专利名称：基于环境一号卫星的地表温度单窗反演方法
技术领域：
本发明涉及热红外遥感技术领域，特别是涉及一种基于环境一号卫星的地表温度 单窗反演方法。
背景技术：
地表温度是地表与大气之间辐射及能量交换和区域与全球尺度地表物理过程的 关键参数，热红外遥感是探测地表温度的有效手段。环境一号卫星A、B(HJ-A/B)星是我国 继气象、海洋、国土资源卫星之后2008年发射的一个全新的民用卫星。环境一号B(HJ-IB) 卫星上的红外相机( 的热红外波段空间分辨率为300m。对该星的热红外研究还不多， 且主要集中在前期的模型模拟、在轨测评或反演过程相对复杂阶段，如段四波等O008)利 用HJ-IB数据模拟反演了地表温度。在卫星的最新定标参数发布后，目前急需结合地面观 测数据或者其它卫星数据交叉标定，定量评价该星在环境和减灾领域中的应用能力。地表温度反演的方法目前主要有单窗算法(也称单通道算法)、劈窗算法(也称双 通道或分裂窗算法)和多通道算法。其中应用最多的是单窗算法和劈窗算法。单窗算法是 利用卫星传感器上单独的一个热红外通道(一般在大气窗口内)获得的辐射能，借助于无 线电探空或卫星遥感确定的大气廓线数据(温度、湿度、压力)，结合辐射传输方程来修正 大气和比辐射率的影响，从而得出地表温度。国内外利用单窗算法反演地表温度的研究已经非常成熟，其中较具代表性的主 要有辐射传输方程法、Jin^nez-Mufioz&Sobrino单窗算法Q003)和覃志豪单窗算法^jin et al，2001)。辐射传输方程法较复杂，所需参数较多，在反演地表温度的实际中不便应用， 而后两种虽然仅需要地表温度、大气水汽含量和地表比辐射率(覃志豪单窗算法还需要大 气平均作用温度)，但大气水汽含量并不容易获�。」芡ü渌８惺荩鏜ODIS (是搭 载在terra和aqua卫星上的一个重要的传感器)的水汽产品或者波段比值法获得大气水 汽分布，但不同传感器、不同分辨率的数据融合时，也易带来误差。
发明内容
(一)要解决的技术问题本发明要解决的技术问题是如何在不获取大气水汽含量参数的情况下，仅利用 遥感影像数据实现地表温度的反演。( 二 )技术方案为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于环境一号卫星的地表温度单窗反 演方法，包括以下步骤Sl 获取待测区域地表的环境一号B星HJ-IB卫星的遥感数据，对该遥感数据进行 预处理，获得影像数据，并将所述影像数据的像元亮度值DN值转换为辐亮度；S2 采用基于影像的COST大气校正模型，对所述影像数据进行大气校正；S3:采用归一化植被指数NDVI阈值法估算待测区域地表的比辐射率ε ；2/7页S4 根据步骤Sl S3的计算结果利用单窗算法反演地表温度。其中，所述影像数据包括电荷耦合器件CCD图像和热红外波段图像，所述步骤Sl 中将所述影像数据的像元亮度值转换为辐亮度的过程具体包括利用绝对定标系数将CCD图像的DN值转换为辐亮度的公式为
权利要求
1.一种基于环境一号卫星的地表温度单窗反演方法，其特征在于，包括以下步骤S1获取待测区域地表的环境一号B星HJ-IB卫星的遥感数据，对该遥感数据进行预处 理，得到影像数据，并将所述影像数据的像元亮度DN值转换为辐亮度；S2采用基于影像的COST大气校正模型，对所述影像数据进行大气校正； S3:采用归一化植被指数NDVI阈值法估算待测区域地表的比辐射率ε ； S4 根据步骤Sl S3的计算结果利用单窗算法反演地表温度。
2.如权利要求1所述的基于环境一号卫星的地表温度单窗反演方法，其特征在于，所 述影像数据包括电荷耦合器件CCD图像和热红外波段图像，所述步骤Sl中将所述影像数据 的像元亮度值转换为辐亮度的过程具体包括利用绝对定标系数将CCD图像的DN值转换为辐亮度的公式为
3.如权利要求1所述的基于环境一号卫星的地表温度单窗反演方法，其特征在于，所 述步骤S2中所使用的COST大气校正模型的表达式如下
4.如权利要求1所述的基于环境一号卫星的地表温度单窗反演方法，其特征在于，所 述步骤S3中，采用以下公式估算地表的比辐射率ε
5.如权利要求4所述的基于环境一号卫星的地表温度单窗反演方法，其特征在于，所 述步骤S4中，利用如下公式反演地表温度
6.如权利要求1 5任一项所述的基于环境一号卫星的地表温度单窗反演方法，其特 征在于，所述预处理包括几何校正、镶嵌、拼接、去云和辐射校正处理。
全文摘要
本发明公开了一种基于环境一号卫星的地表温度单窗反演方法，包括以下步骤S1获取待测区域地表的环境一号B星HJ-1B卫星的遥感数据，对该遥感数据进行预处理，得到影像数据，并将所述影像数据的像元亮度DN值转换为辐亮度；S2采用基于影像的COST大气校正模型，对所述影像数据进行大气校正；S3采用归一化植被指数NDVI阈值法估算待测区域地表的比辐射率ε；S4根据步骤S1～S3的计算结果利用单窗算法反演地表温度。本发明把基于影像的COST模型大气校正方法和不需要大气水汽含量参数的地表温度单窗算法应用于HJ-1B卫星遥感数据，实现了地表温度的反演。
文档编号G01S7/48GK102103203SQ201110021569
公开日2011年6月22日 申请日期2011年1月19日 优先权日2011年1月19日
发明者刘思含, 张峰, 李营, 杨海军, 王桥, 聂忆黄, 赵少华 申请人:环境保护部卫星环境应用中心
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