地表温度反演的遥感研究.docx
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地表温度反演的遥感研究
一、
二、陆面温度遥感反演发展状况
(1)陆面温度的遥感反演问题最早可追溯到TIROS2上搭载的热红外辐射计,其波段为8-14。
大家发现传感器得到的陆面温度和地面实测的沙漠表面温度差异很大。
BuettnerandKern(1965)通过测量沙子(石英含量高)的比辐射率,发现沙子的比辐射率明显小于1,解释了这个矛盾。
Nimbus4上的IRIS测量结果也证实了沙地在9附近辐射率明显小于1。
Marlatt(1967)第一次系统地野外测量了地表比辐射率对热辐射的影响。
三、
四、概念1、亮度温度
2、比辐射率
3、大气下行辐射
4、皮肤效应
5、大气廓线
五:
单窗算法
1.1.1TM/ETM波段的热辐射传导方程:
B6(T6)=t6(q)[e6B6(Ts)+(1-e6)I6~]+I6_
Ts是地表温度;
T6是TM6的亮度温度;
t6是大气透射率;
e6是地表辐射率。
B6(T6)表示TM6遥感器所接收到的热辐射强度;
B6(Ts)是地表在TM6波段区间内的实际热辐射强度,直接决取于地表温度;
I6~和I6_分别是大气在TM6波段区间内的向上和向下热辐射强度。
1.1.2化简后最终的单窗体算法模型为:
Ts={a(1-C-D)+[b(1-C+D)+C+D]T6-DTa}/C
式中
C6=t6e6(e6为比辐射率,t6为透射率)
D6=(1-t6)[1+t6(1-e6)]
a=-67.355351,b=0.458606
1.1.3大气平均作用温度Ta的近似估计
温度换算:
T=t+273.15
本图为7月份拍摄,对于中纬度夏季平均大气Ta=16.0110+0.92621T0
取乌鲁木齐市平均气温为25摄氏度时Ta=312.15753
1.1.4大气透射率t6的估计
t6=0.974290-0.08007w,0.4≤w≤1.6。
w为水分含量,单位(g/cm2),这里,取w=1.0,计算得到t6=0.89422
1.1.5地表比辐射率的估计
•
(1)根据经验统计关系来确定。
•地表比辐射率是地表温度要干繁衍的基本参数,主要取决于地表的地质结构。
其经验公式的求算为:
ε=1.0094+0,047Ln(NDVI)
其中,ε为地表比辐射率,NDVI值位于0.157--0.727之间。
NDVI小于0的象元主要是水,地表比辐射率为0.995。
NDVI位于0.157—0.727之间一般是城市水泥地表,地表比辐射率近似为0.923。
NDVI大于0.727的可以看做植被完全覆盖,地表比辐射率为0.986。
另:
NDVI,归一化植被指数,又称标准化植被指数,在使用遥感图像进行植被研究以及植物物候研究中得到广泛应用,它是植物生长状态以及植被空间分布密度的最佳指示因子,与植被分布密度呈线性相关。
•
(2)在假定比辐射率不变,利用多时相数据来确定。
1.1.6像元亮度温度计算
T6=K2/ln(1+K1/L6)
其中:
K1=607.76,K2=1260.56(覃志豪,用陆地卫星TM6数据演算地表温度的单窗算法);
L6为遥感器接收的辐射强度。
1.1.7遥感器接收的辐射强度计算
L6=(15.303-1.238)*b1/255.0+1.238(覃志豪,用陆地卫星TM6数据演算地表温度的单窗算法);b1为第六波段像元灰度值(DN值)。
LMAX_BAND6=15.303
LMIN_BAND6=1.238
六
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