基于etm熱紅外波段的鄭州地區(qū)地表溫度反演算法研究(參考版)
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【正文】 參考文獻[1] [M].北京：電子工業(yè)出版社，2006[2] Becker, F., Li, Z. L…Towards a local split window method over land surface [J]. International Journal of Remote Sensing, 1990(11):369393.[3] Berk A., Bernstein .,amp。圖43 2001年5月10日鄭州地區(qū)地表溫度分布圖表492001年5月10日鄭州地區(qū)地表溫度基本統(tǒng)計信息統(tǒng)計信息最小值最大值均值標準差溫度值圖 44 2001年鄭州市地表溫度分布圖圖 45 2001年開封地區(qū)地表溫度分布圖表4102001年開封地區(qū)地表溫度基本統(tǒng)計信息統(tǒng)計信息最小值最大值均值標準差溫度值圖 46 2001年開封市地表溫度分布圖5 結(jié)論本文以黃河中下游沿岸的鄭州市和開封市為例，在RS, GIS技術(shù)的支持下， 2001年5月10日時段的ETM+影像為主要數(shù)據(jù)源，結(jié)合利用研究區(qū)基本地理數(shù)據(jù)和氣象觀測資料進行地表溫度的反演，以Landsat數(shù)據(jù)和氣象資料為數(shù)據(jù)源，選取鄭州市和開封市為研究區(qū)，在遙感軟件ENVI環(huán)境下通過對地表比輻射率、大氣平均作用溫度和大氣透射率等參數(shù)的推導(dǎo)分別反演出兩城市地表溫度。因此，大氣透射率估計方程應(yīng)選用=至此，至此，本文已經(jīng)得到了運用單窗算法反演地表溫度的所有參數(shù)，利用RS軟件并結(jié)合GIS軟件就可以反演出研究區(qū)地表溫度。表48大氣透過率估計方程氣溫特征水分含量w（g/cm2）大氣透射率估計方程高氣溫(≧350C)~=~=低氣溫(≦180C)~=~=其中，W為衛(wèi)星過境時地面附近(大約2m高度)的大氣水分含量，單位為g/cm2。 本研究區(qū)位于中緯度且成像時間為5月，因此，采用中緯度夏季平均大氣近似推算Ta。為衛(wèi)星過境時地面附近(大約高度)的氣溫；Ta和T。表44日地天文單位距離對照表EarthSun Distance in Astronomical UnitsJulianDistanceJulianDistanceJulianDistanceJulianDistanceJulianDistanceDayDayDayDayDay1741522273051591166242319321061822583354612119627434960135213288365Landsat 7 的參數(shù)可在表4447中獲得表45Landsat 7ETM+影響的增益watts/ (meter squared*ster*m)ETM+ Spectral Radiance Range watts/(meter squared*ster*m)BandBefore July1,2000After July1,2000NumberLow GainHigh GainLow GainHigh GainLMINLMAXLMINLMAXLMINLMAXLMINLMAX12345678表46Landsat 7 ETM+大氣層頂部的太陽平均輻照度ETM+ Solar Spectral IrradiancesBandwatts/ (meter squared*ster*m)1234578表47Landsat7 ETM+熱紅外波段校正參數(shù)ETM+ Thermal Band Calibration ConstantsUnitswatts/ (meter squared*ster*m)KelvinConstantK1K2Landsat 7 單窗算法反演地表溫度覃志豪的單窗算法是一種根據(jù)地表熱輻射傳導(dǎo)方程而不需要大氣校正直接反演地表溫度的方法，假定在天空晴朗且沒有明顯大氣垂直渦流作用情況下，可把大氣分成幾個平行層面，如果缺乏實時的大氣剖面資料，仍可把標準大氣數(shù)據(jù)和當?shù)貙崟r地面氣象資料(主要是氣溫和大氣水分含量)結(jié)合起來，具體應(yīng)用公式如后所述（式27） 大氣等效溫度和大氣透射率大氣等效溫度主要取決于大氣剖面的氣溫分布和大氣狀態(tài)，而大氣透射率則主要取決于大氣水分含量。由相對值到絕對值的轉(zhuǎn)化過程實質(zhì)上就是由像元的亮度值轉(zhuǎn)化為星上輻射亮度值的過程。像元的亮度值(DN值)是由傳感器所探測到的地面目標物的電磁輻射強度決定的。這些影像往往在時相或者所獲得的遙感器上有所不同，這就要求把這些影像統(tǒng)一到一個坐標系統(tǒng)下，并且要求同一地物的像元在不同影像中的位置相互重疊。 遙感數(shù)據(jù)的預(yù)處理(1)影像配準所謂影像配準即同一區(qū)域內(nèi)一幅圖像(基準圖像)對另一幅圖像的校準，以使兩幅圖像中的同名像元配準[7]。(4)沿軌道方向與垂直方向每400m就有一個精確的測地坐標。(2)熱紅外波段的分辨率由陸地衛(wèi)星4, 5號的120m提高到60m。這樣對Landsat 7的設(shè)計制造方案不得不重新調(diào)整， Landsat 7只搭載ETM+傳感器，為保持數(shù)據(jù)連續(xù)性而作的飛行衛(wèi)星。HRMSI也屬于一種推掃式線陣列傳感器，它具有空間分辨率高(全色5m，多光譜l 0m)的特點，另外還具備獲取同一軌道上的立體像對和不同軌道之間重復(fù)訪問的能力。同Landsat 6一樣，原計劃在Landsat 7上搭載兩種傳感器:一種是改進的ETM，以保持數(shù)據(jù)的連續(xù)性。例如，Landsat 7采用一個容量為378Gb的固態(tài)記錄儀，它可存貯約40min相當于100幀ETM十影像數(shù)據(jù)，以便在衛(wèi)星飛臨專設(shè)的地面接收站視界之內(nèi)時再向下傳輸。該傳感器在保持Landsat 4和5
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