温度反演模型

地面的真实辐射亮度为同温度黑体的辐射亮度值 LT与地物发射率ε的乘积ε·LT。
即，大气校正法的表达式可写为：
Lλ = [εB(TS) + (1-ε)L↓]τ + L↑ （1） 这里，T为地表真实温度，τ为大气在热红外波段
的透过率.
则温度为T的黑体在热红外波段的辐射亮度LT为：
B(TS) = [Lλ - L↑- τ(1-ε)L↓]/τε（2）
大气剖面信息
大气在热红外波段的透过 率τ：0.90 大气向上辐射亮度 L↑：0.75 W/(m2· sr·μm) 大气向下辐射亮辐射亮度 L↓：1.29W/(m2·sr·μm)
黑体辐射亮度
根据公式（2）在Band math计算同温度下黑体辐 射亮度
黑体在红外波段的辐射亮度图
地表温度
根据公式（3）在Band math中计算地表温 度
其中，b1： 同温度下的 黑体辐射亮 度图像
地表温度图像
在图层管理器（Layer Manager）中的地表温度 图像图层，右键选择 Raster Color Slices。将温 度划分为四个区间：
地表温度图
反演结果分析和验证
在北京天气后报网站上查询2013年 10月3日的天气预报
提示：缺少同步温度测量数据用于验证反演结果，查询2013年10 月3号北京市最低气温为10°，最高气温为22°。本示例反演结 果大部分在这个区间内，反演结果有一定的参考价值。
thank you！
谢谢批评指教
Ts可以用wk.baidu.com朗克公式的函数获取。
TS = K2/ln(K1/ B(TS)+ 1)
（3）
对 于 TIRS Band10 ， K1= 774.89 W/(m2*µm*sr) ， K2 = 1321.08K
反演流程
图像辐射定标和大气校正
辐射定标
用ENVI打开
打开Toolbox → Radiometric correction→ Radiometric Calibration
打开Toolbox → Spectral → Vegetation → NDVI
植被覆盖度
根据公式（5）在 Bandmath中计算植被覆盖 度
其中，b1：NDVI
地表比辐射率计算
根据公式（4）在 Band math 中计算地表比辐射率
其中，b1：植 被覆盖度图像
地表比辐射率图像
黑体辐射亮度和地表温度计算
基于Landsat8 OLI数据的地 表温度反演
1.地表温度反演模型概述
地表温度反演模型概述 大气校正法地表温度反演原理
2.反演流程介绍
3.详细处理过程
图像辐射定标和大气校正
地表比辐射率计算
黑体辐射亮度与地表温度计算
1.地表温度反演模型概述
随着城市化进程的不断加速，城市热岛效应 表现的尤为突出。地表温度作为城市热岛效 应、地球环境分析的重要指标，而遥感技术 作为现代重要的对地观测手段，使得基于遥 感图像的地表温度反演的研究越来越多。地 表温度反演方法有很多，如：大气校正法， 单窗算法，单通道法等等。本专题主要采用 Landsat8 TIRS数据，运用辐射传输方程法 （大气校正法）对地表温度进行反演。
（4）
其中，Pv是植被覆盖度，用以下公式计算：
Pv=[(NDVI-NDVISoil)／(NDVIVeg-NDVISoil)] （5）
其中，NDVI为归一化植被指数，NDVISoil为完全是 裸土或无植被覆盖区域的NDVI值，NDVIVeg则代表 完全被植被所覆盖的像元的NDVI值，即纯植被像 元的NDVI值。取经验值NDVIVeg= 0.70和NDVISoil = 0.05，即当某个像元的NDVI大于0.70时，Pv取值 为1；当NDVI小于0.05，Pv取值为0。
band10辐射亮度图像
OLI大气校正
1）数据准备
2）输入参数
地表比辐射率计算
TIRS的Band10热红外波段与TM/ETM+ 6热红外 波段具有近似的波普范围，本专题采用 TM/ETM+6相同的地表比辐射率计算方法。使 用Sobrino提出的NDVI阈值法计算地表比辐 射率：
ε=0.004Pv+0.986
大气校正法
基本原理：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传感器所观测到的 热辐射总量中减去，从而得到地表辐射强度，再 把这一热辐射强度转化为相应的地表温度。
具体实现：
卫星传感器接收到的热红外辐射亮度值Lλ由三部 分组成：大气向上辐射亮度L↑，大气向下辐射到 达地面后反射的能量L↓，以及地面的真实辐射亮 度经过大气层之后到达卫星传感器的能量。