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地表反照率表征了地球表面反射太阳辐射能量的能力,是影响地表能量收支平衡的决定性因素,对地气能量交换有很大的影响,是影响大气运动的最重要的因素之一,从而地表反照率深刻地影响着区域乃至全球的气候变化。本文着手地表反照率的精确反演进而计算地表和大气之间的能量收支;首先采用像元信息分解的方法得到地表地物的组成结构,然后根据实测的地物光谱结合太阳辐射能量光谱分布来精确计算地物组份的反照率,最终得到地表反照率。
本文采用分辨率为30米的TM数据,图像上一般情况不存在纯像元,考虑到实际情况,在像元信息分解建模选取地物组份的时候,一般自然地表可以分为植被、土壤、水体三种组份,从而选取这三种组份作为模型端元,然后选取TM影像的二、三、四波段的组合进行像元分解,分解中各组份在各波段的反射率采用实地测量的地物光谱数据处理获得;利用ASD光谱仪实地测量地物的光谱(350-2500nm),结合太阳辐射能量光谱曲线计算得到地物在350-2500nm范围内的反照率,然后综合反演地表反照率。
地表覆盖是影响地表反照率的直接因素,本文在反演得到的地物组份结构的基础上计算了地表植被覆盖度,并进一步分析了地表植被覆盖度和地表反照率之间的关系,分析二者的面状分布情况,显示植被覆盖度高的地区的反照率比周边地区的反照率要低;另外,还分析了地面坡度对地表反照率的影响。
地表净辐射和地表向大气输送的能量是反映地表冷热源有两种不同方法,本文在翁笃鸣早期提出的半经验公式基础上结合各种影响因素,计算地表向大气输送能量。地表接收的太阳直接辐射的影响因素有地表反照率、地面高程及其纬度分布等,利用遥感反演得到的地表反照率结合数字高程模型计计算得到太阳直接辐射,再分别计算地表有效辐射和大气逆辐射,最终得到地表净辐射和地表向大气输送的能量辐射,并对结果进行了统计分析。