基于fy3热红外数据的地表温度反演方法研究_鲍艳松

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1、2014年6月农业机械学报第45卷第6期doi:10．6041/j．issn．1000-1298．2014．06．041*基于FY3热红外数据的地表温度反演方法研究12311鲍艳松李紫甜王冬梅闵锦忠严婧(1．南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心，南京210044;2．南京信息工程大学大气物理学院，南京210044;3．江苏省水利科学研究院，南京210017)摘要:使用中分辨率大气辐射传输模式MODTＲAN模拟风云三号卫星(FY3)热红外通道数据，基于模拟数据，利用分裂窗温度反演方法，建立地表温度反演模型。利用平均比辐射率方法确定像元比辐射率，并将该

2、反演模型用于江苏省3个时次(2012年1月23日、2月3日和2月11日)的地表温度反演。将反演结果与MODIS的温度产品进行了对比分析，分析反演模型的系统偏差，并对反演模型进行修订。验证试验结果表明:修订后模型反演的地表温度与MODIS温度产品的平均相关系数为0.877，均方根误差为1.33K;相比于同时期的FY3温度产品，所建模型反演的地表温度与MODIS温度产品更为接近。关键词:风云三号卫星地表温度遥感反演中图分类号:P407.1;P423.7文献标识码:A文章编号:1000-1298(2014)06-0266-09(MEＲSI)，其资料可用于地表温度反演。

3、目前，引言MODIS的温度产品在海洋区域精度可达0.5K，在地表温度(Landsurfacetemperature，LST)是影陆地区域最高精度可达1K。相比于MODIS产品，［31－33］响区域和全球尺度陆面过程的一个重要因子，是陆-我国的FY3温度产品精度还有一定差距。为［1］气交界面通量计算的重要参数，直接决定地表的提高FY3地表温度反演精度，本文重点研究基于［2］［3－4］长波辐射，并间接影响潜热和显热通量。它FY3A/VIＲＲ数据和FY3A/MEＲSI数据的地表温度在农业、气象、水文、地质和全球模式中有着广泛的反演方法。使用MODTＲAN大气辐射传输模

4、式模［5］应用。对于地球科学众多研究领域，获取大范围拟FY3热红外通道数据，利用分裂窗地表温度反演的高时空分辨率的地表温度资料至关重要。遥感探方法，构建基于FY3数据的地表温度分裂窗反演模测技术可以获得大范围、时间连续的地表温度，能够型。通过对比本研究的地表温度反演结果、FY3温［6］准确反映地表温度的时空分布。因此，遥感地表度产品和MODIS温度产品，评价所建模型地表温度温度反演对于地球科学众多领域的研究具有重要意反演的精度。义。1数据与方法近年来，国内外对地表温度反演研究作了很多［7－10］工作。大致可以分为单通道法、多通道1.1研究区和数据集［11－18］

5、［19－21］法(分裂窗算法)、多角度法以及多通道为研究基于FY3资料的地表温度反演方法，选［22－24］和多角度相结合方法。在这些方法中，基于择江苏省为研究区，位于116°18'～121°57E，30°45'～［25］MODIS资料的分裂窗算法研究最为广泛。经过35°20'N。研究区以平原为主，江南和北部有少许山［26－30］近20年的研究，Wan等提出了适用于MODIS地，其主要地表类型有草地、永久湿地、农用地、农用数据的推广分裂窗方法，该方法应用于陆地区域，最地/自然植被、稀疏植被、水体、常绿针叶林、常绿阔高反演精度可达1K。叶林、落叶针叶林、落叶阔叶林、

6、混交林、稠密灌丛、我国风云三号(FY3)卫星上装载了可见光红外稀疏灌丛、城市和建筑区，基本涵盖MODIS分类产扫描辐射计(VIＲＲ)和中分辨率光谱成像仪品MCD12Q1/IGBP全球植被分类的17类地型。收稿日期:2013-07-11修回日期:2013-08-18*国家重点基础研究发展计划(973计划)资助项目(2013CB430101)、中国博士后科学基金资助项目(20090461131、201003596)和江苏高校优势学科建设工程资助项目(PAPD)作者简介:鲍艳松，副教授，主要从事卫星遥感研究，E-mail:ysbao@hotmail．com通讯作者:闵

7、锦忠，教授，博士生导师，主要从事中小尺度数值模拟与资料同化研究，E-mail:minjz@nuist．edu．cn第6期鲍艳松等:基于FY3热红外数据的地表温度反演方法研究267研究中选用江苏省2012年1～2月云覆盖度(2)辐亮度非线性订正公式为2较低的3个时次(2012年1月23日、2月3日和N=b0+(1+b1)NLIN+b2NLIN(2)2月11日)FY3L1级数据作为地表温度反演的数式中N———非线性订正后的辐亮度据源。为检验地表温度反演的精度，下载了b0、b1、b2———订正系数MODIS温度日产品MOD11A1和国家卫星气象中订正系数由地面定标试验

8、获取，存放在文件属心的F