顾及城区形态特征的太阳辐射传输模型及其遥感应用

作     者：胡德勇 张亚妮 刘曼晴 于琛 曹诗颂 狄宇飞 HU Deyong;ZHANG Yani;LIU Manqing;YU Chen;CAO Shisong;DI Yufei

作者机构：首都师范大学资源环境与旅游学院北京100048 资源环境与地理信息系统北京市重点实验室北京100048 北京建筑大学测绘与城市空间信息学院北京100044 

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

年 卷 期：2021年第25卷第10期

页      面：2116-2126页

核心收录：

学科分类：07[理学] 070601[理学-气象学] 0706[理学-大气科学] 

基　　金：国家自然科学基金(编号:41671339) 国家重点研发计划(编号:2017YFB0504102) 

主　　题：太阳辐射 城区表面 形态特征 天空视域因子 下垫面反射率 

摘      要：准确量化地表太阳辐射量是反射率遥感反演之基础,开展城区表面辐射研究具有重要意义。本文选择天空视域因子(V)表征城区下垫面形态特征,并区分太阳直接辐射、天空漫辐射以及环境辐射的不同影响,构建了城区表面太阳辐射模型USSR(Urban Surface Solar Radiation);然后,以Landsat 8可见光和近红外波段遥感数据为例,分析了USSR模型对于量化城区表面太阳辐射的应用前景。研究结论为:(1)USSR模型以天空视域因子为核心要素,清楚量化了城区表面各辐射分量,有效模拟了城区表面太阳辐射传输过程,能够较好地表达城区下垫面形态结构对入射辐射的影响;(2)将USSR模型应用于Landsat 8遥感数据可见光和近红外波段时,基于USSR模型估算得到的城区表面太阳辐射,与不考虑下垫面形态特征影响相比,前者可以较好地表达城区下垫面对入射辐射的截留作用;(3)USSR模型估算结果与TEB模型相比,二者具有较高的相关性,间接验证了USSR模型的可用性;(4)对USSR模型的V和下垫面反射率两变量进行敏感性分析,显示随着V值的增加,结果呈递增趋势;通常情况下的地表反射参数P设置值,相对于参数V的影响要弱,呈现不敏感性。本文提出的USSR模型可订正城区表面太阳辐射值,从而拓展城市遥感的应用深度和广度。