Thermal Remote Sensing in Land Surface Processes pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:CRC Pr I Llc

作者:Quattrochi, Dale A. (EDT)/ Luvall, Jeffrey C. (EDT)

出品人:

页数:464

译者:

出版时间:2004-4

价格:$ 178.48

装帧:HRD

isbn号码:9780415302241

丛书系列:

图书标签:

Thermal remote sensing
Land surface processes
Remote sensing
Thermal infrared
Land surface temperature
Energy balance
Hydrology
Ecology
Climate change
Environmental monitoring

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具体描述

Although remote sensing is recognized as a powerful tool, less attention has been given in the past to the use of thermal, and especially thermal infrared (TIR) remote sensing. TIR data is useful for understanding the fluxes and redistribution of materials as a key aspect of land surface processes and land-atmosphere inter-relationships. This book presents studies showing this, and interprets both the prospects and problems of using TIR data in land process research, making the book useful to those wishing to employ this data as a major component in Earth science research. It illustrates the virtues and importance of TIR data in remote sensing research to facilitate the future development of new and improved satellite and airborne TIR remote sensing systems. Students and researchers should find this an invaluable book, whether they are geographers, geologists, climatologists, hydrologists, landscape ecologists or other environmental scientists.

地表过程中的热力学遥感应用书籍简介本书旨在深入探讨地表过程（Land Surface Processes）的遥感研究领域，重点聚焦于如何利用热力学原理和先进的遥感技术来量化、理解和模拟地表能量平衡与物质交换。全书结构严谨，内容覆盖从基础的辐射传输理论到复杂的地表参数反演与模型构建，为相关领域的研究人员、工程师和高年级学生提供了一份全面且实用的参考指南。第一部分：地表热辐射与能量平衡基础本部分为理解后续应用奠定坚实的理论基础。首先，我们将详细介绍地表热辐射的基本物理原理，包括黑体辐射定律、普朗克定律以及实际地表发射率的特性。着重讨论大气对地表辐射传输的影响，包括大气吸收、散射和发射过程的量化方法，为从遥感观测值反演地表温度提供必要的校正基础。核心内容在于地表能量平衡方程的建立与应用。我们详细阐述了总辐射收支、潜热通量、显热通量、土壤热通量以及净辐射之间的耦合关系。通过对这些能量分量的精确估算，读者将能够理解地表温度的驱动机制及其季节性和时空变化规律。本部分还将引入地表能量平衡的参数化方案，探讨在不同尺度下（从点测量到区域尺度）对这些通量进行有效估算的技术路线。第二部分：遥感数据获取与地表温度反演本部分聚焦于热红外遥感数据的特性、获取方法及其在温度反演中的关键技术。我们对比分析了不同卫星平台（如Landsat系列、Terra/Aqua MODIS、Sentinel-3 SLSTR等）热红外传感器的光谱特性、空间分辨率和时间分辨率，并讨论了选择合适传感器以匹配特定研究尺度的决策过程。地表温度（Land Surface Temperature, LST）是热力学遥感应用的核心参数。本章将详尽介绍LST反演的多种算法，包括单通道法、多通道法（如大气校正法、Ts-VI方法等）以及基于物理模型的反演技术。对于单通道法，我们将详细剖析辐射传输方程的求解过程，重点讨论如何准确估计地表发射率、大气水汽含量和大气透过率，这些参数是高精度LST反演成败的关键。特别地，我们将深入探讨发射率的获取方法，包括植被指数法、经验模型法以及基于光谱特征空间的方法，并分析发射率不确定性对LST反演精度的影响。第三部分：地表热惯量与水分状况的遥感监测地表热惯量（Thermal Inertia, TI）是表征地表对外部能量输入响应快慢的综合指标，它强烈依赖于地表的物质组成、含水量和孔隙度。本部分将介绍如何利用遥感观测的温度日变化幅度、昼夜温差以及相移来反演地表热惯量。我们将展示热惯量反演的理论模型，并讨论如何将遥感获取的温度数据与经验或半经验模型相结合，以获得大范围、高时空分辨率的热惯量分布图。热惯量反演在区分土壤类型、监测土壤水分变化以及评估城市热岛效应方面具有不可替代的作用。地表水分状况，特别是土壤水分，是控制地表能量分配（显热与潜热通量分配）的关键因子。本章将探讨热遥感技术在土壤水分遥感中的应用。重点讨论如何利用LST与植被指数（如NDVI或EVI）构成的“三角/梯形”特征空间，识别地表水分胁迫的临界点，并利用遥感温度梯度来估算实际蒸散量的变化。此外，还将引入地表水文参数化模型，展示如何将遥感获取的LST数据作为模型输入，驱动区域尺度水分循环的模拟。第四部分：地表过程的尺度效应与模型耦合地表过程研究的显著挑战之一是尺度效应。本部分将专门讨论如何将点尺度的热力学过程观测（如涡度协方差站数据）外推到遥感像元尺度乃至区域尺度。我们将介绍基于遥感数据的尺度转换技术，包括像元分解（Disaggregation）和空间插值方法，以及如何利用地表异质性因子（如地形、土地覆盖类型）来指导尺度转换的精度提升。最后，本书将探讨热力学遥感参数在复杂地表过程模型中的应用与耦合。我们将详细介绍如何利用反演得到的LST、地表发射率、土壤热通量等数据，对能量平衡模型（如SEBS, SEBS-based models）进行校准、验证和驱动。此外，还将探讨将热红外遥感数据融入区域气候模型（RCMs）或水文模型（Hydrological Models）的接口与方法，从而实现对地表能量、水分和动量传输过程更精确的模拟和预测。目标读者与应用前景本书适合对遥感、地理信息科学、环境工程、大气科学和水文学等领域感兴趣的科研工作者、研究生和专业技术人员阅读。通过学习本书内容，读者将能够掌握利用热红外遥感技术分析和量化地表热力学过程的综合能力，为气候变化影响评估、干旱监测、水资源管理和城市可持续发展提供强有力的科学支撑。全书配有大量实际案例分析和数据处理流程指导，确保理论与实践的紧密结合。