基于fy3热红外数据的地表温度反演方法研究-农业机械学报.pdfVIP

２０１４年 ６月 农 业 机 械 学 报 第 ４５卷 第 ６期 ｄｏｉ：１０．６０４１／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００１２９８．２０１４．０６．０４１ 基于ＦＹ３热红外数据的地表温度反演方法研究 １ ２ ３ １ １ 鲍艳松 　李紫甜 　王冬梅 　闵锦忠　严　婧 （１．南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心，南京 ２１００４４； ２．南京信息工程大学大气物理学院，南京 ２１００４４；３．江苏省水利科学研究院，南京 ２１００１７） 摘要：使用中分辨率大气辐射传输模式 ＭＯＤＴＲＡＮ模拟风云三号卫星（ＦＹ３）热红外通道数据，基于模拟数据，利用 分裂窗温度反演方法，建立地表温度反演模型。利用平均比辐射率方法确定像元比辐射率，并将该反演模型用于 江苏省３个时次（２０１２年 １月２３日、２月３日和２月 １１日）的地表温度反演。将反演结果与 ＭＯＤＩＳ的温度产品进 行了对比分析，分析反演模型的系统偏差，并对反演模型进行修订。验证试验结果表明：修订后模型反演的地表温 度与 ＭＯＤＩＳ温度产品的平均相关系数为０８７７，均方根误差为 １３３Ｋ；相比于同时期的ＦＹ３温度产品，所建模型反 演的地表温度与 ＭＯＤＩＳ温度产品更为接近。 关键词：风云三号卫星　地表温度　遥感反演 中图分类号：Ｐ４０７１；Ｐ４２３７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００１２９８（２０１４）０６０２６６０９ （ＭＥＲＳＩ），其资料可用于地表温度反演。目前， 　　引言 ＭＯＤＩＳ的温度产品在海洋区域精度可达 ０５Ｋ，在 地表温度（Ｌａｎｄｓｕｒｆａｃｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ＬＳＴ）是影 陆地区域最高精度可达 １Ｋ。相比于 ＭＯＤＩＳ产品， 响区域和全球尺度陆面过程的一个重要因子，是陆 我国的ＦＹ３温度产品精度还有一定差距［３１－３３］。为 ［１］ 气交界面通量计算的重要参数 ，直接决定地表的 提高 ＦＹ３地表温度反演精度，本文重点研究基于 ［２］ ［３－４］ 长波辐射 ，并间接影响潜热和显热通量 。它 ＦＹ３Ａ／ＶＩＲＲ数据和 ＦＹ３Ａ／ＭＥＲＳＩ数据的地表温度 在农业、气象、水文、地质和全球模式中有着广泛的 反演方法。使用 ＭＯＤＴＲＡＮ大气辐射传输模式模 ［５］ 应用 。对于地球科学众多研究领域，获取大范围 拟 ＦＹ３热红外通道数据，利用分裂窗地表温度反演 的高时空分辨率的地表温度资料至关重要。遥感探 方法，构建基于ＦＹ３数据的地表温度分裂窗反演模 测技术可以获得大范围、时间连续的地表温度，能够 型。通过对比本研究的地表温度反演结果、ＦＹ３温 准确反映地表温度的时空分布［６］。因此，遥感地表 度产品和 ＭＯＤＩＳ温度产品，评价所建模型地表温度 温度反演对于地球科学众多领域的研究具有重要意 反演的精度。 义。 １　数据与方法 近年来，国内外对地表温度反演研究作了很多 工作。大致 可 以分 为单 通 道 法［７－１０］、多通 道 １１　研究区和数据集 法［１１－１８］（分裂窗算法）、多角度法［１９－２１］以及多通道 为研究基于ＦＹ３资料的地表温度反演方法，选 和多角度相结合方法［２２－２４］。在这些方法中，基于 择江苏省为研究区，位于 １１６°１８′～１２１°５７Ｅ，３０°４５′～ ［２５］ ＭＯＤＩＳ资料的分裂窗算法研究最为广泛 。经过 ３