FY-3D MERSI-Ⅱ地表温度遥感反演与验证

作     者：程元良 吴骅 李召良 钱永刚 CHENG Yuanliang;WU Hua;LI Zhaoliang;QIAN Yonggang

作者机构：中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室北京100101 南京信息工程大学遥感与测绘工程学院南京210044 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所农业农村部农业遥感重点实验室北京100081 中国科学院空天信息创新研究院定量遥感信息技术重点实验室北京100094 

出 版 物：《遥感学报》 (NATIONAL REMOTE SENSING BULLETIN)

年 卷 期：2021年第25卷第8期

页      面：1792-1807页

核心收录：

学科分类：0709[理学-地质学] 07[理学] 070601[理学-气象学] 0706[理学-大气科学] 0704[理学-天文学] 

基　　金：国家重点研发计划(编号:2016YFB0500400) 国家自然科学基金(编号:41871267,42071331) 

主　　题：地表温度 劈窗算法 风云三号D星 MERSI-Ⅱ MODTRAN 

摘      要：地表温度是是决定地表辐射能量收支的重要变量,在岩石圈、水圈、生物圈和大气圈的能量平衡和水量平衡研究中起着重要作用。利用热红外遥感技术可实现区域和全球尺度地表温度的快速获取,其受到了研究者的广泛关注。目前,FY-3D是国内光谱分辨率最高的对地观测卫星,极大的提高了对地观测能力,其搭载的中分辨率光谱成像仪(MERSI-Ⅱ)经过大幅升级改进,性能有了显著提升,热红外数据的空间分辨率达到了250 m。本文使用大气辐射传输模型MODTRAN 5模拟了MERSI-Ⅱ传感器热红外通道星上观测数据。在此基础上,构建了通用劈窗地表温度反演模型,结合ASTER GED全球地表发射率产品以及MERSI-Ⅱ自身大气水汽反演算法,发展了地表温度遥感反演方法。最后,利用2019-08内蒙古乌海沙漠地区及美国SURFRAD多个站点的实测地表温度数据对本文提出的方法进行了验证。研究结果表明,相较地表实测数据,构建的劈窗算法反演的地表温度RMSE在1.6—2.6 K,反演精度达到了预期目标,还具有较高的空间分辨率,可以用于业务化的地表温度的反演,同时也说明其辐射定标精度有了一定保证,有效满足了区域和全球尺度地表温度遥感监测应用需求。