改進(jìn)的基于訂正ALPHA差值譜的TES算法

與可見光遙感不同, 熱紅外傳感器測(cè)得的輻射亮度值是溫度和發(fā)射率的函數(shù), 因此, 對(duì)于熱紅外遙感, 溫度和發(fā)射率的分離是一個(gè)關(guān)鍵問題. 熱紅外地表溫度反演需要考慮的另一個(gè)問題是地表反射的大氣下行輻射訂正, 由于該項(xiàng)與地表發(fā)射率緊密聯(lián)系在一起, 在地表發(fā)射率未知的情況下, 該項(xiàng)很難消去. 研究從普朗克方程的維恩近似出發(fā), 引入Li和Becker等提出的大氣下行輻射修正項(xiàng), 以此為基礎(chǔ), 推導(dǎo)出與溫度無關(guān)的改進(jìn)ALPHA差值譜, 并進(jìn)一步提出消除維恩近似影響的修正項(xiàng). 在上述工作基礎(chǔ)上, 借鑒ALPHA導(dǎo)出發(fā)射率法和ASTER TES算法的優(yōu)點(diǎn), 提出改進(jìn)的基于訂正ALPHA差值譜的TES算法(ICADS TES). 由于算法采用多光譜反演技術(shù), 并且算法中包含波段差值、比值操作, 因而可以部分消除大氣、儀器噪聲等的影響, 具有良好的抗干擾能力. 采用不同大氣條件、下墊面類型、地表溫度組合的數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)表明, 算法具有很寬的適用范圍和穩(wěn)定性, 反演的溫度精度一般在0～1.5 K之間, 平均發(fā)射率精度在0～0.015之間. 算法反演溫度產(chǎn)品與ASTER數(shù)據(jù)下載中心 (Earth Observing System Data Gateway, EDG)提供的地表溫度產(chǎn)品相比, 相關(guān)性非常好, 相關(guān)系數(shù)接近1.0, 產(chǎn)品直方圖分布基本一致. 與現(xiàn)有發(fā)射率溫度分離算法相比, ICADS TES算法的優(yōu)點(diǎn)是適用的溫度和下墊面范圍寬, 不需要諸如地表分類、發(fā)射率方向性等先驗(yàn)信息支持, 計(jì)算結(jié)果不受參數(shù)設(shè)置影響, 更為客觀. 由于該算法不需要下墊面類型先驗(yàn)信息支持, 可以避免其他算法中出現(xiàn)的因地表誤分類、混合像元等問題引起的反演誤差. 與作者此前提出的基于訂正ALPHA差值譜的TES算法(CADS TES)相比, 算法考慮了大氣下行輻射的影響, 在大氣輻射特性已知的條件下, 可以獲得更好的反演結(jié)果.

作 者： 唐世浩 李小文 王錦地 朱啟疆 張麗華   作者單位： 唐世浩(國(guó)家氣象局衛(wèi)星氣象中心,中國(guó)氣象局中國(guó)遙感衛(wèi)星輻射測(cè)量和定標(biāo)重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室,北京,100081;北京師范大學(xué)遙感與GIS研究中心,遙感科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京,100875)

李小文,王錦地,朱啟疆,張麗華(北京師范大學(xué)遙感與GIS研究中心,遙感科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京,100875) 

刊 名： 中國(guó)科學(xué)D輯  ISTIC PKU 英文刊名： SCIENCE IN CHINA (SERIES D)  年，卷(期)： 2006 36(7)  分類號(hào)： P5  關(guān)鍵詞： 熱紅外   遙感   TES算法   發(fā)射率   溫度  

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