[發明專利]一種遙感地表溫度產品角度效應校正方法

有效

• 申請號: 201910003326.2
• 申請日: 2019-01-03
• 公開（公告）號: CN109632106B
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 陳云浩;李永光;李京;楊淑婷
• 申請（專利權）人: 北京師范大學
• 主分類號: G01J5/00
• 分類號: G01J5/00
• 代理公司: 北京京萬通知識產權代理有限公司 11440
• 代理人: 許天易

一種遙感地表溫度產品角度效應校正方法，包括：使用MOD021KM數據計算像元31,32波段的亮度溫度；獲得像元大氣下界溫度T_air、大氣總水蒸汽含量CWV、傳感器觀測天頂角θv；獲得像元傳感器觀測方向通用劈窗算法系數C，A₁，A₂，A₃，B₁，B₂，B₃；確定像元的天頂發射率(ε₀)；計算像元的坡度(α)和坡向計算本地反射角(θ₀)；獲得地表不同覆蓋類型純像元在傳感器觀測角度﹣65°到﹢65°之間的平均發射率數據集；獲得不同觀測天頂角相對天頂方向的發射率差數據集；假設像元在觀測方向相對天頂方向發射率變異的表達式；確定像元的在觀測方向的發射率表達式；計算地表溫度(T_s)。本發明結合已有的研究、數據和方法，提供了一種普適性強的像元級發射率方向性模型，可用于MODIS溫度產品角度效應校正中。

技術領域

本發明涉及熱紅外遙感地表溫度反演領域，尤其涉及一種基于多種MODIS地表溫度發射率產品的地表方向發射率確定方法，及其在校正MODIS溫度產品角度效應中的應用。

背景技術

地表溫度常用來估計地球大氣界面能量收支，也是眾多生態、氣候、水文等模型中不可缺少的參量。隨著人類科技的進步，生產力的提高，大氣中碳排放量大大增加，加劇了溫室效應，全球變暖已經從一個概念變成了可以覺察得到的事實，全球變暖致使兩極冰川融化，海平面上升，極端氣候頻發。地表溫度是人類研究全球變暖規律，預測全球升溫趨勢重要依據，研究結果是制定碳排放政策，達成國際氣候協定的重要理論基礎，因此精確測量地表溫度十分重要。

遙感技術的出現使得獲取全球或區域尺度的地表溫度成為了可能，常見的溫度反演算法除了溫度發射率分離算法，單通道算法，劈窗算法都需要地表發射率的先驗知識。地表發射率確定的方法有很多，例如，根據NDVI確定地表發射率(Valor E,CasellesV.Mapping land surface emissivity from NDVI:application to European,African,and South American areas[J].Remote Sensing of Environment,1996,57(3):167-184.)，根據TISI指數確定發射率(Becker F.Temperature-independent spectralindices in thermal infrared bands[J].Remote Sensing ofEnvironment,1990,32(1):17-33.)，使用α殘余法確定地表發射率(Kealy P S,Hook S J.Separating temperatureand emissivity in thermal infrared multispectral scanner data:implicationsfor recovering land surface temperatures[J].IEEE Transactions on GeoscienceRemote Sensing,2002,31(6):1155-1164.)。地表發射率方向性和地表的強異質性的存在增加了準確獲得像元級發射率的難度。中等分辨率成像光譜輻射計(MODIS：Moderateresolution imaging pectroradiometer)11_L2系列溫度產品未考慮發射率的方向性，基于使用基于分類發射率的靜態發射率確定方法也存在普適性弱的缺點。而發射率每變化0.01，對溫度反演產生的誤差為0.5K以上。