基于MODIS数据的湖北省地表温度反演研究.pdfVIP

第41卷第1期 华中师范大学学报(自然科学版) V01．41No．1 2007年3月 JOURNALoFHUAZHONGNoRMALUNIVERSITY(Nat．Sci．)Mar．2007 文章编号：1000一1190(2007)01—0143一05 基于MoDIS数据的湖北省地表温度反演研究 许国鹏1’2，李仁东¨，刘可群3，张斌1’2 (1．中国科学院测量与地球物理研究所，武汉430077；2．中国科学院研究生院，北京lo0039； 3．武汉区域气候中心，武汉430074) 摘 要：利用遥感影像获取地表温度信息，对于监测地表状况和生态环境变化有重要意义．利用 MoDIS影像和劈窗算法计算了反演地表温度的关键参数：大气透过率和地表比辐射率，并针对湖 北省水域单独提取出水体像元来计算地表比辐射率，估算出湖北省地表温度，与地面同步实测数 据比较表明，平均误差为o．51℃，精度比较高． 关键词：地表温度；MODIs；精度；大气透过率；地表比辐射率 中图分类号：P23 文献标识码：A 地表温度是研究区域地表能量平衡和资源环 用AVHRR大气窗口内热红外第4、5两个相邻通 境变化的重要参数之一【1]，不仅可以为森林火灾和 道对大气吸收作用的差异，通过两个通道亮度温度 工厂热污染排放监测提供直接依据，而且还在以地 的各种组合来剔除大气的影响，进行大气和地表比 表温度为基础的相关模型进行区域土壤水分估算、 辐射率的订正来获取地表温度的[2]． 农业旱情监测、城市热岛效应、军事伪装辨别等方 面都要重要的实际应用价值．相对星上亮温，地表 5～ 温度才能作为一个重要的基本参数直接参与相关 模型的计算，如“全球环流模型”、地表潜热、显热通 心波长基本对应，毛克彪[43等人据此提出了一种利 量方程、土壤热流方程等口]．由于地表温度在时空 上的动态分布变化特性，依靠地面观测站大面积获 算法．该劈窗算法的表达式如下： 取地表温度参数、宏观地把握其时空分布规律是很 Ts—A。+A1瓦1+A2丁3z，(1) 难的．而借助遥感技术大范围、快速地反演地表参 其中：Ts为地表温度，T3，、T3：是MODIS31／32波 数的优势，可利用热红外波段获取地表温度信息， 段的亮度温度，单位是℃，可用Planck辐射方程获 进行资源环境的动态监测和研究． 取；A。、A-和A：是系数，可用式(2)计算： 由于陆地表面的复杂性和大气影响的许多因 素，地表真实温度反演是一个非常复杂的过程．在 (2a) 对大气热辐射传输和相关参数各种近似、假设的基 Al=1+A+0．440817E1，(2b) 础上，先后提出了多种地表温度的反演算法，其中 (2c) A2一一(A+0．473453E2)， (2d) 劈窗算法是目前为止发展最为成熟的地表温度反 El—D31(1一C31一D31)／Eo， (2e) 演算法[3。5]．本文利用MODIS数据的劈窗算法反E2一D31(1一C32一D32)／Eo， 演湖北省地表温度，并将反演结果与地面同步实测 A—D3l／E。，