单通道物理法反演海表温度的参数敏感性分析及验证
北极星载微波辐射计海表温度遥感观测能力分析
北极星载微波辐射计海表温度遥感观测能力分析孙伟富;苗俊伟;张杰;孟俊敏;马毅;刘伊格【摘要】本文利用2016年的AMSR2、GMI、WindSat和HY-2A RM等星载微波辐射计海表温度(SST)数据,分析了北极卫星遥感SST数据的时空覆盖和产品精度情况.结果表明:北极星载微波辐射计SST冬季覆盖率和有效覆盖天数要低于夏季,GMI的SST有效覆盖率较低,AMSR2较高,联合使用AMSR2、GMI、WindSat 和HY-2A RM星载微波辐射计SST数据,2月份覆盖率在12％～15％之间,有效观测天数优于26 d,8月份覆盖率全月高于26％,有效观测天数优于29 d.北极地区星载微波辐射计SST数据的误差均要大于全球平均水平,AMSR2数据精度较好,Wind-Sat与AMSR2的精度相当,GMI的均方根误差约是AMSR2的2倍,HY-2A RM数据精度低于其他星载微波辐射计水平.【期刊名称】《海洋学报（中文版）》【年(卷),期】2018(040)011【总页数】12页(P116-127)【关键词】北极;海表温度;卫星遥感;微波辐射计【作者】孙伟富;苗俊伟;张杰;孟俊敏;马毅;刘伊格【作者单位】国家海洋局第一海洋研究所海洋物理与遥感研究室,山东青岛266061;山东科技大学测绘科学与工程学院,山东青岛 266590;国家海洋局第一海洋研究所海洋物理与遥感研究室,山东青岛 266061;国家海洋局第一海洋研究所海洋物理与遥感研究室,山东青岛 266061;国家海洋局第一海洋研究所海洋物理与遥感研究室,山东青岛 266061;南京大学地理与海洋科学学院,江苏南京 210023【正文语种】中文【中图分类】P731.11;P7141 引言海表温度(sea surface temperature，SST)是全球气候变化的关键指示因子[1]，其直接影响着大气和海洋间的热量、动量和水汽交换，是驱动全球水循环的重要参数，关系着全球表面的能量收支平衡[2]。
基于普适性单通道算法的HJ-1B长江口温度反演
图1 2011年1月12日长江口水汽反演结果
安徽农学通报，Anhui Agri，Sci，Bull，2019，25（12）
4 结论与讨论
对于HJ-1B数据，采用普适性单通道算法反演2011 年1月12日长江口温度。为了得到的结果方便和MOD28 数据对比分析，将反演结果分辨率从150m降到1km，得 到结果如图2所示（左）。对于MODIS温度产品MOD28， 对 数 据 采 用 SeaDAS 软 件 进 行 格 式 转 换 ，转 换 格 式 后 用 ENVI 对 图 像 进 行 几 何 校 正 和 裁 剪 ，利 用 波 段 运 算 对 像 元的灰度值进行修改，使其成为温度值，得到温度结果如 图2所示（右）。
HJ-1B卫星是中国环境小卫星中重要的环境和灾害 遥感监测工具。对于温度反演，有学者基于单通道算法 提出了适用于所有热红外波段德普适性单通道算法计算 温度。段四波等在2008年修改了算法中的大气函数，得 到适用于我国环境一号卫星红外相机中单通道反演温度 的算法。为此，本次研究采用该算法，对HJ-1B/IRS数据 进行长江河口海表温度反演，并且利用MOD28数据验证 反演结果［1］。
（4）
x2 = -0.7174w2 - 0.8812w - 0.3941
（5）
x3 = 0.2639w2 + 0.6499w + 0.4703
（6）
在水汽含量参数的确定方面，通过资料文献的阅读，
对前人的研究做出分析，发现HJ-1B数据做水汽含量的
估算比较复杂，本次采用在MODIS同时期的数据得到水
汽含量，MODIS的水汽产品和通过MODIS 1B数据做出来
的水汽含量对比，发现用MODIS 1B数据反演出来的同时
期的水汽含量更加适合HJ-1B/IRS数据海表温度反演研
海洋科学导论思考题
《海洋科学导论》思考题第一章：1、如何理解地球科学是一个复杂的科学体系？2、海洋科学的研究对象和特点是什么？3、海洋科学研究有哪些特点？4、回顾海洋科学发展历史，从中你能够得到哪些启示？5、中国海洋科学发展的前景如何？第二章：1、简述地球运动的主要形式及其产生的重要自然现象。
2、地球外部圈层与内部圈层是怎样划分的？说明它们之间的内在联系和区别。
3、说明全球海陆分布特点以及海洋的划分。
4、什么是海岸带？说明其组成部分是如何界定的。
5、大陆边缘分为几种主要来源？说明各自的构成及其主要特点。
6、什么是大洋中脊体系，它有哪些主要特点？7、简述大陆漂移、海底扩张与板块构造的内在联系与主要区别。
8、根据板块构造原理说明大洋盆地和边缘海盆地的形成与演化。
9、滨海沉积物主要有哪些？说明各自趁机作用的控制因素及沉积特点。
10、大陆架沉积作用过程有哪些？说明现代陆架沉积物的主要来源类型及分布规律。
11、按照大洋沉积物的成因将其分为哪几种主要类型，请归纳它们的分布规律、12、按照矿产资源形成的海洋环境和分布特征，海洋矿产资源有哪些主要类型？如何认识海洋是巨大的资源宝库？第三章：1、简述海水组成与纯水的异同点。
何谓海水盐度？2. 简述海水的主要热学与力学性质，它们与温度、盐度和压力的关系如何?3. 何谓海水的位温？有何实用价值？4. 简述海水密度的表示方法（历史上和现在的）。
何谓海水状态方程？5. 海水结冰与淡水结冰的过程有何不同？为什么？6. 海冰的主要物理性质是什么？海冰对海况有何影响？7. 海洋热平衡方程中各项的物理含义是什么？它们是怎样对海洋的热状况产生作用的？8. 世界大洋热平衡的分布与变化规律如何？9. 简述世界大洋中温度、盐度和密度的空间分布基本特征。
10. 大洋温度和盐度的平面分布与铅直分布有什么异同点？11. 何谓大洋主温跃层和极峰？何谓季节性温跃层？12. 为什么大洋热带海域盐度的最大与最小值总是出现在表层以下？13. 何谓海洋水团？它和水型、水系有什么关系？14. 何谓海洋混合？引起混合的主要原因有哪些？15. 涡动混合与对流混合效应有何异同之处？在不同纬度的海域中和不同季节中它们对海况的影响有什么变化与不同？16. 海洋中温度、盐度与密度细微结构的基本特征如何？第四章：1、海水的组成为什么有恒定性？2、海水中的常量元素主要有哪些？3、海水的pH值一般是多少?海水的缓冲能力主要由哪种作用控制？4、海水中营养盐有哪些？有哪些主要形式？5、海洋污染如何防治？第五章：1、简述海流的定义、形成原因及表示方法。
微波辐射计海面温度的数据质量控制
微波辐射计海面温度的数据质量控制王兆徽;刘伟;张琼雄;宋清涛【摘要】根据星载微波辐射计反演海洋大气参数的过程,分析了仿真实验中线性反演算法和非线性反演算法对反演结果的数据质量控制能力.AMSR-E观测数据的非线性反演结果分析对仿真实验的结论进行了验证,得到了肯定的结果.实验结果表明:星载微波辐射计的非线性反演算法物理意义明确、结果可靠,有良好的数据质量控制能力,具有业务化应用的潜力.【期刊名称】《海洋预报》【年(卷),期】2017(034)001【总页数】9页(P25-33)【关键词】星载微波辐射计;非线性反演算法;数据质量控制;海面温度【作者】王兆徽;刘伟;张琼雄;宋清涛【作者单位】国家海洋局空间海洋遥感与应用研究重点实验室,北京100081;国家卫星海洋应用中心,北京100081;国家海洋局空间海洋遥感与应用研究重点实验室,北京100081;庄河市高级中学,辽宁大连146400;广东省遂溪县气象局,广东湛江524300;国家海洋局空间海洋遥感与应用研究重点实验室,北京100081;国家卫星海洋应用中心,北京100081【正文语种】中文【中图分类】P731.11目前，使用基于星载微波辐射计微波遥感技术可以方便的获取全球范围内的海面温度、海面风速、水汽含量，液水含量等大气海洋信息，这些信息为全球水循环研究、全球气候变化研究、海洋环境预报与监测、海洋灾害防护、海上执法维权等领域提供了重要的帮助。
自1972年美国雨云5号（Nimbus 5）卫星发射至今，星载微波辐射计的观测数据经历了50余年不间断的积累，从星载微波辐射计观测亮温数据到大气海洋参数的反演方法也从线性的统计回归方法发展到非线性的辐射传输模型求解[1]。
现今，遥感观测数据的应用处于大数据时代[2]，如何在众多的观测数据以及反演结果中提取有效的信息成为遥感技术的一个重要研究方向[3]。
本文基于非线性反演算法求解过程中的均方误差（Mean Squuare Error，MSE）最小化，对以AMSR-E[4]（Advanced Microwave Scanning Radiometer-Earth Observation System）为例的星载微波辐射计的观测数据进行质量控制，进而筛选出高质量的大气海洋参数，并对观测仪器的硬件设计指标提出改进要求。
（完整）基于单窗算法反演地表温度的ENVI操作教程
（完整）基于单窗算法反演地表温度的ENVI操作教程单窗算法反演地表温度教程1.1 算法原理1.1.1单窗算法单窗算法（MW 算法）是覃志豪于2001年提出的针对TM 数据只有⼀个热红外波段的地⾯温度反演算法。
经过众多学者验证，单窗算法具有很⾼的反演精度，且同样适⽤于ETM+和landsat 8数据。
公式如下：6666666666/)))1(()1((C T D T D C D C b D C a T a sensor s -++--+--=式中，LST 为地表温度（K ），T sensor 是传感器上的亮度温度（K），T a 是⼤⽓平均温度（K ）；a 、b 为参考系数，当地表温度为0-70℃时，a = -67.355351，b = 0.458606；C 、D为中间变量，计算公式为：式中，为地表⽐辐射率，为地⾯到传感器的⼤⽓总透射率。
因此单窗算法反演地表温度的关键是计算得到亮度温度T senso 、地表⽐辐射率、⼤⽓透射率和⼤⽓平均作⽤温度T a 。
1.1.2参数计算1.1.2.1辐射亮温计算利⽤Planck 公式将图像像元对应传感器辐射强度值转换为对应的亮度温度值。
公式如下式中，T senso 为亮度温度值；影像预处理后得到的光谱辐射值，λL 单位为，K1 、K2为常量，可由数据头⽂件获取。
)/(2m sr m w µ??计算图像辐射亮温之前，需采⽤辐射定标参数将像元灰度值DN转换为热辐射强度值，公式如下：式中，M L 为增益参数，A L 为偏移参数，该参数可直接在影像通⽂件数据中获取，且ENVI 软件中已经集成，不需要⾃⼰在查找。
1.1.2.2地表⽐辐射率计算根据覃志豪针对TM 影像提出的混合像元分解法来确定区域地表福辐射率。
对于城市区域，我们简单的将其分为⽔体、⾃然表⾯和建筑表⾯三种，因此针对混合像元尺度上的地表⽐辐射率通过下式来估算：式中，为混合像元的地表⽐辐射率；P V 为植被覆盖率；R V 为植被的温度⽐率；R M 为建筑表⾯的温度⽐率；V 表⽰植被法地表⽐辐射率，m 表⽰建筑表⾯的地表⽐辐射率；d表⽰辐射校正项。
(完整)基于单窗算法反演地表温度的ENVI操作教程
单窗算法反演地表温度教程1.1 算法原理1.1.1单窗算法单窗算法（MW 算法）是覃志豪于2001年提出的针对TM 数据只有一个热红外波段的地面温度反演算法。
经过众多学者验证，单窗算法具有很高的反演精度，且同样适用于ETM+和landsat 8数据。
公式如下：6666666666/)))1(()1((C T D T D C D C b D C a T a sensor s -++--+--=式中，LST 为地表温度（K ），T sensor 是传感器上的亮度温度（K ），T a 是大气平均温度（K ）；a 、b 为参考系数，当地表温度为0-70℃时，a = -67.355351，b = 0.458606；C 、D为中间变量，计算公式为：式中，为地表比辐射率，为地面到传感器的大气总透射率。
因此单窗算法反演地表温度的关键是计算得到亮度温度T senso 、地表比辐射率、大气透射率和大气平均作用温度T a 。
1.1.2参数计算1.1.2.1辐射亮温计算利用Planck 公式将图像像元对应传感器辐射强度值转换为对应的亮度温度值。
公式如下式中，T senso 为亮度温度值；影像预处理后得到的光谱辐射值，λL 单位为，K1 、K2为常量，可由数据头文件获取。
)/(2m sr m w μ⋅⋅计算图像辐射亮温之前，需采用辐射定标参数将像元灰度值DN转换为热辐射强度值，公式如下：式中，M L 为增益参数，A L 为偏移参数，该参数可直接在影像通文件数据中获取，且ENVI 软件中已经集成，不需要自己在查找。
1.1.2.2地表比辐射率计算根据覃志豪针对TM 影像提出的混合像元分解法来确定区域地表福辐射率。
对于城市区域，我们简单的将其分为水体、自然表面和建筑表面三种，因此针对混合像元尺度上的地表比辐射率通过下式来估算：式中，为混合像元的地表比辐射率；P V 为植被覆盖率；R V 为植被的温度比率；R M 为建筑表面的温度比率；V 表示植被法地表比辐射率，m 表示建筑表面的地表比辐射率；d表示辐射校正项。
海洋科学导论思考题
《海洋科学导论》思考题第一章：1、如何理解地球科学是一个复杂的科学体系？2、海洋科学的研究对象和特点是什么？3、海洋科学研究有哪些特点？4、回顾海洋科学发展历史，从中你能够得到哪些启示？5、中国海洋科学发展的前景如何？第二章：1、简述地球运动的主要形式及其产生的重要自然现象。
2、地球外部圈层与内部圈层是怎样划分的？说明它们之间的内在联系和区别。
3、说明全球海陆分布特点以及海洋的划分。
4、什么是海岸带？说明其组成部分是如何界定的。
5、大陆边缘分为几种主要来源？说明各自的构成及其主要特点。
6、什么是大洋中脊体系，它有哪些主要特点？7、简述大陆漂移、海底扩张与板块构造的内在联系与主要区别。
8、根据板块构造原理说明大洋盆地和边缘海盆地的形成与演化。
9、滨海沉积物主要有哪些？说明各自趁机作用的控制因素及沉积特点。
10、大陆架沉积作用过程有哪些？说明现代陆架沉积物的主要来源类型及分布规律。
11、按照大洋沉积物的成因将其分为哪几种主要类型，请归纳它们的分布规律、12、按照矿产资源形成的海洋环境和分布特征，海洋矿产资源有哪些主要类型？如何认识海洋是巨大的资源宝库？第三章：1、简述海水组成与纯水的异同点。
何谓海水盐度？2. 简述海水的主要热学与力学性质，它们与温度、盐度和压力的关系如何?3. 何谓海水的位温？有何实用价值？4. 简述海水密度的表示方法（历史上和现在的）。
何谓海水状态方程？5. 海水结冰与淡水结冰的过程有何不同？为什么？6. 海冰的主要物理性质是什么？海冰对海况有何影响？7. 海洋热平衡方程中各项的物理含义是什么？它们是怎样对海洋的热状况产生作用的？8. 世界大洋热平衡的分布与变化规律如何？9. 简述世界大洋中温度、盐度和密度的空间分布基本特征。
10. 大洋温度和盐度的平面分布与铅直分布有什么异同点？11. 何谓大洋主温跃层和极峰？何谓季节性温跃层？12. 为什么大洋热带海域盐度的最大与最小值总是出现在表层以下？13. 何谓海洋水团？它和水型、水系有什么关系？14. 何谓海洋混合？引起混合的主要原因有哪些？15. 涡动混合与对流混合效应有何异同之处？在不同纬度的海域中和不同季节中它们对海况的影响有什么变化与不同？16. 海洋中温度、盐度与密度细微结构的基本特征如何？第四章：1、海水的组成为什么有恒定性？2、海水中的常量元素主要有哪些？3、海水的pH值一般是多少?海水的缓冲能力主要由哪种作用控制？4、海水中营养盐有哪些？有哪些主要形式？5、海洋污染如何防治？第五章：1、简述海流的定义、形成原因及表示方法。
其它海洋参数的遥感反演--海洋遥感
化
✓ NDSI＝(RefMODIS4-
雪
被
RefMODIS6)/(RefMODIS4+ RefMODIS6)
指 数
> 0.4；
✓ RefMODIS2 > 0.11；
✓ RefMODIS1 > 0.1
2023/12/10
8.2 海冰与冰山现象旳遥感探测
2.海冰与冰山旳遥感探测
（1）光学传感器旳观察措施
研究表白：频率在1.4GHz旳L波段是测量海水表面盐度 旳最佳波段，该波段对海表温度和风速旳敏感度较低。同步 能够采用S波段和C波段来修正海表盐度测量时海表温度和风 202速3/1旳2/1影0 响。
8.1 卫星海洋盐度测量
4.海洋盐度遥感测量旳影响原因分析
（2） 极化 方式 和入 射角
Ellison模 型得到旳 入射角40 度时，海 表亮温对 盐度旳敏 感度
4.海洋盐度遥感测量旳影响原因分析
Ellison模型得 到旳海表亮温 对盐度旳敏感 度随入射角旳 变化
2023/12/10
8.1 卫星海洋盐度测量
4.海洋盐度遥感测量旳影响原因分析
（3）盐度反演精度与亮温旳关系
在相对高温和高盐旳条件下，亮温对盐度更为敏感， 盐度旳反演效果很好（见图）。
• 较大旳亮温误差造成较大旳盐度反演误差；
• 云旳影响
1.4GHz频段上，云旳辐射和散射可利用瑞利散射模式解释。
2023/12/10
8.1 卫星海洋盐度测量
4.海洋盐度遥感测量旳影响原因分析
（4）其他影响海表微波辐射测量误差旳原因
• 表面粗糙度旳影响
可利用雷达和辐射计旳组合数据，降低其影响。
• 电离层旳影响
20年时间序列海表温度数据集反演和评价
国光谱科 技 公 司 、 军 物 理 实 验 室 联 合 利 用 Ｆ — 空 ＯＲ
ＴＲ ＡＮ 编写 的适 用于计 算 ０ ２ ｍ～。 区间 内 的大 ． 。
气辐射 传输 模式 ， 它是 目前应 用最 为广泛 、 精度 较高 的辐射 传输 模 型之 一 ｌ １ 。辐 射 传 输 计 算 需 要 大 气
该 数 据 集 进 行 了验 证 ， 证 结 果 表 明该 数 据 集 均 方 根 误 差 在 １℃ 左 右 。 最 后 针 对 １ ９ ／ ９ ８年 厄 尔 尼 诺 事 件 ， 验 ９ ７ １９ 用 反 演 的海 表 温 度 分 析 了 西太 平 洋 暖 池 区 海 表 温 度 距 平 对 这 次 事 件 的 响应 。 关 键 词 ＭＯＤ ＲＡＮ 海 表 温 度 大气 廓 线 Ｎ Ｔ ｏＡＡ 卫 星
Ｍ ＯＤＴＲＡＮ （Ｍ （ Ｄｅ ａ ｅ ｒ ｓ ｕ ｉ ａ ｍｏｓ １ ｒ ｔ ｅ ｏｌ ｔｏｎ ｔ ） —
目前 海 表 温度 的处理 算 法 已经 比较成 熟 ， 部 大 分基 于分 裂窗 技术 ， 于 ＮＯＡＡ 系列卫 星 的算 法 Ｊ用
主 要 有 多 通 道 算 法 （ Ｓ Ｔ ］ 交 叉 海 表 温 度 算 法 ＭＣ Ｓ ） 、
年 季变 化 。生成 的数 据集 和分析 结果 用 于进一 步理
解 云在 气候 学 中 的作用 ， 如 云对 辐 射 能 量交 换 的 例 影响， 云在全 球水 循环 中的作用 等 。
海 表 温 度 （ Ｓ ： ｅ ｕｆｃ ｍｐ ｒｔｒ ） Ｓ Ｔ Ｓ ａ Ｓ ｒ ｅＴｅ ｅａｕｅ 是 ａ
以 晴空大气 廓线 库 中 的大 气廓 线 数 据 作 为输 入 ， 结 合 ＭｏＤ ＡＮ 辐射传 输模 型分别 模拟得 到 了 ＮＯ ＴＲ —
(完整版)海洋遥感总结
4.海洋遥感传感器及其应用（重点）
5.海洋遥感的应用（论述题）（重点） （1）海表温度遥感 海表温度是重要的海洋环境参数，如在海洋渔业中的应用(利用海温与海况信息来分析渔场 形成、渔期的迟早、渔场的稳定性等，可用于寻找渔场)。 主要采用热红外波段和微波波段的信息进行海表温度的遥感反演。 （2）海洋水色遥感 利用海洋水色遥感图像得到的离水辐射率,来反映相关联的水色要素如叶绿素浓度、悬浮泥 沙含量、可溶有机物含量等信息。 利用可见光、红外多光谱辐射计就可给出赤潮全过程的位置、范围、水色类型、海面磷酸盐 浓度变化以及赤潮扩散漂移方向等信息,以便及时采取措施加以控制。 （3）海洋动力遥感观测 风力、波浪、潮流等是塑造海洋环境的动力，可以通过遥感技术获得。 海洋风力的监测有助于台风、大风预报和波浪预报； 海浪观测可以通过 SAR 反演波浪方向谱，或通过动力模式来解决表面波场问题； 采用雷达高度计可观测潮流或潮汐。 （4）海洋水准面、浅水地形与水深遥感测量 可通过卫星高度计确定海洋水准面（±20cm），通过测量雷达发射脉冲与海面回波脉冲之间 的延时而得到高度计天线离海面的距离；通过遥感绘制海图和测量近岸水深； 水下地形的 SAR 图像为亮暗相间的条带，利用这个关系可定量获取水下地形信息。 （5）海洋污染监测 利用遥感技术可以监测进入海洋中的陆源污染水体的迁移、扩散等动态变化，还能探测石油 污染（如测定海面油膜的存在、油膜扩散的范围、油膜厚度及污染油的种类）。 （6）海冰监测 海冰是海洋冬季比较严重的海洋灾害之一，海冰遥感能确定不同类型的冰及其分布，从而提 供准确的海冰预报。SAR 具有区分海水和海冰的能力，可准确获得海冰的覆盖面积；并且可 以区分不同类型的海冰以及海冰的运动信息。热红外与其它的微波传感器也是获得海冰定量 资料的有效手段。
微波辐射计反演海表面温度和风场研究进展
微波辐射计反演海表面温度和风场研究进展朱恩泽;周俊浩;彭洋【摘要】Sea surface temperature and sea surface wind vector are both important oceanic meteorological and hydrological parameters.They are closely related with most of the physical processes in the ocean. Satellite remote sensing is able to acquire global sea surface temperature and wind vector information at the same time.Spaceborne microwave radiometer is not affected by cloud covering.This paper introduced the research advances.%海表面温度（SST）和海面风场是重要的海面气象水文参数，与海面的大部分物理过程关系密切。
卫星遥感探测技术可以同时获得全球范围内的海表面温度和海面风场数据。
其中，微波辐射计遥感海表面温度和风场具有不受云层遮挡的优势，本文就其发展过程作简要介绍。
【期刊名称】《电子测试》【年(卷),期】2016(000)011【总页数】3页(P51-53)【关键词】海表面温度;海面风场;微波辐射计;反演;研究进展【作者】朱恩泽;周俊浩;彭洋【作者单位】解放军理工大学气象海洋学院，211101;解放军理工大学气象海洋学院，211101;解放军95455部队气象台，563000【正文语种】中文海表面温度（sea surface temperature，SST）影响着海气之间的动量、热量以及水汽交换过程，是大气和海洋学研究中的重要参数。
热红外地表温度遥感反演方法研究进展
热红外地表温度遥感反演方法研究进展一、概述随着遥感技术的快速发展，热红外遥感已成为获取地表温度信息的重要手段。
地表温度，作为反映地球表面热状况的关键物理量，不仅影响着大气、海洋、陆地等环境物理过程，还是研究土壤含水量、作物干旱程度、地表蒸散等生态要素以及城市热环境等环境要素的关键参数。
热红外遥感地表温度反演方法的研究与应用，对于全球气候变化监测、城市规划、农业管理等多个领域具有重要意义。
热红外遥感地表温度反演方法主要包括利用红外辐射温度表探测地表温度的方法，星载传感器的红外通道反演地表温度的单窗、分裂窗等反演方法，组份温度的反演方法，以及在微波波段遥感反演地表温度的方法等。
这些方法各有优缺点，适用于不同的应用场景。
对热红外遥感地表温度反演方法的研究进展进行综述，不仅有助于理解各种方法的原理和应用，还能为实际应用中选择合适的方法提供指导。
近年来，随着遥感技术的发展和数据处理技术的进步，热红外遥感地表温度反演方法的研究取得了显著成果。
一方面，传统的反演方法如辐射传输模型法、单窗算法等不断得到优化和完善，提高了反演的精度和稳定性另一方面，新的反演方法如基于机器学习的反演算法等也逐渐崭露头角，为地表温度反演提供了新的思路。
热红外遥感地表温度反演方法仍存在一些挑战和问题。
例如，大气条件对地表温度反演的影响仍是一个难点问题不同地表类型的发射率差异也会对反演结果产生影响遥感数据的获取和处理也是制约反演精度和效率的重要因素。
未来的研究需要在提高反演精度和稳定性的同时，更加注重解决这些挑战和问题。
本文将对热红外遥感地表温度反演方法的研究进展进行综述，重点介绍各种反演方法的原理、优缺点以及应用情况。
同时，还将对未来的研究方向进行展望，以期为热红外遥感地表温度反演方法的发展和应用提供参考和借鉴。
1. 介绍热红外地表温度遥感反演的重要性。
随着全球气候变化和环境问题的日益凸显，对地表温度的准确监测和评估变得至关重要。
热红外地表温度遥感反演技术作为一种非接触、大范围、快速的地表温度获取方法，其重要性日益凸显。
滨海核电厂温排水卫星遥感监测技术规范(试行)(HJ 1213—2021)
HJ1213—2021滨海核电厂温排水卫星遥感监测技术规范（试行）1 适用范围本标准规定了滨海核电厂温排水卫星热红外遥感监测的技术流程与方法。
本标准适用于滨海核电厂温排水产生的表层海水热影响的监督性监测。
其他向水体排出工业用水产生的热影响监测可参照本标准执行。
2 规范性引用文件本标准引用了下列文件或其中的条款。
凡是注明日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本标准。
凡是未注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本标准。
GB 3097 海水水质标准GB/T 13989 国家基本比例尺地形图分幅和编号GB/T 15968 遥感影像平面图制作规范GB/T 34514 陆地观测卫星遥感数据分发与用户服务要求HJ 1037 核动力厂取排水环境影响评价指南（试行）3 术语和定义下列术语和定义适用于本标准。
3.1温排水thermal discharge用于输送废热的冷却水和工业过程用水，其水温高于排放区自然水体的温度。
[来源：HJ 1037—2019, 3.9]3.2潜排区potential thermal plume area温排水在空间上可能出现的温升包络范围，即潜在可能发生温排水排放的范围。
3.3基准温度reference temperature为客观提取和评价温排水的影响区域和强度而设定的一个评价基准，以符号T0表示。
3.4温升区temperature rising area由温排水引起的受纳水体温度超过该区域自然水体温度的范围。
3.5离散多点平均法average temperature method of multi-discrete points当具备0.5 ℃潜排区边界线时，以该边界线为参考，否则以当前影像不少于100 km2范围内高于遥感反演平均温度0.5 ℃区域的边界线为参考，在参考边界线外200 m～500 m缓冲区内，按相等间距布1HJ1213—2021设基准参考位置，将此基准参考位置内遥感反演的平均温度作为基准温度的方法，称为离散多点平均法。
sst反演的精度验证方法
sst反演的精度验证方法
sst反演是一种通过卫星等遥感技术获取海洋表层温度信息的方法。
如何验证sst反演结果的精度是海洋学研究中的一个重要问题。
目前常用的验证方法包括：(1)与实测数据对比；(2)与气象学模型计算结果对比；(3)与其他遥感技术获取的海洋表层温度数据对比。
其中，与实测数据对比是最常用的验证方法，可以通过在海洋中布置温度计等仪器获取实测数据，并与sst反演结果进行对比。
此外，还可以通过海洋模拟器等工具模拟实际海洋环境，验证sst反演结果的精度。
总之，sst反演的精度验证方法应结合实际情况和科学需求，选取合适的验证手段以确保结果的准确性和可靠性。
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基于Landsat 8数据的海表温度反演方法及系统[发明专利]
![基于Landsat 8数据的海表温度反演方法及系统[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/46e5a58d9b6648d7c0c7461a.png)
专利名称：基于Landsat 8数据的海表温度反演方法及系统专利类型：发明专利
发明人：秦其明,任华忠,杜宸,何连,孟晋杰
申请号：CN201510812028.X
申请日：20151120
公开号：CN106768393A
公开日：
20170531
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种基于Landsat 8数据的海表温度反演方法及系统。
该方法包括：读入Landsat 8光学与热红外遥感图像及与其对应的大气廓线数据；基于水体与海水发射率数据，结合Landsat 8热红外传感器TIRS的光谱响应函数，以大气廓线为驱动，模拟在不同大气状况、不同海表温度与发射率等组合条件下TIRS两个通道在大气层顶的通道亮温；利用获得的大气柱水汽含量，将大气柱水汽含量分为若干区间，并结合劈窗算法构建各个水汽含量区间的海表温度反演算法，进而计算海表温度并输出结果。
该系统包括遥感影像读入模块、大气水汽数据读入模块、数据处理模块和海表温度反演模块。
本发明能够获取高精度的海表温度。
申请人：北京大学
地址：100871 北京市海淀区颐和园路5号
国籍：CN
代理机构：北京君尚知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：邱晓锋
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地表温度反演的单通道方法辩异
地表温度反演的单通道⽅法辩异利⽤遥感数据反演地表温度（LST）的物理基础是基于普朗克定律（Planck）量化所构成的热辐射传输⽅程。
根据卫星传感器光谱分辨率设置，反演⽅法分为单波段算法、双波段法（劈窗算法）和多波段算法。
graph TB A[LST反演] -->B(单波段算法) A --> C[双波段算法也称劈窗算法] A --> D(多波段算法) B --> E[辐射传输⽅程] B --> F[单通道算法] B --> G[单窗算法]对于但波段算法中常⽤的辐射传输⽅程法、单通道算法、单窗算法，通过查阅资料他们的主要区别如下。
1、辐射传输⽅程的⼤⽓校正法基本原理是：⾸先估计⼤⽓对地表热辐射的影响, 然后把这部分⼤⽓影响从卫星⾼度上传感器所观测到的热辐射总量中减去, 从⽽得到地表热辐射强度, 再把这⼀热辐射强度转化为相应的地表温度。
2、单通道算法单通道算法（Single-Channel Method, SC）是Jimenez-Munoz和Sobrino在对Planck函数在某个温度值附近作⼀阶Taylor级数展开⽽得出的⼀种普适性单通道算法，该算法可以针对任何⼀种热红外数据反演地表温度。
Jimenez-Munoz, JC & Sobrino, JA. A generalized single-channel method for retrieving land surface temperature from remote sensing data[J]. JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-ATMOSPHERES, 108(D22):46883、单窗算法单窗算法(Mono-window Algorithm)是覃志豪等根据地表热辐射传导⽅程, 推导出的适⽤于从⼀个热波段遥感数据中推演地表温度的算法，是覃志豪等使⽤中值定理，根据热辐射传输⽅程对Planck函数进⾏线性化⼀阶Taylor级数展开，通过简化⼤⽓向上辐射亮度和⼤⽓向下辐射亮度的计算模型。
基于LANDSAT 8卫星热红外影像反演珠江口海表温度
基于LANDSAT 8卫星热红外影像反演珠江口海表温度段广拓;陈劲松;张彦南;王久娟;韩宇【期刊名称】《应用海洋学学报》【年(卷),期】2018(037)003【摘要】海水表面温度是研究气候变化的重要参数,具有巨大的研究意义.在近海海域进行研究时对分辨率具有较高的要求.在珠江口区域,利用LANDSAT 8影像热红外波段,结合美国中等分辨率成像光谱仪(MODIS)的近红外水汽二级产品MOD05,运用Jiménez-Mu?oz提出的单通道法,优化了部分参数,建立海表温度的反演流程.为了确定可行性,将与LANDSAT 8影像同一日期的MODIS海表温度产品MOD28作为实验的对照组,利用实测数据对比验证2组数据的质量.结果表明,反演结果时空分布规律与MOD28趋近一致,均呈现为夏季西高东低而冬季西低东高,全年温度变化接近准正弦曲线,并且反演结果精度更优,具有良好的应用前景.【总页数】8页(P348-355)【作者】段广拓;陈劲松;张彦南;王久娟;韩宇【作者单位】中国科学院深圳先进技术研究院数字所空间信息中心,广东深圳518055;深圳海洋环境大数据应用与分析工程实验室,广东深圳518055;中国科学院深圳先进技术研究院数字所空间信息中心,广东深圳518055;深圳海洋环境大数据应用与分析工程实验室,广东深圳518055;中国科学院深圳先进技术研究院数字所空间信息中心,广东深圳518055;深圳海洋环境大数据应用与分析工程实验室,广东深圳518055;中国科学院深圳先进技术研究院数字所空间信息中心,广东深圳518055;深圳海洋环境大数据应用与分析工程实验室,广东深圳518055;中国科学院深圳先进技术研究院数字所空间信息中心,广东深圳518055;深圳海洋环境大数据应用与分析工程实验室,广东深圳518055【正文语种】中文【中图分类】P731【相关文献】1.基于LANDSAT 8卫星热红外影像反演珠江口海表温度 [J], 段广拓;陈劲松;张彦南;王久娟;韩宇;;;;;;;;;;2.基于Landsat8卫星影像的地表温度反演及福州春季城市热岛效应分析 [J], 乐通潮; 聂森; 潘辉; 李丽纯3.基于 Landsat 8卫星 OLI 影像遥感反演盐城市区域大气能见度状况 [J], 李旭文;牛志春;姜晟;丁铭;蔡琨4.基于Landsat卫星影像的草海水质遥感反演及营养状态评价 [J], 陈艳;刘绥华;王堃;宋善海;梁萍萍;陈芳5.基于landsat卫星影像的水库水体总磷质量浓度反演研究 [J], 王云霞;杨国范;林茂森;杨舒婷因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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１０ ９ ） ００ ５
摘要 ： 定量分析 了反演海表温度 的单通道物理法对海水 比辐射率 、 海面风速 、 海水 盐度 、 气透 过率、 大 大气上下行辐 射等参 数的敏感 性， 发现海水 比辐射率、 气透过率对算 法精度 影响较 大， 大 是单通道物理 法反演海表 温度 的主要误 差来 源． 在不 同的波段 ， 单通道 物理 法对参 数敏感 性也有较 大差别 ， 中红 外波段 的敏感性 要小于 热红外波 段． 了 为 验证 单通道物理法的可行性、 精度及参数敏感性分析 的结果 ， 选择 墨西哥湾海域 ２０ ０ ９年全年夜 间 ＭＯ Ｉ Ｄ Ｓ实测数据 进行 实验． 结果表 明， 中红 外波段 的单通道 物理 法反演海表 温度 的精度高 于热红 外波段 ， 达到 ＭＯ Ｉ 窗算法海 Ｄ Ｓ劈 表 温度标 准产 品同等精度 ， 与参数敏感性分析 的结果 一致． 这 由于 中红外 波段单通道 物理 法精 度较 高， 方面 ， 一 可 以满足 常规 的业务观测 需求， 为海表温度反演提供新 的技Байду номын сангаас手 段； 另一方 面， 可用来 标定 劈窗算法 系数， 弥补海洋 现 场 观 测 站位 空 间分 布 不足 的 问题 ． 关 键 词： 单通道物理法 ； 大气温湿廓 线； 海表温度 ； 敏感性分析 ； 中 图分 类 号 ：７ １１ 文 献 标 识 码 ： Ｐ３．１ Ａ