基于可见光红外成像辐射仪数据的地表温度反演-ingentaconnect.pdfVIP

第 30 卷 第 8 期 农 业 工 程 学 报 Vol.30 No.8 2014 年 4 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Apr. 2014 109 基于可见光红外成像辐射仪数据的地表温度反演 1,2 1,2※ 2 3 1 夏 浪 ，毛克彪 ，马 莹 ，孙知文 ，赵 芬 （1. 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所呼伦贝尔草原生态系统国家野外科学观测研究站，北京 100081 ； 2. 广州地理研究所，广州 510070 ； 3. 航天恒星科技有限公司，北京 100086 ） 摘 要：地表温度是农业旱灾和作物估产模型的重要参数。该文针对可见光红外成像辐射仪（visible infrared imager radiometer suite ，VIIRS ）传感器缺乏水汽通道的特点，联合 Aqua 卫星搭载的中分辨率成像光谱仪 （moderate-resolution imaging spectroradiometer，MODIS ）数据提出了基于分裂窗算法的VIIRS 地表温度反演方 法。对地表发射率和大气透过率这 2 个关键参数的获取进行了详细分析，选取了处于作物生长期的 2013 年 6 月 4 日VIIRS 数据进行实例验证分析。结果表明，与全国气象数据比较该文算法在大尺度上能够较好地获取中国地表 温度；与 MODIS 数据温度产品在高温产粮区比较，该文算法与 MODIS 温度产品精度较一致，两者差值小于 1 K。 使用 MODTRAN （moderate resolution transmission ）软件对算法的精度进行了模拟评价验证，分析表明：在一定 的水汽和地表发射率条件下，算法反演精度一般保持在 1 K 内，平均误差为0.431 K，误差标准偏差为 0.247 K 。 能够为农业干旱、作物长势等农情信息监测提供所需的地表温度数据。 关键词：遥感；温度；水汽；传感器；可见光红外成像辐射仪；反演；中分辨率成像光谱仪 doi ：10.3969/j.issn.1002-6819.2014.08.013 中图分类号：P407 文献标识码：A 文章编号：1002-6819(2014)-08-0109-08 夏 浪，毛克彪，马 莹，等. 基于可见光红外成像辐射仪数据的地表温度反演[J].农业工程学报，2014，30(8)： 109－116. Xia Lang, Mao Kebiao, Ma Ying, et al. Retrieval land surface temperature from visible infrared imager radiometer suite data[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2014, 30(8): 109 － 116. (in Chinese with English abstract) 法仅需要地表发射率、大气透过率和有效大气平均 0 引 言 作用温度 3 个参数就可以反演地表温度。1975 年 地表温度作为地气之间长波辐射和湍流热通量 McMillin[11] 提出针对陆地的分裂窗算法，此后 交换的直接驱动力，是地表能量变化的物理过程和全 Sobrino 等[12] 、Becker 和 Li[13] 、Wan 等[14] 、Qin 球尺度下局部水量平衡的最重要参数之一[1]，因此及