单窗算法和单通道算法对参数估计误差的敏感性分析

《单窗算法和单通道算法对参数估计误差的敏感性分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、维普资讯http://www.cqvip.com第32卷第1期测绘科学V01．32No．12(107年1月ScienceofSurveyingandMappingJan．单窗算法和单通道算法对参数估计误差的敏感性分析．丁凤①②，徐涵秋①(①福州大学环境与资源学院，福州350002；②福建师范大学地理科学学院，福州350007)【摘要】单窗算法和单通道算法的提出为应用LandsatTM热波段反演地表温度开辟了新途径。由于进行地面像元尺度同步温度测量难度较大，目前尚无法对这两种算法进行直接评判。通-

2、过对算法所需参数分别取一定变动区间并进行渐变取值测算，分析了算法对其参数估计误差的敏感性，以此作为对选两种算法适用性的一个间接评判依据。一-j【关键词】LandsatTM；单窗算法；单通道算法；参数估计误差；敏感性分析【中圈分类号】TP75l文献标识码】A【文章编号】1009—2307(2007)01—0087—05如下⋯：1引言=[a(1一C—D)+(b(1一G—D)+c+D)一D]／C地表温度是进行区域和全球尺度地球表面物理过程研究(1)的一个重要参数。以往地表温度的获取大多依靠地面气象站式

3、中，是地表温度(K)；口和6分别为一67．355351点的观测资料，这种根据有限观测点的研究很难全面地反映和0．458606C苷盯，Dz(1一．r)[1+(1—)f]，(区域地表热环境的空间分布状况⋯。随着卫星遥感技术的发为地表比辐射率为大气透射率)；瓦是像元亮度温度展，瞬时覆盖面积大、成像周期短、价格相对低廉、又可以(K)；是大气平均作用温度(K)。对LandsatTM，求算周期性获取的卫星遥感数据成为地表热环境研究的重要数据公式如下J：。来源。在众多基于遥感的地表热环境研究中，地表温度的反=

4、1抛56／ln【l+607．76／(1．2378+0．t~158×删)】演是其中最为关键的技术之一。热红外遥感数据常被用来进。(2)行地表温度的反演。LandsatTIM的第6波段(TM6)属于热其中，脚llM6为TM6的像元DN值，0≤DⅣTM6≤255。红外波段(10．4—12．5岬)，可以用来反演地表温度。目前，在标准大气状态下，与％(近地面气温，单位为K)存应用TM6数据进行地表温度反演有3种算法：辐射传导方程在如下线性关系法、单窗算法和单通道算法。传统的辐射传导方程法由热带平均大气qb

5、纬15。，年平均)于计算过程较为复杂，实际应用起来较其他二者困难。在缺。一“=17．9769+0．91715To(3)乏宴时大气剖面数据的条件下，单窗算法和单通道算法仅需中纬度夏季平均大气(北纬45。，7月)要近地面气温、大气水分含量和地表比辐射率这几个参数即16．O110'4。-0．92621／'o(4)可宴现对地表温度的反演。迄今为止基于LandsatTM的单窗算法和单通道算法仅在少数几个试验区使用过。由于进此外，当大气水分含量W在0．4—1．6g／cm变动区间行地面像元尺度同步温度测量通常

6、难度较大，目前尚无法对时，。大气透射率的估计方程如下：这两种算法的适用性进行直接的评判。本文以福建省福州市．r0．974290—0．08007w(高气温，35℃)(5)为研究区(东经I19。14'00”一119。2335，北纬26。Oll1”一26。r；o．982007—0．09611w(低气温，l8℃)(6)09'59”)，使用1989年6月15日的TM数据，采用单窗算法2．2单通邋l往和单通道算法分别对研究区进行了地表温度反演，并分析了单通道算法是由Jim6nez—Mufioz和Sobfin

7、o于2003年这两种算法对近地面气温、大气水分禽量以及地表比辐射率提出的。对乎／_~dsatTM6，其计算公式为’：这三个参数估计误差的敏感性，以此作为对这两种算法适用E(l工。+2)／+3】+占(7)性的一个间接评判依据。式中，是地表温度(K)；是卫星高度上遥感传感器测得的辐射强度(W·m～·sr～·)，计算公式2算法描述如下[。：2．1单窗算法=1．2378+0．055158×DⅣ蹦(8)单窗算法是由Qin等人于2001年提出的，计算公式其中，为TM6的像元DⅣ值，0≤DNr瞄≤255。此外

8、，在公式(7)中，8是地表比辐射率；8、。、lI，、是中间变量，分别由以下公式计算：作者简介：丁风(1973)，女，在职博士生，助理研究员，主要从事遥感与地【誓(～+÷)】(9)理信息系统应用方面的研究。占=一yL⋯(10)E—mail：fding@rip．sina．eom

9、f，=O．14714w一0．15583w+1．1234(11)2=一1．1836w一0．37607w一0．52894(12)收稿日期：2006．08—143=一n04554w+1．8719w一0．39071(13)基金项目：