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1.
机载高分辨率遥感是高分对地观测的重要部分,其中高分辨率高光谱热红外数据的光谱发射率可以用于矿物识别,是对可见光遥感地物识别的有效补充。机载高光谱热红外传感器TASI（Thermal Airborne Hyperspectral Imager）在8—11.5 μm范围内设置了32个波段,在国内外常被用于地表热辐射信息、矿产资源探测等领域。本文利用2018-10在新疆富蕴县研究区的TASI航空飞行数据,首先基于再分析大气廓线NCEP数据与MODTRAN实现了TASI高光谱热红外数据的大气校正,并在基础上发展了温度与发射率分离方法TES（Temperature and Emissivity Separation method）反演研究区地表温度与发射率,采用多波段热辐射计CE312测量的地面发射率对反演结果进行了有效验证,结果表明波长大于9.6 μm的波段的发射率误差约为0.01。最后,结合反演的TASI发射率光谱曲线,采用光谱角度匹配方法提取了研究区高岭石的空间分布。研究工作涉及的相关算法与应用成果可为星载高分辨率热红外载荷数据的应用提供了相关参考。 相似文献
2.
利用模拟数据,评价Autonomous Atmospheric Compensation(AAC)算法的抗噪性,认为AAC算法的抗噪性较弱。基于TASI实测数据,利用AAC算法开展反演计算时,计算结果呈现出多样性问题。结合In-scene Atmospheric Compensation(ISAC)算法中黑体像元的标定方法,提出了一种复合改进算法。首先,利用ISAC算法反演的大气透过率和路径辐射,重新计算AAC算法中大气透过率之比(Tr)和相邻两强弱吸收通道的路径辐射之差(Pd),再次,运用经验公式获得稳定的大气反演结果(大气透过率和路径辐射),有效解决了计算结果多样性的问题。利用复合改进算法,开展的温度与发射率分离实验,证明反演得到的发射率波谱更接近野外实测波谱。 相似文献
3.
对基于PPP水汽反演时站点气象数据(温度、气压)缺失的现象进行了研究,提出一种基于NCEP数据的插值方法。选择4个提供气象文件的IGS站点,将插值方法得到的温度、气压与站点实测数据比较,以实测气象数据反演得到的PWV为真实值,比较不加入气象数据、加入插值气象参数反演得到的PWV与真实值的差异。结果表明,站点插值法得到的气压与真实值差值平均RMS分别为1.39 mbar,插值温度与实测温度差值的平均RMS分别为3.83℃;不加入气象数据反演的PWV与真实值差值平均RMS为2.34 mm,而加入插值气象后,反演PWV与真实值差值平均RMS为0.37 mm,说明插值法可大大提高PWV反演精度,该方法在缺乏实测气象数据时是一种行之有效的补充方式。 相似文献
4.
地表温度在全球能量平衡和气候变化研究中具有重要意义。中国新一代高分辨率卫星高分五号卫星(GF-5)搭载的全谱段成像光谱仪有4个40 m空间分辨率的热红外波段,可以提供高空间分辨率的地表温度信息。本文提出了适用于全谱段成像光谱仪的温度与发射率分离TES(Temperature and Emissivity Separation)算法同时反演地表温度和发射率,为了提高大气校正精度,算法加入了水汽缩放WVS(Water Vapor Scaling)大气校正方法。首先利用Seebor V5.0全球大气廓线库构建模拟数据对算法精度进行了评价;然后利用张掖地区11景ASTER影像作为替代数据和同步的地面实测数据对算法精度进行了验证。模拟数据结果表明加入WVS方法后TES算法反演地表温度的RMSE由2.59 K降低到1.54 K,4个波段地表发射率的RMSE分别从0.122、0.12、0.102和0.037降低到0.042、0.04、0.028和0.026;地表验证结果表明本文算法反演的地表温度与站点实测值具有更好的一致性,平均Bias由1.08 K降低到0.47 K,RMSE由2.17 K降低到1.7 K;反演的各波段地表发射率与地面实测结果误差均小于1%。因此,本文提出的温度与发射率分离算法具有较高精度,可以利用GF-5数据获取高精度高空间分辨率的地表温度和发射率数据,服务于其他相关研究。 相似文献
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单窗算法结合Landsat8热红外数据反演地表温度 总被引：4，自引：0，他引：4
Landsat热红外系列数据一直是地表温度反演重要的遥感数据源,目前用于地表温度反演的单窗算法主要针对Landsat TM/ETM+第6波段数据(TM 6)建立的,Landsat 8热红外传感器(TIRS)与TM 6相比有很多变化,因而其单窗算法也需要改进。本文以Landsat 8 TIRS第10波段(TIRS 10)为数据源,提出了针对TIRS 10的单窗算法(TIRS10_SC),并对研究区地表温度进行反演研究,确定了研究区不同类型地表的温度值。研究结果表明:(1)TIRS10_SC算法可以较好地应用于Landsat 8数据的地表温度反演,平均反演误差为0.83℃,相关系数为0.805,反演温度与模拟数据和实测数据都具有较好的一致性;(2)通过对单窗算法中的地表发射率、大气水汽含量和大气平均作用温度等参数敏感性分析发现,TIRS10 SC算法能够获得较为可靠的反演结果;同时,TIRS10 SC算法对大气水汽含量和地表发射率敏感性较高,对大气平均作用温度敏感性稍弱。该算法对于利用Landsat 8 TIRS数据快速反演地表温度具有应用价值。 相似文献
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基于ASTER GED产品的地表发射率估算 总被引：1，自引：0，他引：1
地表发射率是地表温度反演的重要输入参数,为了解决现有地表发射率估算方法在裸露地表精度较差的问题,本文基于最新的ASTER全球地表发射率产品(ASTER GED)和基于植被覆盖度的方法(VCM),提出了一个改进的地表发射率估算方法。首先,利用ASTER GED产品求解裸土发射率,然后,利用ASTER波谱库中的植被发射率和植被覆盖度结合VCM方法计算地表发射率。利用张掖地区2012年11景ASTER TES算法反演的地表发射率产品和实测地表发射率数据进行了验证,同时利用一景Landsat 8 TIRS数据分析了对地表温度反演精度的影响。结果表明该方法估算的地表发射率整体精度较高,可以有效改进裸露地表的发射率估算精度,用于支持利用多种热红外传感器数据生产高精度的地表温度产品。 相似文献
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Himawari 8 AHI数据地表温度反演的实用劈窗算法 总被引：1，自引：0，他引：1
地表温度是水文、气象、气候和环境等研究领域中的关键参数,利用热红外遥感可快速获取区域和全球高精度的地表温度数据。Himawari 8号是日本发射的新一代地球静止轨道气象卫星,星上搭载AHI(Advanced Himawari Imager)成像仪,具有更高的时空分辨率。利用AHI第14(11.2μm)和15(12.35μm)通道星上亮温数据,提出反演地表温度的实用劈窗算法,其中输入的发射率数据利用ASTER GED(Global Emissivity Dataset)v4计算得到。劈窗算法的系数由观测角度和大气水汽含量分区决定,其中大气水汽含量由两个劈窗通道直接估算得到。利用黑河流域生态—水文过程综合遥感观测联合试验(Hi WATER)4个站点的实测数据和中国7个湖泊中心点的MODIS地表温度产品对反演结果进行验证,结果表明,算法的均方根误差(RMSE)在3 K以内,达到目前常用遥感地表温度产品的精度。同时与利用MOD11C3 C6产品估算的发射率和温度反演结果进行对比分析,发现ASTER GED反演的结果具有更高的精度,适合用来生产高精度的地表温度产品。 相似文献
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使用高级积分方程模型,模拟多个地表参数条件下的风云三号B星微波成像仪(FY-3B/MWRI)资料。基于模拟数据,分析地表微波辐射特性,利用粗糙地表发射率Qp模型,建立我国西部地区裸露地表土壤湿度反演模型。将该模型用于我国西部地区4个日期(2011年10月8日、10月18日、10月28日和11月8日)的土壤湿度反演,并将反演结果用实测数据进行交叉验证。结果表明:反演土壤湿度与实测土壤湿度的决策系数R2为0.604,均方根误差为0.030 5 cm3/cm3,反演模型具有较高的反演精度。 相似文献
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一个用神经网络优化的针对ASTER数据反演地表温度和发射率的多波段算法 总被引：1，自引：0，他引：1
提出了针对ASTER数据同时反演地表温度和发射率的多波段算法。即利用ASTER数据的第11~14热红外波段建立热辐射传输方程，并同时对相应波段的发射率建立近似线性方程，得到6个方程6个未知数，从而形成了针对ASTER数据的同时反演地表温度和发射率的多通道算法。利用3种方法求解方程： ①先分类，然后进行数学计算； ②利用最小二乘法； ③利用神经网络方法。利用辐射传输模型MODTRAN 4模拟数据进行反演及验证分析，结果表明，神经网络能够提高算法的精度和实用性，反演的地表温度平均误差为0.5 ℃，反演的发射率平均误差分别在0.007(11、12波段)和0.006(13、14波段)以下。 相似文献
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利用奇异谱算法对国家160站气象资料中的青岛气温数据和ERSST海表温度资料进行了分析,研究了青岛气温的发展趋势和周期性变化规律,并对未来青岛市气温进行了预测,预测结果与原观测数据接近(相关度接近0.95)。同时也研究了青岛气温异常和全球海表温度的相关性,研究表明:青岛气温异常与全球海表温度异常部分地区存在超过0.79的相关性,其中最大正滑动相关系数位于9月份8N、49W点,并且青岛气温异常存在4个单位的滞后时间。 相似文献
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Parameterization of air temperature in high temporal and spatial resolution from a combination of the SEVIRI and MODIS instruments 总被引：2，自引：0，他引：2
Klemen Zak&#x;ek Marion Schroedter-Homscheidt 《ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing》2009,64(4):414-421
Some applications, e.g. from traffic or energy management, require air temperature data in high spatial and temporal resolution at two metres height above the ground (T2m), sometimes in near-real-time. Thus, a parameterization based on boundary layer physical principles was developed that determines the air temperature from remote sensing data (SEVIRI data aboard the MSG and MODIS data aboard Terra and Aqua satellites). The method consists of two parts. First, a downscaling procedure from the SEVIRI pixel resolution of several kilometres to a one kilometre spatial resolution is performed using a regression analysis between the land surface temperature (LST) and the normalized differential vegetation index (NDVI) acquired by the MODIS instrument. Second, the lapse rate between the LST and T2m is removed using an empirical parameterization that requires albedo, down-welling surface short-wave flux, relief characteristics and NDVI data. The method was successfully tested for Slovenia, the French region Franche-Comté and southern Germany for the period from May to December 2005, indicating that the parameterization is valid for Central Europe. This parameterization results in a root mean square deviation RMSD of 2.0 K during the daytime with a bias of −0.01 K and a correlation coefficient of 0.95. This is promising, especially considering the high temporal (30 min) and spatial resolution (1000 m) of the results. 相似文献
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干球温度(气温)是地面气象观测中所要测定的常规要素之一。目前基于遥感数据获取该量的方法多采用线性拟合或直接应用遥感反演的温度近似代替干球温度,但是由于下垫面复杂,导致误差较大。本文提出用支持向量机(SVM)模型进行干球温度推算。选择广西省南宁市为研究区域,首先通过遥感反演温度与气象实测温度的对比,证明了利用遥感数据推算干球温度的可能性。然后,构建了针对干球温度的SVM推算模型。最后,尝试了分别使用表观亮温和遥感反演地温作为SVM模型的输入进行干球温度的推算。结果表明,SVM模型推算的干球温度与实测值更为接近,和传统方法相比,精度得到明显提高;且用表观亮温进行推算更为简单,更适合业务化的应用。 相似文献
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从Landsat8影像反演地表温度的劈窗算法研究 总被引：1，自引：0，他引：1
以厦门市为研究区域,以2013年的Landsat8为研究数据,研究亮度温度反演以及地表温度反演的劈窗算法,推导出该算法的演算过程,根据Landsat8的特性,确定该算法的参数取值。通过ENVI/IDL软件编程实现该算法,采用厦门市遥感数据反演地表温度,并且利用厦门市气象局实测温度验证地表温度反演结果的有效性。 相似文献
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Wind perturbations can cause a relatively rapid decay in infrared temperature, thus resulting in abnormal spatial patterns of infrared temperature in urban areas and the subsequent reduction in the reliability of infrared temperature measurements. To increase the reliability of such measurements, the effects of wind speed must be evaluated and removed. However, studies on the quantitative estimation of wind speed effects on infrared temperature are limited. In this study, in situ infrared temperature measurements and synchronous meteorological data were used to evaluate the influence of wind speed on in situ infrared temperature measurements of impervious surfaces. Five different impervious surfaces were selected in this study. The technical schemes are proposed for quantitative estimation of wind speed effects: (1) the residual-based method from the diurnal temperature cycle model was proposed to estimate the infrared temperature decay (ITD) due to wind fluctuations; (2) quantile regression method was introduced to define the relationship between wind speed fluctuations and the ITD; and (3) An improved probabilistic prediction interval as well as a ratio method were developed to estimate the magnitude and duration of the ITD. The results indicated that relative extreme wind speed (EWS) was significantly correlated with the range of ITD over 5-min intervals; the hourly decay rate and impact duration of ITD varied with changes in relative wind speed and impervious surface type; and the impact duration of ITD increased with an increase in the relative EWS and lasted more than 1.3 h for the studied impervious surfaces. The above findlings provide us a guidance for in situ measurement of infrared temperature and could be utilized for correcting thermal infrared images. 相似文献
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利用MODIS遥感影像获取近地层气温的方法研究 总被引：15，自引：1，他引：15
由于冠层叶片群体效应,在1km的空间尺度上遥感获取浓密植被陆面温度与气温近似相等。根据这个原理对利用遥感手段获取气温进行了尝试,提出利用NDVI-Ts空间获取气温的方法,计算气温空间分布模式,同时对Prihodko和Goward提出的气温遥感获取模型(简称P-G模型)进行试验并与NDVI-Ts空间法进行了对比。根据Parton和Logan提出的气温尺度转换模型,利用气象站观测最高气温和最低气温获取Terra卫星过境时刻气温作为“测定值”,对遥感获取的气温进行检验,得到以下结论:P-G模型计算气温与观测结果相比偏高,而NDVI-Ts法计算结果偏低,但是其总体误差范围相当,大约为 4℃;与P-G模型相比,尽管NDVI-Ts空间法获得的气温在精度上对P-G模型没有多大的改善,但这种方法能够更加充分利用遥感获取的信息,而且在计算机运算效率上也有很大的改进,NDVI-Ts空间法相对于P-G模型具有一定优势。 相似文献
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A new approach to estimate soil moisture (SM) based on evaporative fraction (EF) retrieved from optical/thermal infrared MODIS data is presented for Canadian Prairies in parts of Saskatchewan and Alberta. An EF model using the remotely sensed land surface temperature (Ts)/vegetation index concept was modified by incorporating North American Regional Reanalysis (NAAR) Ta data and used for SM estimation. Two different combinations of temperature and vegetation fraction using the difference between Ts from MODIS Aqua and Terra images and Ta from NARR data (Ts−Ta Aqua-day and Ts−Ta Terra-day, respectively) were proposed and the results were compared with those obtained from a previously improved model (ΔTs Aqua-DayNight) as a reference. For the estimation of SM from EF, two empirical models were tested and discussed to find the most appropriate model for converting MODIS-derived EF data to SM values. Estimated SM values were then correlated with in situ SM measurements and their relationships were statistically analyzed. Results indicated statistically significant correlations between SM estimated from all three EF estimation approaches and field measured SM values (R2 = 0.42–0.77, p values < 0.04) exhibiting the possibility to estimate SM from remotely sensed EF models. The proposed Ts−Ta MODIS Aqua-day and Terra-day approaches resulted in better estimations of SM (on average higher R2 values and similar RMSEs) as compared with the ΔTs reference approach indicating that the concept of incorporating NARR Ta data into Ts/Vegetation index model improved soil moisture estimation accuracy based on evaporative fraction. The accuracies of the predictions were found to be considerably better for intermediate SM values (from 12 to 22 vol/vol%) with square errors averaging below 11 (vol/vol%)2. This indicates that the model needs further improvements to account for extreme soil moisture conditions. The findings of this research can be potentially used to downscale SM estimations obtained from passive microwave remote sensing techniques. 相似文献
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张掖绿洲城市热效应的遥感研究 总被引：10，自引：3，他引：10
以张掖及周边绿洲为研究区,采用Gilabert大气校正模型对TM图像1～5,7等6个波段进行大气校正。在此基础上,采用基于TM6波段的单窗算法,反演出行星亮度温度和地表真实温度,进一步分析了区域热量分布差异并探讨这一差异形成原因。结果表明:张掖及周边绿洲区存在明显的热量分布差异,热岛现象非常显著,卫星图像反演的地表温度接近实测值,亮度温度和实际温度都与归一化植被指数(NDVI)存在着密切的反相关关系,表明植被在区域热量分布差异中起重要作用,显示出热红外图像与其它波段数据结合,在城市热岛效应及区域生态环境遥感研究方面有很大潜力。 相似文献
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大量研究利用PathfinderAVHRR NDVI资料分析植被状况与气温、降水等气候要素之间的关系。许多分析指出Pathfinder资料包含误差 ,并分析这些资料误差对大尺度NDVI 气温耦合关系检测结果的影响。利用奇异值分解方法 (SVD) ,通过比较不同NDVI资料误差情况下北半球春季NDVI对气温变化响应的时空特征的差异 ,对资料误差造成的分析结果的可靠性进行判断。考虑了 4种误差形式 ,分别是不同强度的连续误差、不连续误差、强火山喷发造成的误差及趋势误差。分析结果表明 ,利用SVD分析大尺度的NDVI 气温耦合特征时 ,允许的NDVI资料误差的最大上限阈值大致在 0 5σ左右。PathfinderAVHRR NDVI原始资料包含的误差很可能低于此阈值 ,得到的分析结果有较高的可信度。此外 ,在不知道NDVI原始资料误差的情况下进行植被对气候变化响应的检测时 ,可以借鉴此方法对结果的可靠性进行检查和验证。 相似文献
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利用欧洲空间局发布的土壤湿度和盐度卫星最新版本V5.04及V5.05的2010年5月至2012年4月的L1C级亮温数据,分析了其2维视场中存在的亮温偏差和年际变化。亮温偏差在视场中的分布不均匀并随季节变化。其年际变化超过1 K。太阳及其尾迹在视场中的位置随季节变化并对该卫星测量的亮温产生影响,是亮温偏差年际变化的主要来源。另外,太阳高度角的季节性变化会使该卫星天线的物理温度产生季节性变化,并通过天线模型使其测量亮温产生季节性偏差。 相似文献