“高分五号”卫星地表温度反演与验证

【目的】“高分五号”卫星是中国首颗同时具有4 个热红外通道的遥感卫星，文章目 的是促进中国遥感卫星的应用，提高地表温度反演能力。【方法】文章对“高分五号”卫 星分别采用两通道劈窗算法和四通道劈窗算法反演得到内蒙古地区2019 年3 月份的地表温 度，并通过实测站点温度数据对反演温度进行检验。【结果】两通道劈窗算法的温度RMS 为 2.168 K，四通道劈窗算法的温度RMS 为1.609 K，结果表明四通道劈窗算法反演精度更高。 将四通道劈窗算法应用到2019 年3 月至6 月获取的山东省部分区域数据，反演了地表温度， 用于区域尺度农情信息监测与定量评价，为农业精细化管理提供技术支持。【结论】研究结 果表明，“高分五号”卫星地表温度反演精度较高，其高空间分辨率的地表温度信息将在农 业干旱监测中发挥重要作用。     

干旱区精河流域地表温度的模型反演研究

以精河流域绿洲为研究区,使用Landsat ETM⁺数据,采用单窗算法和普适性单通道算法对研究区地表温度进行反演,并将这两种算法的反演结果与研究区MODIS温度产品(MODIS LST)进行比较。结果表明：(1) 单窗算法和普适性单通道算法反演的结果总体趋势比较接近,研究区整体的平均温度相差约2k;(2) 采用改进型土壤调整植被指数(MSAVI)代替归一植被指数(NDVI)计算地表比辐射率可有效提高反演精度,并且同等条件下单窗算法的反演精度高于普适性单通道算法,两种算法的反演结果与MODIS LST的相关系数分别是0.9255和0.8651;(3) 在城镇区域,普适性单通道算法反演结果与MSAVI的相关性高于单窗算法,相关系数为0.8136,说明普适性单通道算法更适合干旱区大范围城镇地表温度的反演研究。     

基于劈窗算法的青岛地区地表温度反演研究

地表温度对于地球资源环境监测的意义十分重要,在农业、环境生态相关领域研究以及地表分析研究中都是重要的参数指标。气象测量难以大面积提供面状地温数据,而遥感监测成本低、时相性好、可提供面状数据等特点使其在地表温度监测中具有独特优势。该研究根据Landsat-8遥感数据,通过调整地表比辐射率估算方法后的劈窗地表温度反演算法实现了青岛地区地表温度的反演。并对结果与青岛市气象局网站提供的气象数据进行对比验证,反演结果总体符合实际情况,为沿海城市热能空间分布研究和城区规划提供参考依据。     

利用单通道算法对MERSI数据进行地表温度的反演研究

选取2008年8月16日MERSI 1km遥感数据,以新民为中心截取170×170像元区域作为研究区,选用具有普适性的单通道算法对其进行地表温度的反演。结果表明:MERSI LST数值低于观测值12k左右,低于MODIS LST18k左右。虽然MERSI LST反演结果未能达到理想偏差范围,但是反演温度的趋势与实际观测值和MODIS LST趋势基本一致,最高值均出现在康平,最低值则都出现在本溪。     

2019-3ml目录

目的地表温度是区域与全球尺度地表过程分析与模拟的重要参数,在地表与大气能量交换的过程中扮演着重要的角色。本文使用3种算法对北京地区Landsat-8影像进行地表温度反演,并使用MODIS 地表温度产品对反演结果进行交叉验证,评估Landsat-8用于地表温度反演的精度与适用性,为后续使用Landsat-8反演地表温度的研究提供参考。方法对反演地表温度所需的3个重要参数（大气平均作用温度、地表比辐射率、水汽含量）进行获取,得到3个算法的反演结果后,对各个算法的结果进行敏感性和差值分析,并将结果与同期MOD11A1地表温度产品进行对比分析。主要分析手段包括北京市不同行政区之间算法结果与温度产品的平均温度结果比较、不同地类之间算法结果与温度产品的平均温度结果比较,以及选取尺度效应较低、温度随时间变化较小的密云水库中心区域比较两者的温差。结果3个算法的反演结果总体平均温差不超过1 K,其中Cristóbal等提出的改进后单通道算法与其他两个算法的温差最小,Wang等提出的改进后单窗算法与其他两个算法的温差最大。Landsat-8地表温度反演结果普遍高于MODIS温度产品。通过选取密云水库中心区域对本研究反演结果和温度产品进行对比可以得出,3种算法结果与MODIS温度产品的总平均差值为1.373 K。结论反演结果总体上具有较理想的反演精度。Jiménez-Mu?oz提出的劈窗算法具有最好的敏感性分析结果,且与MODIS温度产品的结果最接近。Landsat-8反演结果与MODIS温度产品在总体地温分布规律上保持一致,但Landsat-8因具有更高的分辨率而能更好地分辨小地块不同地类的地温差异,在精确反演地表温度领域拥有更大的优势。      

基于Landsat8的地表温度反演精度评价及其对农业的影响

基于辐射传输算法,使用2014年1月~2014年4月期间云南省玉溪市市辖区四期Landsat8数据,反演成像时刻的地表瞬时温度场。对云南省近三十年各气象观测台站的1~4月的月平均气温使用多元回归方法分别建立温度与经度、纬度、海拔的多元线性回归方程,生成玉溪市1~4月平均气温栅格数据。依据气温日变化的正弦-指数模型的简化形式,推算卫星影像成像时刻的地面平均温度场,作为评价遥感反演地表温度精度的基准数据。通过对遥感反演的地表温度与基准数据的差值做直方图统计分析,结果显示:基于辐射传输算法的Landsat8反演的地表温度具有较高的精度,其误差符合正态分布规律,误差均值为-0.745℃,误差标准偏差是1.889℃。     

基于EOS/MODIS数据的裸土多层土温遥感反演研究——以陕西省为例

以EOS/MODIS为数据源,采用地表温度(LST)遥感信息模型耦合土壤温度CERES模型反演多层裸土土温。结果表明:土壤温度的模拟值与实测值的变化趋势比较一致,不同土层反演值和地面观察值的相关性均达极显著水平;5~60 cm土层土壤温度的平均绝对误差随土层加深逐渐降低,40~60 cm土层土壤温度的平均绝对误差降至1℃以内,但80、160 cm两层的反演精度误差则相对较大,说明结合其他模型,遥感能够反演一定深度土层的土壤温度,并达到一定精度。     

全天候区域地表蒸散发反演——以黑河流域为例

【目的】蒸散发是生物圈、岩石圈、水圈、冰雪圈和大气圈中水分循环和能量传输的重要控制因素。为克服区域尺度方法的主观性和站点尺度方法难以反映气象因子空间异质性的局限,文章以中国境内黑河流域为研究区域,使用2012年6月1日至9月15日的MODIS数据与CLDAS格网气象数据探索区域尺度全天候蒸散发遥感反演。【方法】该文利用逐像元地表温度—植被指数特征空间方法和Penman-Monteith公式分别估算晴空像元和有云像元的地表蒸散发,实现了区域尺度全天候蒸散发遥感反演。在分析研究区CLDAS气象数据的精度基础之上,利用MODIS数据反演的短波辐射来替代CLDAS气象数据中的短波辐射,作为全天候地表蒸散发的输入参数。最后,利用黑河流域4个不同站点实测的地表蒸散发数据对反演值进行验证。【结果】利用MODIS短波辐射代替CLDAS气象数据中的短波辐射,能够显著提高蒸散发的反演精度,4个站点反演值与实测值之间的平均均方根误差为76.3 W/m2。【结论】利用MODIS数据和CLDAS数据可以获得区域尺度的全天候蒸散发。在缺乏短波辐射数据或短波辐射数据精度较低的情况下,利用MODIS数据反演得到的短波辐射作为蒸散发模型的参数输入,能较大地提高蒸散发的反演精度。     

热红外遥感对马尾松林松材线虫病早期响应研究

松材线虫病由于传播速度快、致死率高等特点也被称“松树的癌症”,早期监测非常重要。基于Landsat 8 TIRS热红外遥感数据评估绿色攻击阶段的植被温度的异常变化，并探究其监测潜力。应用2018年江西省吉安市万安县的Landsat 8 TIRS遥感数据，通过单窗算法反演地表温度(LST)。以30个100 m×100 m样地的受害马尾松林的枯梢率为指标，分别开展5月(绿色阶段)、7月(绿色攻击阶段)及11月(红褐色-灰色阶段)3个不同月份的LST与枯梢率(SDR)的相关性分析。对比分析热红外和Sentinel-2光学数据在早期监测能力上的差异。结果表明，1)Landsat 8反演的地表温度LST分布合理，对虫害区域有响应；2)LST与枯梢率在5月(0.01相似文献   

基于遥感数据的洞庭湖温度反演研究

根据Landsat TM数据,利用单窗算法对洞庭湖区域进行地表温度反演,得出湖区地表温度的分布规律。结果表明:温度反演成果可靠误差小,湖区温度比周边植被、裸露地地表温度偏低,湖泊冷湖效应明显;地表温度与土地利用类型紧密相关。研究成果对于改善湖区生态环境、加强科学规划洞庭湖具有参考价值。