tm地表温度反演实验报告

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1、成都信息工程学院资源环境学院《遥感地学分析》实验报告实验名称：LandsatTM地表温度反演实验报告实验时间：2011年4月25曰实验地点：航空港5404教室姓名：学号：班级：指导老师《LandsatTM地表温度反演》实验报告一、实验目的及要求1、结合具体操作，掌握单窗算法进行TM影像地表温度反演的一般步骤，熟悉相关软件的使用，由给定数据得出地表温度反演结果。2、了解单窗算法进行干旱监测的原理。二、实验设备及软件平台计算机DELLINSPIRON14V—13350处理器2.26GHz1.92G内存；ArcMap、ENVI软件平台。三、实验原理陆地卫星TM6

2、波段主要用于地表温度和地表水热空间差异的分析，它记录的是地表发生率。传统利用TM6数据反演地表温度的方法是通过大气校正法，这一方法首先需要进行大气模拟，以便从卫星高度所观测到的热辐射中减去大气的辐射分量，从而得到地面实际的热红外辐射:W:,然后考虑到地表比辐射率的响，反演出真正的地表温度。该方法操作复杂,可行性较差。覃志豪等人根据地表热辐射传导在TM6波段区间内的特征，提出了一个简易可行的单窗算法，川來从TM6数据巾反演地表温度，这一单窗算法耑要3个基本参数，即地表比辐射率、大气透射率和大气平均作用温度，TM/ETM波段的热辐射传导方程如下：B6(T6)=

3、16(q)[e6B6(Ts)+(l~e6)16〜]+16•其屮.•Ts是地表温度;T6是TM6的亮度温度;t6是大气透射率;e6是地表辐射率。B6(T6)表示TM6遥感器所接收到的热辐射强度;B6(Ts)是地表在TM6波段区间内的实际热辐射强度，直接决取于地表温度；16~和T6_分别是大气在TM6波段区间内的向上和向卜热辐射强度。化简后最终的单窗体算法模型计算Ts(地表温度)：Ts={a(l-C-D)+[b(1-C+D)+C+D]T6-DTa}/C式中:C=t6e6(e6为比辐射率，t6为透射率);D=(l-t6)[1+t6(l-e6)];a=-67.35

4、5351,b=0.458606c四、实验内容与步骤根据TM地表温度反演原理，利用陆地卫星TM6波段进行地表温度反演。数据介绍：数据下裁自马里兰大学网站，其行号为122,列号为036,6波段空间分辨率为120m*120mo4、3、2波段组合影像6波段数据处理：地表温度反演公式化简后的单窗体算法模型公式如下：Ts={a(l-C-D)+[b(1-C+D)+C+D]T6-DTa}/C式中:C=t6e6(e6为比辐射率，16为透射率);D=(l-t6)[l+t6(l-e6)]；a=-67.355351,b=0.458606。式中C、T6、Ta是三个未知参数，根据公式

5、的基本要求分别对如下参数进行计算或估算：1、大气透射率T6的估计:T6=0.974290-0.08007w,0.4«1.6。其中：w为水分含量，单位(g/cm2)，这里，取w=1.0,计算得到T6=0.89422;2、大气平均作用温度Ta的近似估计:对于中纬度夏季平均大气Ta=16.0110+0.92621T0；取平均气温为25摄氏度时Ta=312.15753；3、C的估算3.1地表比辐射率e6的估计：典型地表类型的比辐射率：ew=0.995ev=0.986em=0.970,对于一般地表，可以使用如下公式来计算：Pv=[(NDVI-NDVIs)/(NDVI

6、v-NDVIs)]2NDVI为归一化植被指数，取NDVIv=0.61和NDVIs^O(分别取自5%及95%数据)esurface=0.9625+0.0614Pv-0.0461Pv2；各阶段结果e6L6T6地表温度3.2像元亮度温度T6计算亮温T6的计算公式为:T6=K2/ln(l+Kl/L6)其中:Kl=607.76,K2=1260.56；L6为遥感器接收的辐射强度。遥感器接收的辐射强度L6计算L6=(15.303-1.238)*bl/255.0+1.238；bl为第六波段像元灰度值(DN值)。LMAX_BAND6=15.303LMIN_BAND6=1.2

7、384、地表温度的计算根据公式Ts={a(l-C-D)+[b(l-C+D)+C+D]T6-DTa}/C带入上述估计参数即可计算得到地表温度Ts,如图。五、实验结果与数据分析了解了单窗算法进行干旱监测的原理，结合具体操作，掌握了单窗算法进行TM影像地表温度反演的一般步骤，熟悉Y相关软件的使川，并由给定数据得出地表温度的反演结果。根据反演结果发现如下M题：1、湖区温度相对较低，其次是植被覆盖度较高的地方；居民IX温度较高，且城镇高于村庄；2、不同地貌类型、不同土地利用类型之间地表温度差异明显，图像上S示出明S的纹理特征，基本符合不同地物温度特征的一般规律；六、

8、思考及讨论大气透过率、地表发射率、地表比辐射率等一系列地表和大气参