[發明專利]一種基于輻射亮度的劈窗地表溫度反演方法

有效

• 申請號: 201710372227.2
• 申請日: 2017-05-23
• 公開（公告）號: CN107389198B
• 公開（公告）日: 2019-09-20
• 發明（設計）人: 王猛猛;何國金;張兆明;王桂周;龍騰飛;尹然宇
• 申請（專利權）人: 三亞中科遙感研究所
• 主分類號: G01J5/00
• 分類號: G01J5/00
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 郝明琴

1.一種基于輻射亮度的劈窗地表溫度反演算法，其特點是以星上輻射亮度直接作為算法的輸入；步驟為：

第一步、計算星上輻射亮度，星上輻射亮度L₃₁和L₃₂由影像DN值經輻射定標得到；

第二步、計算地表比輻射率，地表比輻射率ε₃₁和ε₃₂用NDVI閾值法計算得到；

第三步、計算大氣水汽含量，大氣水汽含量w用比值法從近紅外數據反演得到，或用基于NDVI的劈窗協方差與方差比法從熱紅外數據反演得到；

第四步、計算地表溫度，地表溫度的計算公式為：

其中B₃₁(T_S)＝A₀L₃₁-A₁L₃₂+A₂；

式中，T_S表示地表溫度，B₃₁(T_S)表示溫度為T_S的黑體對應的MODIS31波段的輻射亮度，K_31,1和K_31,2分別表示MODIS31波段的熱紅外輻射常數，L₃₁和L₃₂分別表示MODIS31和32波段的星上輻射亮度，A₀、A₁和A₂表示劈窗系數，計算公式如下：

式中，k(L₃₁)和b(L₃₁)表示兩個熱紅外通道輻射亮度之間轉化相關的參數，C₃₁、C₃₂、D₃₁和D₃₂表示中間變量，k(L₃₁)和b(L₃₁)的計算公式如下：

式中，K_32,1和K_32,2分別表示MODIS32波段的熱紅外輻射常數；

C₃₁、C₃₂、D₃₁和D₃₂的計算公式如下：

C₃₁＝ε₃₁τ₃₁；

C₃₂＝ε₃₂τ₃₂；

式中，ε₃₁和ε₃₂分別表示MODIS31和32波段的地表比輻射率，τ₃₁和τ₃₂分別表示MODIS31和32波段的大氣有效透過率，和分別表示MODIS31和32波段的大氣上行輻射與大氣下行輻射的比值；τ₃₁、τ₃₂、和的計算公式如下：

τ₃₁(θ)＝1-(0.088373·w+0.04424)/cos(θ)

τ₃₂(θ)＝1-(0.096298·w+0.118442)/cos(θ)

式中，w表示大氣水汽含量。