温度反演[1] - 图文

《遥感数字图像处理》第六讲 实习2 Landsat TM6 地表温度反演

EX2 Retrieving Earth Surface Temperature from Landsat TM

Band Sixth Imagery

一 目标

1、TM Level 1 数据的热红外波段辐射定标：学会阅读头文件，找出所需定标参数；利用定标参数将TM图像热红外波段DN值转换为辐射亮度；

2、运用单通道法，反演地表温度反演。

二 要求

1、提交实习报告，作为第2次平时成绩；

2、按5组分组，组长负责本组同学，组织沟通和交流，并督促完成实习报告；科代表负责全班的实习报告收集。

三 地表温度的反演——单窗算法技术流程

1、如图所示，卫星传感器接收到的热红外辐射亮度L?由三部分组成：

L??B?(Ts)???o??Lo??(1???)Lo??o?

其中，Ts为地表真实温度，B?(Ts)表示温度为Ts的黑体在热红外波段的辐射亮度，

??Lo?表示大气向下辐射亮度，Lo?表示大气向上辐射亮度，?o?为大气在热红外波段的透

过率，??为地表发射率。

上式移项得到：

??（L??Lo?）1???B?(Ts)??????o???L??o

2、大气参数的确定方法

通过模拟大气对辐射传输的影响，可以为计算大气效应提供了一种有效的方法。由于没有卫星过境时的同步气象数据，不能很好的模拟当时的大气状况。这里我们参考中纬度夏季标准大气剖面，采用MODTRAN模拟得到各个大气参数：

-2-1-1

Lo?表示大气向下辐射亮度，模拟结果为1.68 WmumSr，Lo?表示大气向上辐射

???o?为大气在热红外波段的透过率，亮度，模拟结果为1.74 Wm-2um-1Sr-1，模拟结果为0.77。

3、地表发射率??的确定方法

（1）可以根据不同地物类型，赋值给出：

（2）使用国外研究者的经验公式（利用??和NDVI之间的拟合公式给出） 根据Van 的经验公式：

???1.0094?0.047ln(NDVI)

Van经验公式是在自然地表上总结出来的，在应用于非自然地表地区（如城市地表）时必须进行订正。对于城市建成区而言，很多建筑物像元的NDVI值都小于0.157，其比辐射率可以设为0.923.

水体的NDVI值为0（公式不适用），根据Masuda测定的结果，可以近似取0.9925。

4、根据普朗克公式，由黑体在热红外波段的辐射亮度可以反演出地表真实温度（对于TM6数据来说，波长?是已知的，可设置为11．475）：

MB??,T??B?(Ts)?上式可以简化如下：

2?hc2?5?1ehc?kT?1

1260.56Ts?607.76ln(?1) B?四 处理步骤

1 读入遥感数据