地表温度反演单通道算法

1、单通道算法模型为：

Ts=r*[(y1*L6+y2)/e6+y3]+t

2、大气平均作用温度Ta的近似估计

温度换算：T＝t＋273.15

本图为7月份拍摄，对于中纬度夏季平均大气Ta=16.0110+0.92621T0

取乌鲁木齐市平均气温为25摄氏度时Ta = 312.15753

3、大气透射率t6的估计

t6=0.974290-0.08007w，0.4≤w≤1.6。

w为水分含量，单位(g/cm2)，这里，取w=1.0，计算得到t6=0.89422

4、地表比辐射率的估计

典型地表类型的比辐射率

ew=0.995

ev=0.986

em=0.970

Pv=[(NDVI- NDVIs)/(NDVIv- NDVIs)]2

NDVI 为归一化植被指数, 取NDVIv=0.70 和NDVIs=0（分别取自5%及95%数据）

e surface=0.9625+0.0614Pv-0.0461Pv^2

5、像元亮度温度计算

T6=K2/ln(1+K1/L6)

其中：K1=607.76，K2=1260.56（覃志豪，用陆地卫星TM6数据演算地表温度的单窗算法）；

L6为遥感器接收的辐射强度。

6、遥感器接收的辐射强度计算

L6=(15.303-1.238)*b1/255.0+1.238 （覃志豪，用陆地卫星TM6数据演算地表温度的单窗算法）；b1为第六波段像元灰度值（DN值）。

LMAX_BAND6 = 15.303

LMIN_BAND6 = 1.238

单通道算法模型表达式中, Ts是陆地表面温度, L6是卫星高度上遥感传感器测得的辐射强度(W·m- 2·sr- 1·m- 1),e6是地表发射率; r, t,y1,y2,y3是中间变量, 分别由以下公式计算:

R=1/[(c2*L6/T6^2)*(λ^4*L6/c1+1/λ)]

y1=0.14714w^2- 0.15583w+1.1234=1.11471

y2=-1.1836w^2- 0.37607w- 0.52894=0.27859

y3=-0.04554w^2+1.8719w- 0.39071=1.43565

t=T6-r*L6

其中, C1和C2是Plank 函数的常量, C1=1.19104×10^8

W·μm4·m- 2·sr- 1, C2=14387.7 μm·K; T6是卫星高

度上传感器所探测到的像元亮度温度, 单位为K; λ

是有效作用波长, TM6 有效作用波长为11.457μm;

w为大气水分含量

在此我们也取w=取w=1.0

操作步骤。

1、研究区示意图

计算L6，

在单窗算法中我们已经具体说明，在此请参阅基于TM单窗算法反演地表温度文本。

T6同理。

e6同理。

计算R，

在Band Math中编写1/[(14387.7*L6/T6^2)*(11.457^4*L6/1.19104×10^8+1/11.457)] 选中b1变量，在Available Bands List中选择L6，

选中b2变量，在Available Bands List中选择T6，

保存文件为R。

计算t，

在Band Math中编写(b1-b2*b3)

选中b1变量，在Available Bands List中选择T6，

选中b2变量，在Available Bands List中选择R，

选中b3变量，在Available Bands List中选择L6，保存文件名为Ts ，点击OK。

地表温度结果图

操作过程中许多未知参数大都取参考值，所以可能不能很准确的表示真实地表温度，在日后的学习过程中，需要收集更多的资料做好温度反演。