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):4688
3、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。

覃志豪, 李⽂娟, 徐斌, 等. 利⽤Landsat TM6反演地表温度所需地表辐射率参数的估计⽅法[J]. 海洋科学进展, 22(z1):129-137.
⽬前在传感器只有单个热波段条件下，⼀般使⽤直接利⽤辐射传输⽅程的⼤⽓校正法，利⽤辐射传输⽅程的近似的单通道(single channel)和单窗(single window)算法，其中单通道算法所作的简化最多，最远离其辐射传输的物理机理，同时需要的参数也更少(只需要⼤⽓⽔汽含量和发射率)，⽽单窗算法需要⼤⽓透射率、⼤⽓平均温度和发射率、地表⽐辐射率，⼤⽓校正法需要⼤⽓透射率、上下⾏⼤⽓辐射和发射率地表⽐辐射率。

使⽤统计⽅法⼀般是⽤在热图像的降尺度上（如在粗尺度上得到NDVI值与温度或热辐射的关系）再将此关系⽤在细尺度上得到温度或热辐射。

LST反演是⼗分复杂的问题，其中⽐较重要的有以下⽅⾯：
温度与⽐辐射率的分离
热红外遥感的⼤⽓影响复杂
地物本⾝热过程的复杂
混合像元与邻近效应。