利用单通道算法对MERSI数据进行地表温度的反演研究摘要选取2008年8月16日MERSI1km遥感数据,以新民为中心截取170×170像元区域作为研究区,选用具有普适性的单通道算法对其进行地表温度的反演。结果表明:MERSILST数值低于观测值12k左右,低于MODISLST18k左右。虽然MERSILST反演结果未能达到理想偏差范围,但是反演温度的趋势与实际观测值和MODISLST趋势基本一致,最高值均出现在康平,最低值则都出现在本溪。关键词单通道算法;MERSI数据;地表比辐射率;大气水汽含量;地表温度中图分类号TP79文献标识码A文章编号1007-5739(2010)02-0283-021云检测利用VC++对基于HDF5格式的MERSI数据进行提取、数据预处理、云检测,判断所选用数据是否可用。在有云的情况下,热红外波段得到的不是真实的地表温度。为了有效地消除云的干扰,从遥感图象上获得真实的地表温度信息,首先要进行云像元识别,即进行云像元的检测,以达到去除云像元的目的。云在3波段(0.65μm)具有高反射率,而且0.65μm遥感图象对区分陆地和云的边界较好;云在近红外波段18波段(0.94μm)的波谱特征主要与大气中的含水量有关,它主要反映大气中的水汽特征,即水汽吸收谷。由于在0.65μm与0.94μm处,云与各种地物波谱特征形成明显反差,因此将其归一化处理,不仅可以突出云的信息,而且可以部分消除太阳高度角、卫星扫描角及大气程辐射的影响,归一化云检测指数CDI(CloudDetectionIndex)表示为:选用FY3A_MERSI_GBAL_L1_20080903_0145_1000M_MS.HDF和FY3A_MERSI_GBAL_L1_20080816_0225_1000M_MS.HDF数据,以沈阳(东经123.4°,北纬41.8°)为中心截取100×100像元。云的云检测指数为正(CDI>O),土壤的云检测指数接近0(CDI≈0),植被的云检测指数为负(CDI<0)[1]。经计算得出9月3日世界时间1时45分CDI<0的像元487个,CDI>0的像元是9513个。非云像元占总像元的4.87%。而8月16日世界时间2时25分的CDI<0的像元8533个,CDI>0的像元是1467个,非云像元占总像元的85.33%(图1～2)。可以看出,8月16日云量较少,遥感数据可用。由于城市地表的复杂性将会对地表反演的准确度产生影响。因此,选择辽西北地区农田多、土地条件简单的区域进行研究。本文选取FY3A_MERSI_GBAL_L1_20080816_0225_1000M_MS.HDF数据,以新民(东经122.83°,北纬42°)为中心截取170×170像元作为研究区。2MERSI地表温度的计算方法对于只有一个热红外通道的遥感数据通常选用具有普适性的单通道算法[2]反演地表温度。应用LandsatTM数据计算的地表温度,选定东经119°14′09″～119′23′25″、北纬---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---26°01′27″～26°09′43″作为实验的研究区,其结果与实际地表温度相比平均高出5.3℃,具有较高的反演精度[3]。针对MERSI数据特点:共20个通道,仅有5个通道是热红外通道。该文选用单通道算法,既考虑了地表比辐射率的影响,也考虑了大气辐射的影响,反演过程所需要的大气参数仅为大气水汽含量。单通道算法(Single-channelMethod)由Jiménez-Munoz和Sobrino[4]提出,对于TM6,其计算公式为:Ts=γ[(ψ1Lsensor+ψ2)/ε+ψ3]+δ式中,Ts是地表温度(K);Lsensor是卫星高度上遥感传感器测得的辐射(W·m-2·sr-1·μm-1),计算公式[5]如下:Lsensor=1.2378+0.055158×DNTM6其中,DNTM6为TM6的像元DN值,0≤DNTM6≤255。此外,ε是地表比辐射率;γ、δ、ψ1、ψ2、ψ3是中间变量,分别由以下公式计算:δ=Tsensor-γLsensorψ1=0.14714w2-0.15583w+1.1234ψ2=-1.1836w2-0.37607w-0.52894ψ3=-0.04554w2+1.8719w-0.39071上述公式中,C1=1.19104×108(W·μm4·m-2·sr-1),C2=14387.7μm·K;Tsensor是像元亮度温度(K);λ是有效作用波长(对于TM6,λ为11.457μm);w是大气剖面总水汽含量(g/cm2)。2.1亮度温度亮度温度是衡量物体温度的一个指标,但不是物体的真实温度。TM卫星温度反演的基础数据是亮温,最常用到的是大气顶层的亮温,就是将气象卫星遥感器接收到的辐射率换算为相对应的温度[6]。计算公式:其中,TB为亮温(Kelvin),L是定标后的辐射率,C1、C2是常数,C1=1.1910659×10-5,C2=1.438833,v是探测波段的等效中心波数。2.2辐射率的计算Malaret等提出的...