地表温度反演综述-阎广建

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1、地表温度遥感反演及验证阎广建gjyan@bnu.edu.cn北京师范大学地理学与遥感科学学院遥感科学国家重点实验室2010.7.11地表温度遥感反演及验证提纲热红外遥感简介热红外辐射传输方程大气及比辐射率对测温的影响比辐射率的遥感估算方法地表温度的遥感反演遥感反演温度产品的验证问题地表温度遥感反演及验证热红外遥感简介地表温度遥感反演及验证热红外遥感简介Wm-2mm-13020104.62mm,1020304050l,mm5.52Wm-2mm-1航空平台：通常3-5µm，8-14µm航天平台：通常3-4µm，10.5-12.5µm热红外遥感所采用的波段地表温度遥感反演及验证目前典型的

2、热红外遥感传感器（星载）传感器波段范围(mm)个数空间分辨率3.55–3.931AVHRR1.1km10.30–12.5023.66–4.083MODIS1km8.400–13.4843.55–3.9311kmATSR/ATSR–2/AASTR10.4–12.52ASTER8.125–11.65590mTM/ETM+10.00–12.901120m/60mMSG–SEVIRI8.30–13.033kmatnadirFY–33.7–421.1km9.59–13.494GOES10.2–12.524kmatnadirGMS(Geostationary3.5–4.014kmatnadirMeteor

3、ologicalSatellite)10.3–12.51HJ–1B3.50–3.901150m10.5–12.51300mMETOP–IASI3.2–15.5(645–2760cm-1)846112km地表温度遥感反演及验证目前典型的热红外遥感传感器（机载）传感器波段范围(mm)个数空间分辨率TIMS(ThermalInfrared8.2–12.262.5m@1kmMultispectralScanner)MAS(MODISAirborne3.053–5.3891650m@20kmSimulator)8.339–14.4289MASTER(MODIS/ASTER0.40–13.05050m@2

4、0kmAirborneSimulator)AHS(Airborne3–572.5m@1kmHyperspectralScanner)8–13.510heightOMIS3–583m@1km8–12.58WiDAS3–517.8m@1.5km8–111AMTIS8–1415m@4km地表温度遥感反演及验证地表温度反演基本流程遥感数据辐射定标分窗预处理几何纠正辐射传输去云比辐射率反演大气纠正（Vis/NIR）大气纠正（TIR）日夜算法NDVI或分类法温度反演（李召良，2002）地表温度遥感反演及验证热红外辐射传输方程123I(,)R(,)(,)R(,)R(,)iiiai

5、si（李召良，2002）(RR)atisliRi(,)i(,)Bi(Ts)(1i(,))bi(,,s,s)Eicos(s)i(s,s)4567地表温度遥感反演及验证1,2e-31,0e-3）-1mm8,0e-4-1sr-26,0e-4Wcm4,0e-42,0e-4波谱辐亮度（0,02468101214波长(mm)太阳辐射对地表热辐射的贡献地表温度遥感反演及验证如果忽略太阳的贡献I=RRR=B(T)+(1-)Riiiatiiiisiati为了方便起见，人们习惯用通道i观测的辐射亮温T和地i表辐射亮温T来分别代替I和R:giiiIi

6、=Bi(Ti)Ri=Bi(Tgi)定义大气有效温度TaB(T)=R/(1)iaatii地表温度遥感反演及验证大气及比辐射率对测温的影响普朗克函数的一阶泰勒近似B((i(BTBTTTiiiiT利用大气有效温度，将大气辐射传输方程在T处进行一级i泰勒展开，得到：11(RRi(iiatiTTTTsiiaBiiiTTgi-TiTs-Tgi地表温度遥感反演及验证•大气吸收和辐射所引起的温度改正：1i(DTTTTTatmgiiiai对于干燥的大气(i接近于1)或者逆增的大气温度廓线(T接近于T)，DT较小。反之对于潮湿的

7、大气来说，aiatmDT通常很大。atm对于给定的大气，大气校正值与亮温T或T成线性关系。igi地表温度遥感反演及验证121110Tropical9MidlatitudesummerMidlatitudewinter87Channel46i-T5giT43210-1-2250255260265270275280285290295300305310315320Tgi地表温度遥感反演及验证•比辐射率