[發明專利]從MODIS數據反演地表溫度方法無效

申請號：	200910091030.7	申請日：	2009-08-24
公開（公告）號：	CN101629850A	公開（公告）日：	2010-01-20
發明（設計）人：	毛克彪;李三妹;張立新;覃志豪;周清波;王道龍	申請（專利權）人：	中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所;國家衛星氣象中心
主分類號：	G01J5/00	分類號：	G01J5/00;G01S17/00
代理公司：	暫無信息	代理人：	暫無信息
地址：	100081北***	國省代碼：	北京;11
權利要求書：	查看更多	說明書：	查看更多
摘要：
搜索關鍵詞：	modis 數據反演地表溫度方法
鉆瓜網技術展會專利詞庫專利權人專利榜在售專利公布日期熱門專利

【權利要求書】：

1、從MODIS數據反演地表溫度方法，其步驟為：

第一步，通過大氣水汽含量，計算MODIS第31和32波段的透過率

1-1)利用MODIS第19波段和第2波段計算比值T，然后利用這個比值計算大氣水汽含量W。利用大氣輻射傳輸模型MODTRAN4模擬計算得到大氣水汽含量與MODIS第31和32波段透過率的關系，計算得到的大氣水汽含量代入下面公式，計算得到第31波段和32波段的透過率。

τ31=2.89798-1.88366ew21.22704]]>

τ32=-3.59289+4.60414e-w32.70639]]>

第二步、通過植被指數NDVI計算MODIS傳感器第31和32波段的發射率。

2-1)讀入MODIS第1波段(近紅外波段)和第2波段(紅光波段)，計算NDVI。利用NDVI來判斷1平方公里分辨率像元的地物類型，然后根據美國噴汽推進實驗室(JPL)測試的ASTER波譜庫計算MODIS傳感器第31波段和32波段的發射率(ε₃₁，ε₃₂分別表示第31和32波段發射率)。計算如下：

當NDVI＜0時，是水體和雪，ε₃₁＝0.992，ε₃₂＝0.988

當0＜NDVI＜0.05，是裸土，ε₃₁＝0.986，ε₃₂＝0.991

當0.05＜NDVI＜0.65，為植被和裸土的混合像元。

利用PV指數混合像元中植被的覆蓋的比率。計算公式：

PV＝(NDVI-0.05)/0.6??????????(式5)

ε₃₁＝0.986*(1-PV)+0.972*PV，

ε₃₂＝0.991*(1-PV)+0.976*PV；

當NDVI＞0.65，為植被：ε₃₁＝0.972，ε₃₂＝0.976

第三步簡化輻射傳輸方程

3-1)簡化普朗克(Planck)普朗克(Planck)函數是一個非線性函數，為了簡化方程組，需要對普朗克(Planck)函數進行線性簡化。分別對MODIS的第31波段(10.780～11.280μm)和32波段(11.77-12.27μm))的熱輻射與溫度在273K-322K區間內的變化關系進行計算，得到如圖所示的計算結果。從圖中可以看出，熱輻射強度隨溫度的變化接近于線性關系。因此，對散點圖建立線性回歸方程，得到：

對第31波段：B₃₁(T)＝0.13787T₃₁-31.65677，R²＝0.9971

對第32波段：B₃₂(T)＝0.11849T₃₂-26.50036，R²＝0.9978

3-2)簡化輻射傳輸方程組，

對于MODIS的第31和32波段，簡化的輻射傳輸方程組可以寫成如下：

B₃₁(T₃₁)＝τ₃₁(θ)ε₃₁(θ)B₃₁(T_s)+[1-τ₃₁(θ)][1+(1-ε₃₁(θ)τ₃₁(θ)]B₃₁(T_a)

B₃₂(T₃₂)＝τ₃₂(θ)ε₃₂(θ)B₃₂(T_s)+[1-τ₃₂(θ)][1+(1-ε₃₂(θ)τ₃₂(θ)]B₃₂(T_a)

把3-1)中第31和32波段的簡化方程B₃₁(T)＝0.13787T₃₁-31.65677和B₃₂(T)＝0.11849T₃₂-26.50036分別代入輻射傳輸方程組，得到：

0.13787ε₃₁τ₃₁T_s＝0.13787T₃₁+31.65677ε₃₁τ₃₁-(1-τ₃₁)[1+(1-ε₃₁)τ₃₁](0.13787T_a-31.65677)-31.65677

0.11849ε₃₂τ₃₂T_s＝0.11849T₃₂+26.50036ε₃₂τ₃₂-(1-τ₃₂)[1+(1-ε₃₂)τ₃₂](0.11849T_a-26.50036)-26.50036

為了便于計算，將上面方程組中的系數分別記為：

A₃₁＝0.13787*ε₃₁*τ₃₁

B₃₁＝0.13787*T₃₁+31.65677*τ₃₁*ε₃₁-31.65677