
2.4.4 地表反射率验证与分析
2.5 小结
参考文献
第3章 城市热环境空间形态与模拟
3.1 城市热环境要素提取
3.1.1 星一地同步观测实验
3.1.2 地表温度反演验证与分析
3.2 城区与郊区的地表温度对比分析
3.2.1 对比样区选择
3.2.2 城区与郊区地表温度统计特征
3.3 城市热环境的时空演变规律
3.3.1 城市热环境的空间格局
3.3.2 城市热环境的时空演变特征
3.3.3 城市热环境的剖面分析
3.4 基于热岛容量模型的城市热环境空间形态描述
3.4.1 基于高斯曲面的城市热岛容量模型
3.4.2 应用实例
3.4.3 城市热环境空间形态分析
3.5 基于支持向量机的城市热环境空间形态模拟
3.5.1 模型构建
3.5.2 应用实例
3.5.3 城市热岛制图及其变化规律分析
3.6 小结
参考文献
第4章 城市下垫面特征与地表辐射平衡
4.1 土地利用／覆盖与城市化
4.2 土地利用／覆盖与城市热环境
4.2.1 土地利用／覆盖类型的地表温度统计特征
4.2.2 土地利用／覆盖与城市热环境空间格局
4.2.3 植被覆盖状况对城市热环境的调节作用
4.2.4 土地利用／覆盖与城市热环境改善
4.3 建筑材质与城市热环境
4.3.1 城市下垫面建筑材质类别与参数提取
4.3.2 建筑材质与城市热环境的统计分析
4.3.3 建筑材质物理性质对城市热环境的影响
4.4 城市地表辐射平衡
4.4.1 城市地表能量过程与城市热环境
4.4.2 城市地表能量过程的特征
4.4.3 城市辐射平衡的遥感建模
4.4.4 地表净辐射精度检验与敏感性分析
4.4.5 下垫面对辐射平衡的影响
4.5 小结
参考文献
第5章 城市区域热辐射方向性模拟
5.1 热辐射方向性
5.1.1 热辐射方向性定义
5.1.2 城市区域热辐射方向性观测实验
5.1.3 城市区域热辐射方向性模拟
5.2 城市区域主要实体简化与组分分类
5.2.1 城市区域主要实体简化
5.2.2 组分分类与观测实验
5.3 城市区域热辐射方向性计算机模型
5.3.1 理论基础
5.3.2 计算机模型构建
5.3.3 传感器视场内组分比例计算
5.3.4 实体三维可视化模型
5.4 计算机模型验证与敏感性分析
5.4.1 城市区域物理模型坐标系统构建
5.4.2 城市区域物理模型观测实验
5.4.3 热辐射方向性计算机模型验证
5.4.4 计算机模型参数敏感性分析
5.5 城市区域热辐射方向性规律研究
5.5.1 时空尺度上方向亮温模拟
5.5.2 城市区域物理模型热辐射方向性规律
5.6 小结
参考文献
本书涉及的缩略词
索引

前言/序言

　　自从1833年LakeHoward就伦敦市中心的气温比郊区高的现象提出“城市热岛”概念以来，城市热环境问题一直备受关注。尤其近年来，全球气候变化加剧、低碳社会理念的兴起和具有中国特色的快速城镇化进程相交织，无疑对我国广大城市建设和城市（热）环境演变产生了深刻且长远的影响。开展城市空间热环境的遥感研究，其意义自然不言而喻．
　　本书的研究基础主要源于国家自然科学基金多年的连续资助项目，包括“基于遥感与边界层数值模式的北京城市空间热环境研究（40201036）…‘城市地表能量收支与人为热排放的遥感研究（40671130）”和“城市地表热辐射方向性模型及能量通量的角度订正方法（40771136）”等．得益于国家自然科学基金委员会的资助，使得我们能够维持一个有关城市热环境遥感的研究小组并将相关研究不断推进。参加上述项目研究的人员，主要是课题组的博士、硕士研究生们，许多同志对城市热环境遥感研究做出了贡献，有的直接参与并完成毕业论文，有的开展了外围或前沿探索研究．
　　城市热环境遥感研究中有关时空演变规律和热力景观分析的内容，已于2004年由科学出版社出版（《城市空间热环境遥感分析：格局、过程、模拟与影响》）。本书则以北京市为研究对象，着重论述开展城市空间热环境遥感研究中的新方法和新进展，主要包括以下内容：①城市热环境地表特征参量的遥感定量反演；②城市热环境空间形态与模拟；③城市下垫面特征与地表辐射平衡；④城市区域热辐射方向性模拟。其中，城市热环境空间形态模拟和城市区域热辐射方向性模拟两部分内容是本书论述的重点。
　　本书由陈云浩拟定大纲，各章具体写作分工为：第1章由陈云浩、周纪撰写；第2章由周纪、陈云浩撰写；第3章由宫阿都、周纪和占文凤撰写；第4章由宫阿都、周纪等撰写；第5章由马伟、陈云浩和周纪撰写。全书由陈云浩、周纪进行统稿、校稿，全金玲等也参加了整理和编辑工作。
　　本书部分内容来源于作者的学位论文，其中少部分阶段成果已在国内外有关刊物发表。本书以此为基础进一步系统组织、修订与提高。本书写作过程中参考了国内外大量优秀教材、研究论文和相关网站资料，在此我们表示衷心感谢。虽然作者试图在参考文献中全部列出并在文中标明出处，但难免有疏漏之处。本书虽几易其稿，但不当之处仍在所难免．我们诚挚希望各位同行专家和读者提出宝贵意见。由于作者水平有限，对城市空间热环境研究的理解还有待深入，书中所存在的不足和疏漏，恳请读者批评指正！
　　在本书主要内容的研究过程中，得到了国家自然科学基金委员会宋长青研究员，北京师范大学史培军教授、李京教授和李晓兵教授，加拿大西安大略大学王今飞教授，美国俄亥俄大学隋殿志教授，首都师范大学宫辉力教授和赵文吉教授，南京大学杜培军教授，香港中文大学冯通教授，以及中国矿业大学郭达志教授等给予的大力支持和帮助，在此一并表示感谢。
　　本书的出版得到了教育部新世纪优秀人才支持计划（NCE／-12-0057）、北京市优秀博士学位论文指导教师科技项目（20131002702）、科学技术部国际科技合作项目（2010DFA32920）、国家自然科学基金（41071258、41101380）和高等学校博士学科点专项科研基金（20100003110018）的资助，以及地表过程与资源生态国家重点实验室的支持。
　　陈云浩
　　2013年4月20日
　　于北京师范大学
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国内从事热环境遥感研究的专业人士有很多，但是系统性地开展城市复杂环境下城市热岛效应的深入性的工作并不多。本书较系统地在作者前期工作基础上，针对国内研究现状中存在的薄弱环节进行了深化和系统化的理论与实验设计，应该说是在一定程度上填补了这种空白。但是，本书也存在着一些薄弱环节，比如絷红外波段数据的空间分辨不高，如何应用图像锐化算法提高其空间分辨率并没有涉及；其次，在房山区的试验场进行的城市典型建筑物材料的表面温度测试也仅仅是利用热像仪进行观测，这样的工作在国内外也不算是什么新技术了。国外的无人机观测很普遍，国内也有人尝试用无人机载热像仪进行大范围的观测，如果能结合机载LIDAR数据，这才是近期有可能取得突破进展的机会。

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国内从事热环境遥感研究的专业人士有很多，但是系统性地开展城市复杂环境下城市热岛效应的深入性的工作并不多。本书较系统地在作者前期工作基础上，针对国内研究现状中存在的薄弱环节进行了深化和系统化的理论与实验设计，应该说是在一定程度上填补了这种空白。但是，本书也存在着一些薄弱环节，比如絷红外波段数据的空间分辨不高，如何应用图像锐化算法提高其空间分辨率并没有涉及；其次，在房山区的试验场进行的城市典型建筑物材料的表面温度测试也仅仅是利用热像仪进行观测，这样的工作在国内外也不算是什么新技术了。国外的无人机观测很普遍，国内也有人尝试用无人机载热像仪进行大范围的观测，如果能结合机载LIDAR数据，这才是近期有可能取得突破进展的机会。

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国内从事热环境遥感研究的专业人士有很多，但是系统性地开展城市复杂环境下城市热岛效应的深入性的工作并不多。本书较系统地在作者前期工作基础上，针对国内研究现状中存在的薄弱环节进行了深化和系统化的理论与实验设计，应该说是在一定程度上填补了这种空白。但是，本书也存在着一些薄弱环节，比如絷红外波段数据的空间分辨不高，如何应用图像锐化算法提高其空间分辨率并没有涉及；其次，在房山区的试验场进行的城市典型建筑物材料的表面温度测试也仅仅是利用热像仪进行观测，这样的工作在国内外也不算是什么新技术了。国外的无人机观测很普遍，国内也有人尝试用无人机载热像仪进行大范围的观测，如果能结合机载LIDAR数据，这才是近期有可能取得突破进展的机会。

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