[發明專利]從MODIS數據反演地表溫度和發射率方法

無效

• 申請號: 200910092458.3
• 申請日: 2009-09-15
• 公開（公告）號: CN101655564A
• 公開（公告）日: 2010-02-24
• 發明（設計）人: 毛克彪;王道龍;李滋睿;王建明;韓麗娟;黃健熙
• 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;中國農業大學;國家氣象中心
• 主分類號: G01S17/88
• 分類號: G01S17/88;G01S17/95;G01S7/48;G01S7/497;G06N3/02
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技術領域

本發明涉及一種從遙感數據MODIS反演地表溫度和發射率的方法，能夠應用在氣象、環境監測、土地管理、農情監測、以及國防軍事等遙感部門。

背景技術

地表溫度是指地表表層的溫度，地表發射率是衡量地物在熱紅外波段輻射能力的一個非常重要的指標。地表溫度和發射率在氣候變化研究中是兩個非常重要的參數，其重要性已經使熱紅外遙感成為遙感研究的一個重要領域，目前已經開發了很多實用的地表溫度遙感反演方法，如熱輻射傳輸方程法、劈窗算法、單窗算法和多通道算法。許多反演算法是針對具體的傳感器開發的，例如Qin?et?al[2001]針對NOAA-AVHRR開發了一個劈窗算法[Qin?Z.H.，Olmo?G.D.，and?Karnieli?A.，Derivation?of?split?window?algorithm?and?its?sensitivity?analysis?forretrieving?land?surface?temperature?from?NOAA-advanced?very?high?resolutionradiometer?data，J.Geophys.Res.，2001，22，655-22，670.]，由于AVHRR傳感器上沒有近紅外波段反演大氣水汽含量，只能通過氣象站點或者其他傳感器獲得大氣參數。1999、2002年搭載MODIS遙感器的對地觀測衛星發射成功，為全球和區域資源環境動態監測開辟了又一新的途徑。MODIS是一個擁有36個波段的中分辨率遙感系統(如圖1)，每1～2天可獲得一次全球觀測數據，其飛行與太陽同步，每天同一區域至少可獲得晝夜兩景圖像，并且是免費接收，因此非常適合于中大尺度的區域資源環境動態監測。在MODIS的36個波段中有8個是熱紅外波段(如表1)，因而非常合適于區域尺度的地表熱量空間差異分析。但是，目前針對MODIS遙感數據的地表溫度反演方法不是很多，萬正明等在1996和1997年在MODIS傳感器還沒有搭載衛星上天之前，針對這個傳感器提出了兩種反演算法[Wan?Z.and?Dozier?J.，A?generalized?split-window?algorithm?forretrieving?land?surface?temperature?measurement?from?space，IEEE?Trans.Geosci.Remote?Sens.，1996，34：892-905.；Wan?Z.M.，Li?Z..L.，A?Physics-Based?Algorithmfor?Retrieving?land-surface?emissivity?and?temperature?from?EOS/MODIS?data.IEEETrans.Geosci.Remote?Sens.，1997，35：980-996.]。其中一個是劈窗算法，只反演地表溫度，該算法中發射率是通過地表分類數據和發射率庫匹配得到。由于受云等的影響，分類產品不具備實時性，所以地表發射率也不具備實時性；另外一個算法是能同時反演地表溫度和發射率，該算法同時需要白天和晚上的數據，由于數據匹配原因和該算法需要的一些參數需要其它同時搭載的傳感器或者其它反演產品獲得，使得同時反演的溫度產品分辨率從1×1公里降低到5×5公里。這兩個算法被美國宇航局(NASA)采用作為產品算法。但算法比較復雜，一般科研人員難以實現，比較復雜。