用HJ-1B卫星数据反演地表温度的修正单通道算法  被引量:31

A modified single-channel algorithm for land surface temperature retrieval from HJ-1B satellite data

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作  者:周纪[1,2,3] 李京[2,3] 赵祥[2] 占文凤[2,3] 郭建侠[4] 

机构地区:[1]电子科技大学地表空间信息技术研究所,四川成都610054 [2]北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室,北京100875 [3]北京师范大学民政部/教育部减灾与应急管理研究院,北京100875 [4]中国气象局气象探测中心,北京100081

出  处:《红外与毫米波学报》2011年第1期61-67,共7页Journal of Infrared and Millimeter Waves

基  金:国家重点基础研究发展计划项目(2007CB714402);国家高技术研究发展计划(2007AA120205;2007AA120306);遥感科学国家重点实验室开放基金(OFSLRSS201003);中央高校基本科研业务费专项资金资助

摘  要:目前用于地表温度反演的单通道算法主要针对窄视场传感器建立.HJ-1B卫星红外相机为宽视场传感器,其热红外通道(IRS4)观测天顶角可达±33°以上,在地表温度反演时必须剔除传感器观测角度的影响.以大气辐射传输模拟为基础,建立了基于传感器观测天顶角-大气函数系数的修正单通道算法.针对HJ-1B卫星与Terra卫星过境时间接近的特点,提出将MODIS大气水汽含量产品作为单通道算法的输入参数,并建立了观测天顶角-垂直与斜程大气水汽含量转换系数查找表.基于对光谱数据的模拟,给出了适用于IRS4通道的地表发射率确定方法.验证结果表明,修正单通道算法平均反演误差在1.1K以内,比不考虑传感器观测角度的单通道算法精度提高0.1~0.7K,反演误差对于传感器观测天顶角依赖性减弱.对实际HJ-1B卫星影像的应用结果表明,修正单通道算法反演的地表温度与MODIS地表温度产品具有较好的一致性.The currently used single-channel algorithms for land surface temperature(LST) retrieval are mainly proposed for sensors with limited scopes.The coverage of the infrared camera(IRS) onboard HJ-1B satellite is broad,and the view zenith angle of IRS channel 4 can reach ±33°.Therefore,the effects of view angle should be eliminated when retrieving LST with IRS4.Based on atmospheric radiative transfer simulation,this research explored a look-up table for view zenith angle(VZA)-coefficients of atmospheric functions and then proposed an improved single-channel algorithm for estimating LST from IRS4 images.According to the fact that the overpass time of HJ-1B and Terra are very close,the research investigated the possibility to integrate the water vapor provided by MODIS into the improved single-channel algorithm.In addition,this research proposed a practical routine to calculate the land surface emissivity of IRS4.Validation shows that the average absolute error of the improved algorithm is below 1.1K,which is about 0.1~0.7K lower than the algorithm without considering the view zenith angle.Application to the HJ-1B satellite imagery indicated that land surface temperatures retrieved with the improved algorithm are consistent with those provided by MODIS product.

关 键 词:地表温度 单通道算法 大气辐射传输模型 HJ-1B卫星 

分 类 号:TP732.2[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]

 

参考文献:

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