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国土资源遥感  2015, Vol. 27 Issue (2): 88-93    DOI: 10.6046/gtzyyg.2015.02.14
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用8.0~9.3 μm遥感数据反演地温的分裂窗算法性能分析
张晓1,2, 汤瑜瑜1, 黄小仙1, 危峻1
1. 中国科学院上海技术物理研究所, 上海 200083;
2. 中国科学院大学, 北京 100049
Performance analysis of split-window algorithms for retrieving land surface temperature using remote sensing data of 8.0~9.3 μm
ZHANG Xiao1,2, TANG Yuyu1, HUANG Xiaoxian1, WEI Jun1
1. Shanghai Institute of Technical Physics of Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200083, China;
2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
全文: PDF(3929 KB)   HTML  
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摘要 

新一代"图谱合一"的星载遥感传感器"推扫式宽视场成像光谱仪"设置了CH18(8.125~8.825 μm)和CH19 (8.925~9.275 μm)这2个波长在10 μm以内的热红外通道用于地温反演。为了验证传统的针对10~14 μm 大气窗口的分裂窗算法在8.0~9.3 μm大气窗口的适应性,介绍了基于Sobrino,Franca & Cracknell和Becker算法的3种分裂窗算法; 针对8.0~9.3 μm大气窗口的分裂窗波段设置进行了参数计算公式的修正; 并结合MODTRAN提供的热带模型、中纬度夏季模型、中纬度冬季模型、极地夏季模型、极地冬季模型和1976美国标准大气等6种标准大气模型,验证了各算法的地温反演精度。结果表明,Franca & Cracknell和Becker算法的误差在2 K以内,可以较好地移植于CH18和CH19的分裂窗反演地温; 但现行的3种分裂窗算法都难以保证地温误差小于1 K的要求。

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宋彩英
覃志豪
王斐
关键词 Landsat TMSUTME-DisTrad地表温度分解北京    
Abstract

Spaceborne wide-field imaging spectrometer sets up two channels, CH18(8.125~8.825 μm) and CH19 (8.925~9.275 μm) for retrieving land surface temperature. To verify the adaptability of the traditional split-window algorithms applied to the atmospheric window of 10~14 μm for the atmospheric window of 8.0~9.3 μm, the authors introduced three kinds of split-window algorithms, i.e., Sobrino,Franca & Cracknell and Becker, with the parameter calculation formulae being revised against band setting for split-window in atmospheric window of 8.0~9.3 μm, and verified the retrieved accuracies of land surface temperature by the six standard atmospheric models supplied by MODTRAN. The results show that the present 3 kinds of split-window algorithms fail to meet the land surface temperature precision requirement of less than 1K and are not suitable for direct transplantation.

Key wordsLandsat TM    SUTM    E-DisTrad    LST decomposition    Beijing
收稿日期: 2014-03-10      出版日期: 2015-03-02
:  TP751.1  
基金资助:

国家高技术研究发展计划(863计划)项目"星载热红外高光谱成像仪工程样机研制"(编号: 2013AA121102)和中科院知识创新工程项目"宽波段成像仪"(编号: Y1X09029N0X)共同资助。

作者简介: 张晓(1987-),男,博士研究生,主要研究方向为电路系统及航空遥感应用。Email:message1987@163.com。
引用本文:   
张晓, 汤瑜瑜, 黄小仙, 危峻. 用8.0~9.3 μm遥感数据反演地温的分裂窗算法性能分析[J]. 国土资源遥感, 2015, 27(2): 88-93.
ZHANG Xiao, TANG Yuyu, HUANG Xiaoxian, WEI Jun. Performance analysis of split-window algorithms for retrieving land surface temperature using remote sensing data of 8.0~9.3 μm. REMOTE SENSING FOR LAND & RESOURCES, 2015, 27(2): 88-93.
链接本文:  
https://www.gtzyyg.com/CN/10.6046/gtzyyg.2015.02.14      或      https://www.gtzyyg.com/CN/Y2015/V27/I2/88

[1] 覃志豪,Zhang M H,Arnon K,等.用陆地卫星TM6数据演算地表温度的单窗算法[J].地理学报,2001,56(4):456-466. Qin Z H,Zhang M H,Arnon K,et al.Mono-window algorithm for retrieving land surface temperature from Landsat TM6 data[J].Acta Geographica Sinica,2001,56(4):456-466.

[2] Jiménez-Muñoz J C,Sobrino J A.A generalized single-channel method for retrieving land surface temperature from remote sensing data[J].Journal of Geophysical Research:Atmospheres(1984—2012),2003,108(D22):4688-4695.

[3] Becker F,Li Z L.Towards a local split window method over land surfaces[J].International Journal of Remote Sensing,1990,11(3):369-393.

[4] Sobrino J A,Coll C,Caselles V.Atmospheric correction for land surface temperature using NOAA-11 AVHRR channels 4 and 5[J].Remote Sensing of Environment,1991,38(1):19-34.

[5] Qin Z H,Karnieli A.Progress in the remote sensing of land surface temperature and ground emissivity using NOAA-AVHRR data[J].International Journal of Remote Sensing,1999,20(12):2367-2393.

[6] 周宁,尹球.一种热红外分裂窗辐射量线性组合的陆地温度遥感反演方法[J].电波科学学报,2004,19(4):464-468. Zhou N,Yin Q.A method for retrieving land surface temperature based on the split window algorithm with linear combination of two bands' radiance[J].Chinese Journal of Radio Science,2004,19(4):464-468.

[7] 朱怀松,刘晓锰,裴欢.热红外遥感反演地表温度研究现状[J].干旱气象,2007,25(2):17-21. Zhu H S,Liu X M,Pei H.Summary on retrieval of land surface temperature using thermal infrared remote sensing[J].Arid Meteorology,2007,25(2):17-21.

[8] 覃志豪,Zhang M H,Arnon K.用NOAA-AVHRR热通道数据演算地表温度的劈窗算法[J].国土资源遥感,2001,13(2):33-42.doi:10.6046/gtzyyg.2001.02.07. Qin Z H,Zhang M H,Arnon K.Split window algorithms for retrieving land surface temperature from NOAA-AVHRR data[J].Remote Sensing for Land and Resources,2001,13(2):33-42.doi:10.6046/gtzyyg.2001.02.07.

[9] 丁莉东,覃志豪,毛克彪.基于MODIS影像数据的劈窗算法研究及其参数确定[J].遥感技术与应用,2005,20(2):284-289. Ding L D,Qin Z H,Mao K B.A research of split window algorithm based on MODIS image data and parameter determination[J].Remote Sensing Technology and Application,2005,20(2):284-289.

[10] 高懋芳,覃志豪,徐斌.用MODIS数据反演地表温度的基本参数估计方法[J].干旱区研究,2007,24(1):113-118. Gao M F,Qin Z H,Xu B.Estimation of the basic parameters for deriving surface temperature from MODIS data[J].Arid Zone Research,2007,24(1):113-118.

[11] 孙静,赵萍,叶琦.一种ASTER数据地表温度反演的劈窗算法[J].遥感技术与应用,2012,27(5):728-734. Sun J,Zhao P,Ye Q.A split-window algorithm for retrieving land surface temperature from ASTER data[J].Remote Sensing Technology and Application,2012,27(5):728-734.

[12] 孟鹏,胡勇,巩彩兰,等.用劈窗算法反演地表温度的通道问题讨论[J].国土资源遥感,2012,24(4):16-20.doi:10.6046/gtzyyg.2012.04.03. Meng P,Hu Y,Gong C L,et al.Discussions on using channels of split-window algorithm to retrieve earth surface temperature[J].Remote Sensing for Land and Resources,2012,24(4):16-20.doi:10.6046/gtzyyg.2012.04.03.

[13] 覃志豪,Li W J,Zhang M H,等.单窗算法的大气参数估计方法[J].国土资源遥感,2003,15(2):37-43.doi:10.6046/gtzyyg.2003.02.10. Qin Z H,Li W J,Zhang M H,et al.Estimating of the essential atmospheric parameters of mono-window algorithm for land surface temperature retrieval from Landsat TM6[J].Remote Sensing for Land and Resources,2003,15(2):37-43.doi:10.6046/gtzyyg.2003.02.10.

[14] Franca G B,Cracknell A P.Retrieval of land and sea surface temperature using NOAA-11 AVHRR data in north-eastern Brazil[J].International Journal of Remote Sensing,1994,15(8):1695-1712.

[15] Becker F.The impact of spectral emissivity on the measurement of land surface temperature from a satellite[J].International Journal of Remote Sensing,1987,8(10):1509-1522.

[16] 杨青生,刘闯.MODIS数据陆面温度反演研究[J].遥感技术与应用,2004,19(2):90-94. Yang Q S,Liu C.Retrieving land surface temperature from MODIS data[J].Remote Sensing Technology and Application,2004,19(2):90-94.

[17] 孟凡影.基于MODIS数据的地表温度反演方法——以吉林省西部为例[D].长春:东北师范大学,2007. Meng F Y.The Retrieval Algorithm of Land Surface Temperature Based on MODIS Data[D].Changchun:Northeast Normal University,2007.

[18] 贡璐.干旱区城市热岛效应定量研究[D].乌鲁木齐:新疆大学,2007. Gong L.Quantitative Research of Urban Heat Island Effect in the Arid Land[D].Urumqi:Xinjiang University,2007.

[1] 张鹏, 林聪, 杜培军, 王欣, 唐鹏飞. 南京市生态红线区高分辨率遥感精准监测方法与应用[J]. 国土资源遥感, 2020, 32(3): 157-164.
[2] 邢学文, 刘松, 钱凯俊. Landsat TM/ETM波段反射率与水面油膜厚度关系研究[J]. 国土资源遥感, 2019, 31(4): 69-78.
[3] 曹琦, 师满江, 周亮, 王婷, 彭黎君, 郑仕雷. 山地城市裸地时空变化的热环境响应特征研究[J]. 国土资源遥感, 2019, 31(4): 190-198.
[4] 张竞, 纪冬丽, 白耀楠, 苗晋杰, 郭旭, 杜东, 裴艳东. 基于遥感的潮白河中游冲积平原宏观沉积特征[J]. 国土资源遥感, 2019, 31(1): 156-163.
[5] 杨敏, 杨贵军, 王艳杰, 张勇峰, 张智宏, 孙晨红. 北京城市热岛效应时空变化遥感分析[J]. 国土资源遥感, 2018, 30(3): 213-223.
[6] 阎福礼, 徐建国, 鲁志弘. BJ-1智能小卫星多曝光量数据特征及其积雪提取方法研究[J]. 国土资源遥感, 2016, 28(1): 28-34.
[7] 尹锴, 田亦陈, 袁超, 张飞飞, 苑全治, 花利忠. 基于CASA模型的北京植被NPP时空格局及其因子解释[J]. 国土资源遥感, 2015, 27(1): 133-139.
[8] 宋彩英, 覃志豪, 王斐. 基于Landsat TM的地表温度分解算法对比[J]. 国土资源遥感, 2015, 27(1): 172-177.
[9] 陈征, 胡德勇, 曾文华, 邓磊. 基于TM图像和夜间灯光数据的区域城镇扩张监测——以浙江省为例[J]. 国土资源遥感, 2014, 26(1): 83-89.
[10] 苗李莉, 蒋卫国, 王世东, 朱琳. 基于遥感和GIS的北京湿地生态服务功能评价与分区[J]. 国土资源遥感, 2013, 25(3): 102-108.
[11] 闫敏, 张丽, 燕琴, 闫冬梅, 尤淑撑. 国产卫星数据在土地利用现状宏观监测中的应用评价[J]. 国土资源遥感, 2013, 25(1): 137-142.
[12] 吴志杰, 赵书河. 基于TM图像的"增强的指数型建筑用地指数"研究[J]. 国土资源遥感, 2012, 24(2): 50-55.
[13] 张志新, 邓孺孺, 李灏, 陈蕾, 陈启东, 何颖清.  ̄基于混合像元分解的南方地区植被覆盖度遥感监测——以广州市为例[J]. 国土资源遥感, 2011, 23(3): 88-94.
[14] 陈宇, 杜培军, 唐伟成, 柳思聪. 基于BJ-1小卫星遥感数据的矿区土地覆盖变化检测[J]. 国土资源遥感, 2011, 23(3): 146-150.
[15] 魏显虎, 张增祥, 胡顺光, 刘芳. 北京山区土地利用转移的系统性和随机性[J]. 国土资源遥感, 2010, 22(4): 77-84.
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