基于EOS∕MODIS数据的内蒙古地表温度监测研究.pdf

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1、内蒙古农业科技2012(1)：7lInnerMongoliaA加culturalScienceAndTechnology基于EOS／1ⅥODIS数据的内蒙古地表温度监测研究杨丽萍(内蒙古生态与农业气象中心，内蒙古呼和浩特010051)摘要：基于EOS，MODIS卫星数据资料，利用国家卫星中心星地通公司提供的城市高温监测系统，采用分裂窗算法，针对气象台站稀少、分布不均匀的内蒙古地区，以2011年8月下旬卫星数据为例，简单介绍地表温度的监测研究方法，结果表明该方法是可行的。关键词：EOS，MODIS：地表温度中图分类号：S161．2

2、文献标识码：AlO-3969，j．jssn．1007—0907．2012．01．040文章编号：1007一0907(2012)0l—0071一Ol地表温度是地球表面能量平衡和温室效应的一个很好指标．它是区域和全球尺度地表物理过程中的一个关键因子．是反映土壤、植被、大气系统能量流动与物质交换以及土地资源和环境管理的重要参数，在气象、地质、水文、生态等众多领域有着广泛的需求。土壤水分状况，森林火灾的检测．地热位置的判别，军事伪装的应用．石油和铀矿的寻找等都离不开地物表面温度信息。但是依靠地面观测站的观测来大面积地获取地表温度参数是不

3、现实的．而借助于卫星遥感影像．可以方便快捷地获得大面积、甚至全球的地温资料．能够较详细地反映下垫面温度场的空间分布特征．虽然利用遥感数据反演陆面温度的误差是无法避免的．但它仍然是目前获取大面积区域陆面温度的最有效、最简便的方法．这也正是MODIS影像反映大区域陆面温度分布差异的一个优势。另外，通过卫星遥感技术获取地表温度信息，探索其空间分布规律．快速准确获取地表温度．对于地一气能量平衡以及生态等多个领域的研究和应用具有重要意义。针对内蒙古地区地域辽阔，气象台站稀少．分布不均匀，气候情报不足的实际情况．基于EOS，MODIS数据．

4、利用国家卫星中心星地通公司提供的城市高温监测系统．对内蒙古地区进行地表温度的反演研究．本文以2011年8月下旬卫星数据为例．简单介绍地表温度的监测研究方法。l监测原理1．1EOS，MODIS数据EOS／MODIS数据是地球观测系统中很有特色的数据．在TERRA和AOUA卫星上均搭载有MODIS传感器。它有4套探测器，波段涉及陆地、海洋、大气等综合信息，在O．4～14¨m，共有36个通道，分别探测从可见光、近红外到热红外的光谱区间，分别针对陆地、海洋、水汽、气溶胶等来设计。MODIS的第31和第32波段的波段范围与TM的第六波段范

5、围基本一致．可用来反演地表温度。MODIS地面分辨率分别为250m、500m、1000m，光谱分辨率高．因此．MODIS数据在地表温度监测方面具有较高的应用价值。1．2地表温度反演方法——分裂窗算法分裂窗算法是在单通道反演的基础上．已知地表辐射率的情况下．利用两个不同的通道在同一个大气窗口上吸收的差异来消除大气的影响．由两个通道的亮温线形运算而得。分裂窗算法是目前发展最成熟的地表温度遥感反演方法．众多分裂窗算法中，覃志豪提出的算法由于需要参数少、计算简单且反演精度高．被认为是较好的算法之一。本文采用的算法是覃志豪提出的适用于MO

6、DIS数据的地表温度反演算法．对内蒙古地区地表温度进行了反演。该算法的公式如下：T=a+bT31+cT32式中：卜地表温度(K)；T3，，T3厂MODIS第3l和第32波段的亮度温度．a’b和c是分裂窗算法的参数。2监测实例2．1地表温度等级划分为了便于分析与研究．本文将地表温度划分为6个等级．分别为273～283K(0～10℃)(深绿色)、283。293K(10～20℃)(浅绿色)、293～303K(20～30℃)(黄色)、303—313K(30～40℃)(紫色)、313—323K(40—50℃)(橘色)、323～333K(5

7、0一60℃)(红色)，其中蓝色为水体．2．2研究区域概况研究区域位于中国内蒙古自治区，范围97．00。。127．000E、36．000～54．000N。整个研究区域从东北向西南斜伸．呈狭长形．包括14个盟市，全区总面积118．3万km2，占全国土地面积的12．3％。2．3数据来源及处理文中实验数据是由内蒙古生态与农业气象中心提供的2011年8月21—31日的EOS，MODIS(‘I’ERRA、AQUA)资料，利用国家卫星中心星地通公司开发研制的城市高温监测系统．统计分析多年数据．给出判识阈值．采用10d最大值合成法去除云的影响．

8、根据分裂窗算法计算出地表温度．对8月下旬地表温度进行分析，并结合Photoshop图形处理软件分别制作出8月下旬10d最大值合成图及各等级面积柱状图．2．4数据分析文章给出内蒙古地区2011年8月下旬的地表温度监测结果，按上述等级对图像进行密度分割，得到利用分裂