文档介绍：第 33卷第 3期干旱区地理 33 No. 3

2010年 5月 AR ID LAND GEOGRAPHY M ay. 2010
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高光谱热红外数据反演地表温度与比辐射率方法研究
王新鸿 1, 2, 4, 邱实 3, 姜小光 4, 欧阳晓莹 1, 2, 李召良 1, 3
( 1 中国科学院地理科学与资源研究所, 北京 100101; 2 中国科学院研究生院, 北京 100039;
3 LSIIT /ENSPS, 5 Bld Sebastien Bran t, 67400, Illkirch, France; 4 中国科学院光电研究院, 北京 100190)
摘要: 地表温度与地表比辐射率是陆地表层系统的两个重要特征物理量, 它们反演的精度将在
很大程度上影响间接导出的地表参量的准确性和相关遥感应用的有效性。多光谱热红外反演温度
和比辐射率受到陆地表面类型复杂而观测信息不足的限制, 很难同时反演出精确的地表温度数值
和地表比辐射率数值。高光谱热红外传感器的出现, 为更好地解决这一难题带来了机遇。利用高
光谱热红外数据的优势和特性, 提出了一种基于大气下行辐射残余指标(DRRI )的方法, 实现了地
表温度与地表比辐射率的准确分离。通过高光谱热红外模拟数据的反演实验表明 DRRI 方法具有
运算速度快、结果精度高、抗噪声干扰能力强等优点。该方法能够应用于野外测量的高光谱热红外
数据以及经准确大气校正后的星载高光谱热红外数据。
关键词: 高光谱; 热红外; 地表温度; 比辐射率; 大气下行辐射残余指标(DRRI); 遥感
中图分类号: TP751 文献标识码: A 文章编号: 1000- 6060( 2010) 03- 419- 08( 419~ 426)
地表温度与地表比辐射率是陆地表层系统的两热红外传感器观测到的辐亮度可以表示为 1 52:
个重要特征物理量, 它们在城市热岛效应与绿洲冷
Lsat = S @ EB (T ) + ( 1- E )L| + L{ , ( 1)
岛效应、遥感干旱指数、地震红外辐射异常等环境生 i i i i i i i
1 1- 42 sat
态监测评价研究中发挥着举足轻重的作用。地式中: i为通道号; Li 为第 i通道的星上观测辐亮
表温度与比辐射率反演的精度将在很大程度上影响
度; Si 为第 i通道范围内的大气平均透过率; Ei 为第
间接导出的地表参量的准确性从而对后续应用能
, i通道范围内的地表平均比辐射率; T 为地表温度;
否取得成功起决定性作用。在利用多光谱热红外遥
Bi (T )为地表温度 T 时第 i通道范围内的黑体平均
感数据提取地表温度和比辐射率的过程中, 由于受
发射辐亮度; L| 为第 i通道范围内的平均等效大气
制于问题本身的不确定性和观测通道数量的限制, i
{
很难做到将这两个数据同时准确反演。增加观测光下行辐射(定义为大气下行辐照度除以 P ); Li 为
谱的精细程度, 把高光谱技术融入热红外遥感, 理论第 i通道范围内的平均大气上行辐射。
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上是克服前述困境的一条可探索的途径。本文利令 Li 为(假定把)传感器放在近地面时朝下
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