热红外数据反演地表温度VIP免费

卫星反演LST的现状和展望李召良主要内容•背景介绍•基础理论背景•反演LST的各种算法•验证卫星反演LST的三种方法•未来发展和展望背景介绍LST的重要性1•在地-气过程中，LST是长波辐射和湍流热通量交换的直接驱动力。2•在局地-全球尺度下，LST是地表能量和水分平衡物理过程中的重要参数。3•LST信息提供了地表能量平衡状态的时空变化信息，同时也在很多应用中起到了重要作用。4•国际地圈生物圈计划（IGBP）将LST列为优先测定的参数之一地面测量空间测量LST测量方式转变在大气传输过程中，地表热辐射能通过3-5μm和8-14μm两个窗口，这也是大多数传感器的设计波段范围。3-5μm和8-14μm两个窗口分别为TIR和MIR的波段。热红外数据（TIR）通过辐射传输方程和LST联系起来。为了更好的从局域尺度理解地球系统同时得到高于10%精度的蒸散量数据，LST的精度要求小于1K。然而直接从TIR光谱区域的辐射发射估计LST是有困难的因为从卫星上的辐射计来测量辐射不仅依赖于地表参数，同时也有大气影响。除了辐射计刻度和云量，还需要考虑发射率和大气订正。？陆地表面的强非均质性地表温度的复杂性空间测量基础理论背景普朗克定律维恩位移定律是黑体的分光辐出度，是温度T(k)和波长的函数，C1和C2是物理常数。⑴⑵辐射传输方程RTEΘ，ψ分别代表天顶角和方位角⑶⑷从空间测量LST的困难和问题（1）从空间测量LST是数学未定的和未解决的（2）仪器噪声和错误在大气订正中对LST获取的精度影响很大（3）在测量的辐射中很难解耦LST、LSE（陆地表面发射率）和向下的大气辐射（4）大气订正很难实施（5）白天，反射的太阳辐射很难去除中红外数据（6）如何物理的介绍LST测量结果是一个关键问题（7）验证在传感器的像素尺度上星载测量的LST是一个挑战性问题。反演LST的算法LST算法•LSEs已知，可以归为三类：•单通道法，多通道法，多角度法•LSEs未知，可归为这三类：•逐步获取法•同步获取LSEs和已知大气信息的LST•同步获取未知大气信息已知LSEs•单通道法也称为模式发散法，利用卫星传感器单通道得到的辐射，选择大气窗区，订正大气衰减和发射后大气辐射。精度问题？缺点：高质量的辐射传输代码，需要已知LSEs的信息，精确的大气廓线和充分考虑对流层影响。•多通道法考虑到单通道法需要已知LSEs、精度高的RTM和大气廓线，这些需求在实际中很难满足。由应用于海洋（利用在11和12μm的相邻通道中的不同大气吸收，所谓的分裂窗（SW）算法，不需要任何的大气廓线信息）获得SST的方法推算出得到LST的算法（这些算法假设LSEs在SW通道是已知的）。•多通道法——不同的SW算法线性分裂窗算法在两个相邻的TIR通道i,j（11-12.5um）中相对于温度和波长线性化RTE非线性分裂窗算法其中ck和ak等同ak是系数，取决于响应函数gi,gj和两通道的发射率以及蒸散量WV和观测角度VZA。这一方法反演LST的精度取决于如何正确选择ak系数ak的参数化方案●仅考虑地表比辐射率(LSEs)●考虑LSEsandWV●同时考虑LSEs,WV,andVZA•多角度法和SW法原理一致，多角度法在给定的通道的不同的观测角度上不同的通道长度基于不同的大气吸收。Sobrinoetal.(1996)提出线性Sobrinoetal.(2004c)提出剔除WV的影响的非线性修正算法三种方法的比较•需要高质量的辐射传输代码，需要已知LSEs的信息，精确的大气廓线和充分考虑对流层影响。单通道法•不需要大气廓线数据，不考虑地形影响，LSEs精度对SW算法敏感，且具有很大的确定性多通道法•无需大气廓线数据，只适用于海水表面温度反演，不适用陆地多角度法未知LSEs的情况•逐步获取法①LSE是半经验的，取决于大气订正MIR和TIR辐射估计或者可见光/近红外测量。②估计LST，使用任何单一，多通道（SW）或多角度（双角）3.1节中描述的检索方法。包括分类：发射型方法（CBEM）、植被指数发射方法（NBEM）、温度独立光谱指数方法（TISI）。•已知大气信息，同步LST和LSE获取法包括TTM法，D/N法，GBE法，TES法，ISSTES法，LECTES法•LST，LSEs和大气廓线的同步获取包括ANN法，TSRM验证卫星反演LST的方法•验证是一个独立的评估反演数据不确定性的过程。没有验证，方法，算法和反演参数不能使用。主要包...