改進的基于訂正ALPHA差值譜的TES算法

與可見光遙感不同, 熱紅外傳感器測得的輻射亮度值是溫度和發(fā)射率的函數(shù), 因此, 對于熱紅外遙感, 溫度和發(fā)射率的分離是一個關鍵問題. 熱紅外地表溫度反演需要考慮的另一個問題是地表反射的大氣下行輻射訂正, 由于該項與地表發(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, 以此為基礎, 推導出與溫度無關的改進ALPHA差值譜, 并進一步提出消除維恩近似影響的修正項. 在上述工作基礎上, 借鑒ALPHA導出發(fā)射率法和ASTER TES算法的優(yōu)點, 提出改進的基于訂正ALPHA差值譜的TES算法(ICADS TES). 由于算法采用多光譜反演技術, 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)值模擬實驗表明, 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, 相關性非常好, 相關系數(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)射率方向性等先驗信息支持, 計算結果不受參數(shù)設置影響, 更為客觀. 由于該算法不需要下墊面類型先驗信息支持, 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(國家氣象局衛(wèi)星氣象中心,中國氣象局中國遙感衛(wèi)星輻射測量和定標重點開放實驗室,北京,100081;北京師范大學遙感與GIS研究中心,遙感科學國家重點實驗室,北京,100875)

李小文,王錦地,朱啟疆,張麗華(北京師范大學遙感與GIS研究中心,遙感科學國家重點實驗室,北京,100875) 

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

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