热红外数据反演地表温度
反演LST的算法
LST算法
• LSEs已知，可以归为三类： • 单通道法，多通道法，多角度法 • • • • LSEs未知，可归为这三类： 逐步获取法 同步获取LSEs和已知大气信息的LST 同步获取未知大气信息
已知LSEs
• 单通道法
也称为模式发散法，利用卫星传感器单通道得到 的辐射，选择大气窗区，订正大气衰减和发射 后大气辐射。 精度问题？ 缺点：高质量的辐射传输代码，需要已知LSEs的 信息，精确的大气廓线和充分考虑对流层影响。
• 多通道法——不同的SW算法 线性分裂窗算法 在两个相邻的TIR通道i,j（11-12.5um）中相对于 温度和波长线性化RTE
非线性分裂窗算法
其中ck和ak等同
ak是系数，取决于响应函数gi,gj和两通道的发射率以 及蒸散量WV和观测角度VZA。 这一方法反演LST的精度取决于如何正确选择ak系数
空间测量
地面测量
LST测量方式转变
？ 陆地表面的强非均质性 地表温度的复杂性
空间测量
在大气传输过程中，地表热辐射能通过3-5μm和8-14μm两个窗口，这也 是大多数传感器的设计波段范围。 3-5μm和8-14μm两个窗口分别为TIR 和MIR的波段。 热红外数据（TIR）通过辐射传输方程和LST联系起来。
优点
不需要使用地面 LST测量 适用于地表LST测 量不可行地区并 向均质和非等温 地区延伸，并且 可能适用于白天 或夜间
缺点
需要大气RTM和 大气廓线和LSEs的 精度
• 交叉验证法 没有大气廓线，地面LST测量和前面两个方法 都不能用的情况下。
优点
验证LST不需要任 何地面测量
缺点
两个测量的观测 时间尽可能短变 成同一像素下， 需要同样的观测 天顶角
维恩位移定律
⑵
辐射传输方程RTE
⑶
⑷
Θ，ψ分别代表天顶角和方位角
从空间测量LST的困难和问题
（1）从空间测量LST是数学未定的和未解决的 （2）仪器噪声和错误在大气订正中对LST获取的精度 影响很大 （3）在测量的辐射中很难解耦LST、LSE（陆地表面发 射率）和向下的大气辐射 （4）大气订正很难实施 （5）白天，反射的太阳辐射很难去除中红外数据 （6）如何物理的介绍LST测量结果是一个关键问题 （7）验证在传感器的像素尺度上星载测量的LST是一 个挑战性问题。
• 无需大气廓线数据，只适用于海水表面温 度反演，不适用陆地
未知LSEs的情况
• 逐步获取法 ① LSE是半经验的，取决于大气订正MIR和TIR 辐射估计或者可见光/近红外测量。 ②估计LST，使用任何单一，多通道（SW）或 多角度（双角）3.1节中描述的检索方法。 包括分类：发射型方法（CBEM）、植被指数 发射方法（NBEM）、温度独立光谱指数方 法（TISI）。
ak
的 参 数 化 方 案
●仅考虑地表比辐射率(LSEs)
●考虑LSEs and WV ●同时考虑LSEs, WV, and VZA
• 多角度法 和SW法原理一致，多角度法在给定的通道的不同 的观测角度上不同的通道长度基于不同的大气 吸收。
Sobrino et al. (1996)提出线性
• 考虑多光谱 和多时段 TIR数据的 结合提取 LST的新方 法
• 基于物理模 型从被动微 波数据获得 LSTs和一个 结合了LSTs 和被动微波 卫星数据
（3）和（4）实际上是对理论的RTE单色量与渠道有效值代替近 似，而这些近似或简化需要几个重要条件：
• 产品的积分和产品的乘积相等。这个假设只有在 积分范围内变量是常数的时候成立。 • 假设地表是朗伯体或被计算地表反射的向下的大 气辐射和太阳漫射辐射被认为是各项同性的
Sobrino et al.(2004c)提出剔除WV的影响的非线性修正算法
三种方法的比较
单通道法 多通道法
多角度法
• 需要高质量的辐射传输代码，需要已知 LSEs的信息，精确的大气廓线和充分考虑 对流层影响。
• 不需要大气廓线数据，不考虑地形影响， LSEs精度对SW算法敏感，且具有很大的 确定性
为了更好的从局域尺度理解地球系统同时得到高于10%精度的蒸散量数据，LST 的精度要求小于1K。然而直接从TIR光谱区域的辐射发射估计LST是有困难的
因为从卫星上的辐射计来测量辐射不仅依赖于地表参数，同时也有大气影响。 除了辐射计刻度和云量，还需要考虑发射率和大气订正。
基础理论背景
普朗克定律
⑴
是黑体的分光辐出度， 是温度T(k)和波长的函数，C1 和C2是物理常数。
主要包括一下三种方法 • T-based • R-based • 交叉验证法
• T-based
优点
直接评估了卫星传 感器辐射能力和LST 反演算法订正大气 和发射率影响的能 力。
缺点
需要LST有一定的精 度，要求在夜间和 均质的地表。
• R-based 大气RTM使用卫星反演LST，大气廓线和LSEs 作为初始参数模拟TOA辐射
• 已知大气信息，同步LST和LSE获取法 包括TTM法，D/N法，GBE法，TES法，ISSTES 法，LECTES法
• LST，LSEs和大气廓线的同步获取 包括ANN法，TSRM
验证卫星反演LST的方法
• 验证是一个独立的评估反演数据不确定性 的过程。没有验证，方法，算法和反演参 数不能使用。
可以在LST产品可 靠的前提下适用 于全球任何地方
未来的发展与展望
• 解决方法：一系列的LST模型，在各种天气条件下 都必须发展包括角归一化和时间的标准化等用于生 产长期的、时间规范和角度规范一致的LST产品
• 高光谱TIR 数据分离 LST和LSE的 探索以及大 气廓线或大 气量参与大 气校正的检 索将成为定 量遥感李召良
主要内容
• • • • • 背景介绍 基础理论背景 反演LST的各种算法 验证卫星反演LST的三种方法 未来发展和展望
背景介绍
LST的重要性
1 • 在地-气过 程中，LST 是长波辐 射和湍流 热通量交 换的直接 驱动力。 2 • 在局地-全 球尺度下， LST是地表 能量和水 分平衡物 理过程中 的重要参 数。 3 • LST信息提 供了地表 能量平衡 状态的时 空变化信 息，同时 也在很多 应用中起 到了重要 作用。 4 • 国际地圈 生物圈计 划（IGBP） 将LST列为 优先测定 的参数之 一
• 多通道法 考虑到单通道法需要已知LSEs、精度高的RTM和 大气廓线，这些需求在实际中很难满足。
由应用于海洋（利用在11和12μm的相邻通道中 的不同大气吸收，所谓的分裂窗（SW）算法， 不需要任何的大气廓线信息）获得SST的方法 推算出得到LST的算法（这些算法假设LSEs在 SW通道是已知的）。
(完整word版)MODIS数据反演地表温度
表1 MODIS 部分波段及其参数[14]波段 光谱范围 信噪比 主要用途 分辨率 1 620～670nm 128 陆地、云边界 250m 2 841～876nm 201 陆地、云边界 250m 19 915～965nm 250 大气水汽 1000m 31 10.780～11.280μm 0.05 地球表面和 云顶温度1000m 3211.770～12.270μm0.051000m劈窗算法介绍McMillin （1975年）最早提出了劈窗算法，最先是用于海面温度的反演，这种方法是利用2个相邻的热红外窗口大气水汽吸收特性的差异，把海面温度表达成2个热红外窗口亮度温度的线性组合。
Price （1984年）最先把劈窗算法推广到陆面温度的反演，通过引入比辐射率改正项来减小因陆地表面比辐射率变化而引起的误差。
Becker 从理论上证明了用分裂窗技术反演地表温度的可行性，并且第一次从理论上给出了使用分裂窗技术时大气和比辐射率对地表温度反演的影响。
Becker 和Li 根据热辐射传导的地方性特征，提出了著名的局地劈窗算法，已得到了较广泛的应用。
Wan 和Dozier 在Becker 和Li 的研究基础上，于1996年提出了一种广义的地表温度反演劈窗算法。
Sobrino 和Becker 用Lowtran 7对不同的大气、观测角度以及地表参数进行模拟，得出了各参数的表达式。
在这些表达式里，大气和比辐射率的作用是耦合在一起的。
而Sobrino 等则通过某些近似把这2种作用分开了，通过对大气向下热辐射的近似解和对Planck 辐射函数的线性化。
覃志豪等推导了劈窗算法，该算法仅需要2个因素来进行地表温度的演算，即大气透过率和地表比辐射率[15][ 16]。
在众多的劈窗算法中，覃志豪等提出的算法由于需要参数少、计算简单且精度较高，被认为是较好的算法之一。
本文主要针对这一算法进行介绍。
覃志豪[15]等提出的针对MODIS 数据反演地表温度的劈窗算法使用的公式如下:0131232Ts A AT A T =+- （1）其中：Ts 是地表温度，31T 、32T 分别是MODIS 第31、32通道的亮温。
热红外辐射定标及地表温度反演研究
分类号密级UDC 编号中国科学院研究生院博士学位论文热红外辐射定标及地表温度反演研究朱利指导教师顾行发研究员中国科学院遥感应用研究所申请学位级别理学博士学科专业名称地图学与地理信息系统论文提交日期 2008-5-10 论文答辩日期2008-6-6培养单位中国科学院遥感应用研究所学位授予单位中国科学院研究生院答辩委员会主席中国科学院遥感应用研究所学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。
除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本声明的法律结果由本人承担。
论文作者签名：日期：年月日学位论文使用授权说明本人完全了解中国科学院遥感应用研究所关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；研究所有权保存学位论文的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；研究所可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的的前提下，研究所可以公布论文的部分或全部内容。
（保密论文在解密后遵守此规定）论文作者签名：导师签名：日期：年月日摘要摘要为了满足遥感定量化应用需求，需要开展热红外辐射定标研究和地表温度反演研究，这具有重要的意义。
论文以辐射传输模拟为主要手段，通过多场地、多时相场地辐射定标和无场地交叉辐射定标手段，开展高精度热红外辐射定标研究，再对劈窗和单窗通道设置下地表温度反演精度进行论证分析，最后进行海表温度的定量反演和真实性检验研究。
论文主要包括以下四个部分：第一部分：2004年8月至2007年9月在青海湖和达里湖进行了四次同步场地实验，对TERRA星MODIS传感器进行热红外场地辐射定标研究。
研究方法是在卫星过境时利用定标好的红外辐射计CE312测量水体向上的辐亮度，同时进行气象探空观测获取当时当地大气温湿压廓线，探空数据输入到辐射传输模型MODTRAN计算出大气透过率和向上程辐射，从而推算出卫星入瞳处的通道表观辐亮度。
基于热红外和微波数据的地表温度和土壤水分反演算法研究
基于热红外和微波数据的地表温度和土壤水分反演算法研究
地表温度和土壤水分反演算法是基于热红外和微波数据的遥感
技术，可以用来监测地表温度和土壤水分状况，对于农业、地质、环境等领域的应用具有重要意义。
该反演算法的研究主要包括以下几个方面:
1. 热红外和微波数据的采集和处理：采集和处理热红外和微波数据是反演算法的基础。
这些数据可以通过卫星、飞机、无人机等平台进行采集，通常需要用到多光谱、高分辨率遥感技术。
2. 地表温度和土壤水分反演模型的构建：基于热红外和微波数据的地表温度和土壤水分反演模型可以分为基于物理机理模型和基
于统计学模型两种类型。
前者主要包括热红外遥感模型、微波遥感模型、地表温度模型、土壤水分模型等;后者则主要包括回归分析、支持向量机、神经网络等算法。
3. 反演算法的优化和提高：反演算法的优化和提高是提高遥感数据精度和可靠性的重要环节。
这包括数据预处理、数据增强、参数优化、模型选择等多个方面。
4. 反演算法的验证和评价：反演算法的验证和评价是衡量遥感数据质量和反演结果的关键。
通常采用对比实验、专家评估、误差分析等方法来评估反演算法的性能和精度。
基于热红外和微波数据的地表温度和土壤水分反演算法是遥感
技术的一个重要应用方向，其研究涉及到多个学科领域，包括物理学、地理学、统计学、计算机科学等。
随着遥感技术的不断发展和算法的
不断优化，该反演算法的研究将会更加深入和广泛。
基于ETM+热红外波段的南京地区地表温度反演算法研究的开题报告
基于ETM+热红外波段的南京地区地表温度反演算法研究的开题报告一、研究背景地表温度是地球表面能量平衡的重要参数之一，它对于气候变化、水资源管理、生态环境监测以及城市热岛效应等方面的研究具有重要意义。
而热红外波段遥感技术是获取地表温度的有效手段之一，它可以通过卫星遥感技术获取大范围、高精度的地表温度数据，因此被广泛应用于地球表面温度的检测与监测。
南京是中国东部经济发展最为活跃的城市之一，城市化进程快速推进，城市热岛效应日益显著。
而随着热红外遥感技术的不断发展和卫星数据的不断更新，精准、高效地获取南京地区的地表温度数据对于深入研究城市热环境、生态环境和耕地生产能力等方面具有重要意义。
因此，开展基于ETM+热红外波段的南京地区地表温度反演算法研究是十分必要的。
二、研究目的本研究旨在建立一种基于ETM+热红外波段的南京地区地表温度反演算法，能够对南京地区的地表温度进行高精度、高分辨率的反演。
具体目标如下：1. 研究ETM+卫星数据中热红外波段反演地表温度的算法。
2. 对ETM+卫星数据进行预处理和校正，包括辐射定标和大气校正。
3. 确定合适的地表温度反演模型，通过对南京地区地表温度数据进行样本分析和模型比较，选择合适的模型。
4. 进行地表温度数据的验证和误差分析，评估算法的可靠性和精度。
三、研究内容本研究将包括以下内容：1. ETM+卫星数据的获取与处理。
获取ETM+卫星数据，并进行预处理和辐射定标以及大气校正。
2. 地表温度反演模型的研究。
选择合适的地表温度反演模型，并根据南京地区地表温度数据进行模型的拟合、比较和分析。
3. 算法的实现和验证。
开发基于ETM+热红外波段的南京地区地表温度反演算法，并对算法进行验证和误差分析。
4. 结果分析与评估。
对算法得到的地表温度数据进行结果分析和精度评估，并与其他方法进行比较。
四、研究方法本研究将采取以下研究方法：1. 数据获取和处理。
获取ETM+卫星数据，并进行预处理、辐射定标和大气校正。
地表温度与近地表气温热红外遥感反演方法研究
地表温度与近地表气温热红外遥感反演方法研究一、本文概述本文旨在探讨和研究地表温度与近地表气温的热红外遥感反演方法。
随着遥感技术的快速发展，热红外遥感已成为获取地表温度信息的重要手段。
地表温度是地球表面与大气之间热交换过程的关键参数，对于理解地表能量平衡、气候变化、城市热岛效应等具有重要意义。
近地表气温作为地表与大气层之间的重要参数，对气象学、气候学、环境科学等领域的研究也具有重要作用。
本文将首先介绍热红外遥感的基本原理和方法，包括热红外辐射的基础理论、遥感传感器的选择和使用、遥感数据的获取和处理等。
在此基础上，我们将详细阐述地表温度和近地表气温的热红外遥感反演方法，包括遥感图像的预处理、辐射定标、大气校正、温度反演等步骤。
我们还将探讨不同反演方法的优缺点和适用范围，以及在实际应用中可能遇到的问题和解决方案。
本文还将对地表温度和近地表气温热红外遥感反演方法的应用进行综述，包括在气象学、气候学、环境科学、城市规划等领域的应用案例和研究成果。
通过本文的研究，旨在为相关领域的研究人员提供有益的参考和借鉴，推动热红外遥感反演技术的发展和应用。
二、理论框架与基本原理地表温度与近地表气温热红外遥感反演方法研究的理论框架主要基于热红外辐射传输理论、地表能量平衡原理和遥感反演算法。
这些理论共同构成了从卫星或航空遥感平台获取的热红外数据到地表温度或近地表气温的转换过程。
热红外辐射传输理论描述了热红外辐射在大气中的传播和与地表相互作用的过程，是遥感反演地表温度的基础。
地表能量平衡原理则提供了地表与大气之间能量交换的理论依据，是理解地表温度动态变化的关键。
遥感反演算法则是根据热红外数据和大气参数，结合辐射传输模型和地表能量平衡模型，反演出地表温度或近地表气温的方法。
在热红外遥感中，地表和大气发射的热红外辐射包含了丰富的温度信息。
地表温度可以通过测量地表发射的热红外辐射强度，结合大气参数和地表发射率，利用辐射传输方程求解得到。
基于卫星遥感数据的地表温度遥感反演与应用
基于卫星遥感数据的地表温度遥感反演与应用地表温度是地球表面的温度，它是地球气候系统中重要的参数之一。
随着卫星遥感技术的发展，利用遥感数据来反演地表温度的方法越来越受到关注，并在气候研究、环境监测、农业等领域得到广泛应用。
基于卫星遥感数据的地表温度反演主要利用热红外波段的遥感数据，如MODIS、Landsat等卫星传感器获取的热红外数据。
地表温度反演的基本原理是利用地表辐射热红外能量的辐射率与温度之间的关系，通过对热红外波段的辐射定量测量，推算出地表温度。
地表温度的反演方法主要包括基于辐射平衡原理的方法和基于物理模型的方法。
基于辐射平衡原理的方法是利用卫星遥感数据中的辐射率，通过辐射平衡方程计算地表温度。
基于物理模型的方法则是基于热辐射传输和能量平衡的物理原理，建立地表辐射和能量平衡方程，通过求解方程组来反演地表温度。
除了以上两种基础的反演方法，还有一些改进的算法被提出，如基于统计模型、基于遥感与气象资料联用等方法。
这些方法在提高地表温度反演精度和空间分辨率方面都具有一定的优势。
地表温度的遥感反演有着广泛的应用价值。
首先，在气候研究领域，地表温度是评估气候变化和研究城市热岛效应的重要指标之一。
通过对地表温度的长期观测和分析，可以揭示气候变化的趋势和规律，提供科学依据为气候预测和气候变化的评估。
其次，地表温度的反演可以应用于环境监测。
地表温度是环境质量和生态环境状况的重要反映指标之一。
通过对地表温度的监测和分析，可以评估土地利用变化对环境的影响，监测水资源的分布和变化，提供科学依据为环境保护和生态建设提供支持。
再次，在农业领域，地表温度的反演可以应用于农作物生长监测和病虫害预测。
由于农作物在不同生长阶段有不同的温度需求，通过观测地表温度可以评估农作物的生长状态和需水量，为农田水利管理提供科学依据；同时，通过地表温度的监测还可以预测农作物病虫害的发生程度，提前采取相应的防治措施，为农业生产提供技术支持和指导。
热红外数据反演地表温度.pptx
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• LST信息提 供了地表 能量平衡 状态的时 空变化信 息，同时 也在很多 应用中起 到了重要 作用。
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• 国际地圈 生物圈计 划（IGBP） 将LST列为 优先测定 的参数之 一
地面测量LST测量方式转变 空间测量
空间测量
？ 陆地表面的强非均质性
地表温度的复杂性
在大气传输过程中，地表热辐射能通过3-5μm和8-14μm两个窗口，这也 是大多数传感器的设计波段范围。 3-5μm和8-14μm两个窗口分别为TIR 和MIR的波段。
ak
的 ●仅考虑地表比辐射率(LSEs) 参
数 化
●考虑LSEs and WV
方 案
●同时考虑LSEs, WV, and VZA
• 多角度法 和SW法原理一致，多角度法在给定的通道的不同
的观测角度上不同的通道长度基于不同的大气 吸收。
Sobrino et al. (1996)提出线性
Sobrino et al.(2004c)提出剔除WV的影响的非线性修正算法
直接评估了卫星传 感器辐射能力和LST 反演算法订正大气 和发射率影响的能 力。
缺点
需要LST有一定的精 度，要求在夜间和
均质的地表。
• R-based
大气RTM使用卫星反演LST，大气廓线和LSEs 作为初始参数模拟TOA辐射
优点
不需要使用地面 LST测量
延伸，并且 可能适用于白天 或夜间
信息，精确的大气廓线和充分考虑对流层影响。
• 多通道法 考虑到单通道法需要已知LSEs、精度高的RTM和
大气廓线，这些需求在实际中很难满足。
由应用于海洋（利用在11和12μm的相邻通道中 的不同大气吸收，所谓的分裂窗（SW）算法， 不需要任何的大气廓线信息）获得SST的方法 推算出得到LST的算法（这些算法假设LSEs在 SW通道是已知的）。
热红外图像地表温度反演
主要内容
概述 温度反演基本原理 地表长波辐射传输建模 地表温度反演 地表能量与辐射平衡
1、概述——地表长波辐射
地球长波辐射
1、概述——城市热岛
城市热岛 遥感监测
1、概述——城市热环境监测
北京市城区地表温度遥感反演图
1997 2001
2004
1、概述——城市热环境监测
1997年北京城区地表温度等级分布图
•辐射出与观测物体相等的辐射能量的黑体温度 •亮温具有温度的量纲，但不具有温度的物理含义
Tkin 4
Tb4 , Tb
1/
T4 kin
2、温度反演的基本原理
真实温度Tkin
•分子运动温度（Kinetic temperature）、动力学温度 （dynamic temperature） •真实温度不会随着观测角度和观测方向而改变，它是地表能 量平衡结果的真实反映。
热红外遥感的波段选择
max T b
2.7 遥感图像DN与辐亮度的关系
L,T
2hc 2
5
ehc
1
kT
1
(焦耳·秒-1·米-2·球面度- 1·米-1)
其中：
h=6.6261*10-34Js-1, Planck 常数 k=1.3806*10-23JK-1, Boltzmann常数 c= 3.0*108ms-1, 光速 e=2.7183，常数 T, 绝对温度 λ，电磁辐射的波长 L，辐射亮度
主要内容
概述 温度反演基本原理 地表长波辐射传输建模 地表温度反演 地表能量与辐射平衡
2、温度反演的基本原理
自然界任何高于热力学温度的物体都向外辐射具有一 定能量和波长的电磁波；
热红外遥感地表温度反演专题产品生产技术规程
热红外遥感地表温度反演专题产品生产技术规程第一章总则1.1 目的地表温度是地球表面特征之一，具有重要的环境和气候学意义。
通过热红外遥感技术获取地表温度数据，可以为城市规划、环境监测、水资源管理等提供重要的支持。
本规程旨在规范热红外遥感地表温度反演产品的生产技术，确保产品质量和准确性。
1.2 适用范围本规程适用于热红外遥感地表温度反演专题产品的生产技术，涉及数据获取、处理、反演算法及产品质量控制等方面。
第二章产品数据获取2.1 数据源热红外遥感地表温度反演产品的数据主要来源于卫星遥感数据，包括MODIS、LANDSAT、SENTINEL等卫星数据。
2.2 数据预处理对卫星遥感数据进行云、影子、大气等干扰源的去除，确保反演产品的准确性和可靠性。
第三章反演算法3.1 温度反演原理基于热红外遥感数据，采用辐射传输理论和地表能量平衡原理，通过数学模型反演地表温度。
3.2 算法评估和优化对不同地表类型、气候条件下的温度反演算法进行评估和优化，确保产品在不同环境条件下的适用性和准确性。
第四章产品质量控制4.1 精度评定采用地面观测数据对反演产品的精度进行评定，确保产品满足用户需求和科研要求。
4.2 产品发布标准制定产品发布标准，包括产品格式、坐标系统、元数据内容等，确保产品的标准化和规范化。
第五章技术保障5.1 人员培训对生产技术人员进行专业培训，提高其热红外遥感地表温度反演专题产品生产技术水平。
5.2 技术研究开展热红外遥感地表温度反演技术研究，不断提升产品的质量和性能。
结语热红外遥感地表温度反演专题产品生产技术规程的制定和执行，对于推动热红外遥感技术在环境、气候等领域的应用具有重要意义。
我们将严格按照本规程要求，不断提升技术水平，生产出更加准确可靠的地表温度反演产品，为社会经济发展和环境保护做出更大贡献。
第六章产品应用与服务6.1 热红外遥感地表温度反演产品在城市规划中的应用地表温度是城市规划和建设中的重要参考因素之一。
基于TM8卫星热红外数据地表温度反演及模型实例应用分析
基于TM8卫星热红外数据地表温度反演及模型实例应用分析摘要：本文采用ENVI/IDL编程技术，针对Landsat 8卫星运行陆地成像仪（OLI）和热红外传感器（TIRS）数据波段特点，对劈窗算法进行了推导，提出适合Landsat 8新的劈窗算法模型流程图，推导新的劈窗算法系数，对地表比辐射率和大气透过率这两个关键参数进行了重新拟合、分析和反演，最后反演出Landsat 8卫星珠三角区域的LST。
关键词：地表温度；TM8卫星；模型实例；反演1地表温度以及TM8卫星地表温度（LST，Land surface temperature）是区域和全球地表生物、物理和化学过程中的关键因子，在地表和大气交互及能量交换中发挥着重要的作用，对地表能量平衡的研究以及气候、水文、生态和生物等学科研究均有重要意义。
在农业气象和气候、作物长势和农业干旱监测、农业大面积病虫害监测、农作物估产、农田耗水量估算、林业灾害预测和地震红外辐射异常等环境生态检测评价研究中发挥着举足轻重的作用。
由于遥感卫星获取地物信息具有速度快、周期短、范围广、信息量大和连续监测等优点，借助遥感卫星能为反演地表温度提供一个重要途径。
由于TM8卫星是在原Landsat卫星基础上继承和发展并在原来Landsat卫星上进行重要的改进，因此具有很强的一致性，所以对TM8卫星研究分析农业中的利用有助于使TM8数据向TM和ETM+数据的平稳过度。
2 地表比辐射率和大气透过率反演2.1 地表比辐射率反演研究表明，地表比辐射率对地表温度变化很大，比辐射了每变化0.01可以引起地表温度的差别接近2K，因此地表比辐射率是LST反演的关键参数。
由于TM8卫星OLI传感器提供了丰富的地表信息，可以利用Sobrino等人提供的NDVI阈值法估算地表比辐射率，该方法具有较高的精度和可操性。
首先在影像上确定纯植被的NDVI最大值为0.89，裸土NDVI最小值为0.05。
2.2 大气透过率反演大气透过率跟大气中的成分有很大关系，而大气中的水分含量变化是大气透过率波动的主要因素。