遥感概论实验3_地表温度反演

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1、2021/7/251遥感图像处理_实验3地表温度反演一、实验目的通过本次实验达到如下目标：地表温度反演计算的基本原理；掌握地表温度反演的计算方法；不同地物地表温度特征。2021/7/2522021/7/253实验课时3课时地表温度反演试验地表温度作为地球环境分析的重要指标，而遥感技术作为现代重要的对地观测手段，使得基于遥感图像的地表温度反演的研究越来越多。主要的地表温度反演方法有：大气校正法，单窗算法，单通道法等等。本实验介绍用辐射传输方程法对地表温度进行反演。2021/7/254=辐射能量传输波长（μm）Wcm-2sr-1μm-1遥感辐射能量传输方程=+透过大气窗口

2、的光谱辐射能量Wcm-2sr-1μm-1波长（μm）透过大气窗口的光谱辐射能量=++Wcm-2sr-1μm-1波长（μm）]=[++透过大气窗口的光谱辐射能量Wcm-2sr-1μm-1波长（μm）=[++]+透过大气窗口的光谱辐射能量Wcm-2sr-1μm-1波长（μm）地表温度反演基本理论大气层顶入瞳处亮度：普朗克定律：未知数（4个）：2021/7/2510方法1：传统方法大气校正是根据大气影响的估计值();通过网站获取3参数值,无法通过此网站获得。http://atmcorr.gsfc.nasa.gov/2021/7/25资源与环境遥感112021/7/25资源

3、与环境遥感122021/7/25资源与环境遥感13方法1：传统方法地表比辐射率估算。根据NDVI来计算2021/7/25资源与环境遥感14LandsatTM6地表物体温度反演数据源：L5119034_03420090622_MTL.txtLMAX_BAND6=15.303LMIN_BAND6=1.238地表温度反演公式LandsatTMK1=607.76K2=1260.56LandsatETM+K1=666.09K2=1282.71地表比辐射率（发射率），不同地物类型其不同，其取值精度影响着地表温度反演的精度。方法2：单窗算法覃志豪等（2001）式中：2021/

4、7/25资源与环境遥感17方法2：单窗算法共需要计算4个参数：2021/7/25资源与环境遥感18亮温：物体的辐射能量用同辐射量的黑体温度表示2021/7/25资源与环境遥感19方法2：单窗算法—步骤1）计算亮温根普朗克黑体辐射定律公式，利用LandsatTM6计算。2）计算大气透过率3）计算大气温度4）地表比辐射率2021/7/25资源与环境遥感202021/7/25资源与环境遥感212021/7/2522LandsatTM/ETM+6反演地表温度步骤：1：反射波段与热红外波段采样位一样空间大小(60m)，BasicTools—>ResizeData(Spatial

5、/Spectral);2、反演地表真实反射率；3、求解NDVI4、地表比辐射率5、大气上星、下行亮度及大气透过率6、温度反演7、温度密度分割（成图）2021/7/2523ENVI下利用ETM+数据反演地表温度第１步：数据准备热红外数据使用的是Landsat的第六波段，已经做了传感器定标、几何校正、大气校正和工程区裁剪，详细流程参考流程图。经利用主菜单->BasicTools->ResizeData（SFatial/SFectral）重采样为60米分辨率，与TMi6数据保持一致，文件名为：TM-NDVI-60m.img第２步：地表比辐射率计算（1）植被覆盖度计算(2)E

6、NVIBandMath计算NDVI,FV(float(b4)-float(b3))/(float(b4)+float(b3))，b4b3为TM/ETM+4,3波段反射率(b1gt0.7)*1+(b1lt0.)*0+(b1ge0andb1le0.7)*((b1-0.0)/(0.7-0.0))，b1为NDVI2021/7/2524ENVI下利用ETM+数据反演地表温度(3)地表比辐射率计算根据前人的研究，将遥感影像分为水体、城镇和自然表面3种类型。本试验采取以下方法计算研究区地表比辐射率：水体像元的比辐射率赋值为0.995，自然表面和城镇像元的比辐射率估算则分别根据下式

7、（1）（2）进行计算：εWater=0.995εsurface=0.9625+0.0614FV-0.0461FV^2(1)εbuilding=0.9589+0.086FV-0.0671FV^2 (2)式中，εsurface和εbuilding分别代表自然表面像元和城镇像元的比辐射率。ENVIBandMath(b1le0)*0.995+(b1gt0andb1lt0.7)*(0.9589+0.086*b2-0.0671*b2^2)+(b1ge0.7)*(0.9625+0.0614*b2-0.0461*b2^2)b1=NDVI,b2=FV2021/7/25