[發明專利]一種基于衛星遙感數據的植被溫度和裸地溫度估算方法

有效

• 申請號: 202110047878.0
• 申請日: 2021-01-14
• 公開（公告）號: CN112857583B
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發明（設計）人: 張選澤;張永強;劉昌明
• 申請（專利權）人: 中國科學院地理科學與資源研究所
• 主分類號: G01J5/00
• 分類號: G01J5/00;G01N21/17
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產權代理事務所(普通合伙) 11435
• 代理人: 許媛媛

1.一種基于衛星遙感數據的植被溫度和裸地溫度估算方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟一、準備衛星遙感數據和地面氣象觀測數據；

步驟二、根據步驟一的數據計算植被覆蓋度；

步驟三、根據步驟一的數據分別計算裸地反照率、裸地發射率和植被發射率；

步驟四、計算裸地溫度和植被溫度；

所述植被溫度T_V的具體計算公式如下：

其中，T_S為裸地溫度，T_L為衛星遙感的陸地地表溫度，ε_L為地表發射率、f_V為植被覆蓋度，ε_V為植被發射率，ε_S為裸土發射率。

2.根據權利要求1所述的基于衛星遙感數據的植被溫度和裸地溫度估算方法，其特征在于：所述衛星遙感數據包括但不限于衛星遙感的陸地地表溫度T_L、地表反照率α_L、地表發射率ε_L、歸一化植被指數NDVI和葉面積指數LAI、土地利用、植被類型數據；地面氣象觀測數據包括但不限于下行短波輻射SW↓和下行長波輻射LW↓數據。

3.根據權利要求1所述的基于衛星遙感數據的植被溫度和裸地溫度估算方法，其特征在于：所述植被覆蓋度f_V由遙感的歸一化植被指數NDVI或葉面積指數LAI計算得到。

4.根據權利要求3所述的基于衛星遙感數據的植被溫度和裸地溫度估算方法，其特征在于：所述植被覆蓋度f_V的具體計算過程如下：

其中，n通常取值為2，NDVI_max和NDVI_min為NDVI的最大和最小值；

或者也可以利用LAI估算f_V，

其中，LAI_ref為參考葉面積指數，對于森林和灌木其取值為2.5，而對于草地、濕地和農田其取值為1.4；e為自然常數。

5.根據權利要求1所述的基于衛星遙感數據的植被溫度和裸地溫度估算方法，其特征在于：所述裸地反照率α_S是從遙感地表反照率α_L數據中找出同緯度或附件區域中無植被覆蓋區的地表反照率α_L的值；裸地發射率ε_S是從遙感地表發射率ε_L數據中找出同緯度或附件區域中無植被覆蓋區的地表發射率ε_L的值；植被發射率ε_V是根據植被類型分布圖，由遙感地表發射率ε_L數據中找出相同植被類型的完全植被覆蓋區的地表發射率ε_L的值。

6.根據權利要求1所述的基于衛星遙感數據的植被溫度和裸地溫度估算方法，其特征在于：所述裸地溫度T_S是由氣象觀測的下行短波輻射SW↓、下行長波輻射LW↓、衛星遙感的陸地地表溫度T_L、地表反照率α_L、地表發射率ε_L、葉面積指數LAI、裸地反照率α_S、裸地發射率ε_S、植被發射率ε_V和參數k計算得到的，其具體計算公式如下：

其中，σ＝5.67×10^-8Wm^-2K^-4為斯蒂芬-波爾茨曼常數，k為消減系數,0＜k＜1，可根據不同植被類型估算最優參數值。