1 北京师范大学 地表过程与资源生态国家重点实验室 资源学院, 北京 100875
2 南京大学 江苏省地理信息技术重点实验室 国际地球系统科学研究所, 江苏 南京 210093
3 中国冶金地质总局矿产资源研究院, 北京 100025
地表热红外发射率(8～14μm)的方向性变异为遥感地表温度的反演及应用引入了不确定性, 这种问题在城市地表显得尤为突出.发展了一种近似用于高发射率城市地表热红外等效发射率的方向性变异(Urban Surface Emissivity Anisotropy, USEA)核驱动模型, 并分析了具体应用时的不确定性, 其中USEA用非垂直观测的发射率与垂直观测时的发射率之比定量表示.模型有两个基本假设: (1) 白天, USEA具有热点效应, 热点位置与太阳位置接近;(2) 夜晚, USEA无明显热点效应, 且主要与观测天顶角相关.该核驱动模型由各向同性核、多次散射核、以及温差核组成, 其中各向同性核为常数1, 多次散射核描述了USEA与观测天顶角的关系, 温差核描述了USEA的热点效应.基于计算机模拟数据的模型评价结果表明, 核驱动模型可以表达USEA的时空变化, 但城市地表热惯量会导致模型的适用性降低.该核驱动模型在MODIS等传感器的方向性比辐射率数据上, 具有一定的应用潜力.
遥感 城市 热红外发射率 方向性 核驱动模型 remote sensing urban thermal emissivity anisotropy Kernel model
1 电子科技大学 地表空间信息技术研究所, 四川 成都 610054
2 北京师范大学 地表过程与资源生态国家重点实验室, 北京 100875
3 北京师范大学 民政部/教育部减灾与应急管理研究院, 北京 100875
4 中国气象局气象探测中心, 北京 100081
目前用于地表温度反演的单通道算法主要针对窄视场传感器建立.HJ-1B卫星红外相机为宽视场传感器, 其热红外通道(IRS4)观测天顶角可达±33°以上, 在地表温度反演时必须剔除传感器观测角度的影响.以大气辐射传输模拟为基础, 建立了基于传感器观测天顶角-大气函数系数的修正单通道算法.针对HJ-1B卫星与Terra卫星过境时间接近的特点, 提出将MODIS大气水汽含量产品作为单通道算法的输入参数, 并建立了观测天顶角-垂直与斜程大气水汽含量转换系数查找表.基于对光谱数据的模拟, 给出了适用于IRS4通道的地表发射率确定方法.验证结果表明, 修正单通道算法平均反演误差在1.1K以内, 比不考虑传感器观测角度的单通道算法精度提高0.1~0.7K, 反演误差对于传感器观测天顶角依赖性减弱.对实际HJ-1B卫星影像的应用结果表明, 修正单通道算法反演的地表温度与MODIS地表温度产品具有较好的一致性.
地表温度 单通道算法 大气辐射传输模型 HJ-1B卫星 land surface temperature single-channel algorithm atmospheric radiative transfer model HJ-1B satellite
