考虑地形和邻近效应的高空间分辨率山区地表温度遥感反演  

作　　者：何志伟 唐伯惠 李召良[3,4] 

机构地区：[1]昆明理工大学国土资源工程学院,昆明650093 [2]云南省教育厅高原遥感重点实验室,昆明650093 [3]中国科学院地理科学与资源研究所,资源与环境信息系统国家重点实验室,北京100101 [4]中国农业科学院农业资源与农业区划研究所,农业农村部农业遥感重点实验室,北京100081

出　　处：《中国科学：地球科学》2024年第11期3647-3663,共17页Scientia Sinica(Terrae)

基　　金：国家自然科学基金重点项目(42230109);云南省“兴滇英才支持计划”云岭学者项目(202221002);昆明理工大学高层次人才平台建设项目(7202221001);昆明理工大学博士研究生“拔尖创新人才”项目(CA24163M078A)资助。

摘　　要：地表温度是反映地-气相互作用的关键参数,目前热红外定量遥感技术是获取大尺度、高空间分辨率地表温度的唯一手段.精确反演高空间分辨率山区地表温度,对山区气候变化研究有着重要的作用.山区地形复杂、空间异质性强,使得地表和卫星传感器之间的几何关系发生变化,影响传感器接收到的地表辐射能,导致平面平行的假设不能成立.本文考虑山区复杂地形对大气下行辐射影响和周围像元的热辐射贡献,基于天空可视因子发展的一种山区热辐射传输模型,同时结合大气辐射传输模型MODTRAN 5.2,构建了一种适用于高空间分辨率山区地表温度反演的非线性通用分裂窗算法,并应用于Landsat-9 TIRS-2卫星遥感数据反演山区地表温度.分析结果表明,如果不考虑地形和邻近效应的影响,在山区崎岖地形条件下,将会造成较大的地表温度差异,模拟数据表明最高可达2.5K以上.此外,由于缺乏实测的山区地表温度,采用目前公认精度较高的三维辐射传输模型DART来间接验证本文方法反演的MLST精度.将反演的山区地表温度和发射率均输入DART模型中正向模拟Landsat-9波段10的星上亮温,与Landsat-9波段10的星上亮温对比,两个子区域的RMSE分别为0.50和0.61K,表明本文提出的方法可以获取高精度的山区地表温度.

关 键 词：山区地表温度 地形和邻近效应 非线性通用分裂窗算法 Landsat-9数据 DART模型 

分 类 号：P407[天文地球—大气科学及气象学]