[发明专利]一种遥感地表温度产品角度效应校正方法

说明书

一种遥感地表温度产品角度效应校正方法，包括：使用MOD021KM数据计算像元31,32波段的亮度温度；获得像元大气下界温度T_air、大气总水蒸汽含量CWV、传感器观测天顶角θv；获得像元传感器观测方向通用劈窗算法系数C，A₁，A₂，A₃，B₁，B₂，B₃；确定像元的天顶发射率(ε₀)；计算像元的坡度(α)和坡向计算本地反射角(θ₀)；获得地表不同覆盖类型纯像元在传感器观测角度﹣65°到﹢65°之间的平均发射率数据集；获得不同观测天顶角相对天顶方向的发射率差数据集；假设像元在观测方向相对天顶方向发射率变异的表达式；确定像元的在观测方向的发射率表达式；计算地表温度(T_s)。本发明结合已有的研究、数据和方法，提供了一种普适性强的像元级发射率方向性模型，可用于MODIS温度产品角度效应校正中。

技术领域

本发明涉及热红外遥感地表温度反演领域，尤其涉及一种基于多种MODIS地表温度发射率产品的地表方向发射率确定方法，及其在校正MODIS温度产品角度效应中的应用。

背景技术

地表温度常用来估计地球大气界面能量收支，也是众多生态、气候、水文等模型中不可缺少的参量。随着人类科技的进步，生产力的提高，大气中碳排放量大大增加，加剧了温室效应，全球变暖已经从一个概念变成了可以觉察得到的事实，全球变暖致使两极冰川融化，海平面上升，极端气候频发。地表温度是人类研究全球变暖规律，预测全球升温趋势重要依据，研究结果是制定碳排放政策，达成国际气候协定的重要理论基础，因此精确测量地表温度十分重要。

遥感技术的出现使得获取全球或区域尺度的地表温度成为了可能，常见的温度反演算法除了温度发射率分离算法，单通道算法，劈窗算法都需要地表发射率的先验知识。地表发射率确定的方法有很多，例如，根据NDVI确定地表发射率(Valor E,CasellesV.Mapping land surface emissivity from NDVI:application to European,African,and South American areas[J].Remote Sensing of Environment,1996,57(3):167-184.)，根据TISI指数确定发射率(Becker F.Temperature-independent spectralindices in thermal infrared bands[J].Remote Sensing ofEnvironment,1990,32(1):17-33.)，使用α残余法确定地表发射率(Kealy P S,Hook S J.Separating temperatureand emissivity in thermal infrared multispectral scanner data:implicationsfor recovering land surface temperatures[J].IEEE Transactions on GeoscienceRemote Sensing,2002,31(6):1155-1164.)。地表发射率方向性和地表的强异质性的存在增加了准确获得像元级发射率的难度。中等分辨率成像光谱辐射计(MODIS：Moderateresolution imaging pectroradiometer)11_L2系列温度产品未考虑发射率的方向性，基于使用基于分类发射率的静态发射率确定方法也存在普适性弱的缺点。而发射率每变化0.01，对温度反演产生的误差为0.5K以上。