基于Landsat 8 TIRS数据的大气水汽含量反演劈窗算法  

Atmospheric Water Vapor Retrieval from Landsat-8 TIRS Data Using Split-window Algorithm

作　　者：王猛猛[1,2] 何国金[1] 张兆明[1] 王桂周[1] 尹然宇 龙腾飞[1] Wang Mengmeng He Guojin Zhang Zhaoming Wang Guizhou Yin Ranyu Long Tengfei(Institute of Remote Sensing and Digital Earth Chinese Academy of Sciences ,Beijing 100094 University of Chinese Academy of Sciences ,Beijing 100049 ,China)

机构地区：[1]中国科学院遥感与数字地球研究所数据深加工部,北京100094 [2]中国科学院大学,北京100049

出　　处：《遥感技术与应用》2017年第1期166-172,共7页Remote Sensing Technology and Application

基　　金：国家重大专项"大尺度全球变化数据产品快速生成方法"(2016YFA0600302);国家自然科学基金项目"基于可变端元光谱混合模型的森林叶面积指数反演方法研究"(61401461);海南省重大科技计划项目"海南省遥感大数据服务平台建设与应用示范"(ZDKJ2016021)

摘　　要：Landsat 8是2013年最新发射的Landsat卫星,携带了OLI和TIRS两个传感器,其中TIRS传感器获取了两个临近的热红外通道信息。劈窗协方差—方差比算法(SWCVR)是一种最通用的基于热红外的大气水汽含量反演方法,利用两个热红外通道(其中一个在大气窗口,另一个在大气吸收谱段)的吸收差异来反演大气水汽含量,该方法已经在MODIS等中低分辨率(1km)的热红外数据上得到很好的应用。将SWCVR算法移植到较高分辨率的Landsat 8TIRS数据上,并对水汽含量反演结果进行精度验证。气象数据验证结果表明,水汽含量的反演精度可以达到0.43g/cm^2。用MODIS水汽产品(MOD05)做交叉验证,反演的水汽含量和MOD05水汽含量的均方根误差(RMSE)为0.44g/cm^2,平均绝对误差(MAE)为0.34g/cm^2。总的来说,SWCVR算法应用于Landsat 8数据的水汽含量反演也能得到一个较高的精度。Landsat 8, newly lunched Landsat satellite, carried two sensors ： Operational Land Imager （OLI） and Thermal Infrared Sensor （TIRS）,The TIRS acquires the information of two thermal infrared spectral bands.The Split-Window Covariance-Variance Ratio （SWCVR） algorithm is most popular thermal infrared based algorithm for Atmospheric Water Vapor （AWV） retrieval, which has heen successfully applied to low resolution thermal infrared data, such as MODIS （with the resolution of 1 km）,!n this study,we at- tempt to adapt SWCVR algorithm to Landsat-8 Thermal TIRS data with the high resolution,and the vali- dation of the adapted algorithm was performed.As validation with meteorologiea! data,it has a precision of 0.43 g/cm^2.MOD 05 was used to cross validation ; the Root Mean Square Error （RMSE） and Mean Absolut Error （MAE） between AWV determined by this proposed method and that given by MOD 05 is 0.44 g/ cm^2 and 0.34 g/cm^2 respectively.Therefore the SWCVR algorithm for the WAV retrieval from Landsat-8 TIRS data has high accuracy.

关 键 词：热红外遥感 水汽含量 SWCVR LANDSAT 8 TIRS 

分 类 号：TP75[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]