地表溫度反演單窗算法

1、一：單窗算法1、TM/ETM波段的熱輻射傳導方程：B6(T6=t6(qe6B6(Ts+(1-e6I6+I6_Ts是地表溫度；T6是TM6的亮度溫度；t6是大氣透射率；e6是地表輻射率。 B6(T6表示TM6遙感器所接收到的熱輻射強度；B6(Ts是地表在TM6波段區(qū)間內的實際熱輻射強度，直接決取于地表溫度；I6和I6_分別是大氣在TM6波段區(qū)間內的向上和向下熱輻射強度。2、化簡后最終的單窗體算法模型為：Ts=a(1-C-D+b(1-C+D+C+DT6-DTa/C式中C6=t6e6(e6為比輻射率，t6為透射率）D6=(1-t61+t6(1-e6a =-67.355351，b=0.4586063、

2、大氣平均作用溫度Ta的近似估計溫度換算：Tt273.15本圖為7月份拍攝，對于中緯度夏季平均大氣Ta=16.0110+0.92621T0取烏魯木齊市平均氣溫為25攝氏度時Ta = 312.157534、大氣透射率t6的估計t6=0.974290-0.08007w，0.4w1.6。w為水分含量，單位(g/cm2，這里，取w=1.0，計算得到t6=0.894225、地表比輻射率的估計 典型地表類型的比輻射率ew=0.995ev=0.986em=0.970Pv=(NDVI- NDVIs/(NDVIv- NDVIs2NDVI 為歸一化植被指數(shù), 取NDVIv=0.70 和 NDVIs=0（分別取自5%

3、及95%數(shù)據）e surface=0.9625+0.0614Pv-0.0461Pv26、像元亮度溫度計算T6=K2/ln(1+K1/L6 其中：K1=607.76，K2=1260.56（覃志豪，用陸地衛(wèi)星TM6數(shù)據演算地表溫度的單窗算法）；L6為遙感器接收的輻射強度。7、遙感器接收的輻射強度計算L6=(15.303-1.238*b1/255.0+1.238 （覃志豪，用陸地衛(wèi)星TM6數(shù)據演算地表溫度的單窗算法）； b1為第六波段像元灰度值（DN值）。LMAX_BAND6 = 15.303LMIN_BAND6 = 1.238操作步驟。1、研究區(qū)示意圖2、計算L6ENVI->Basic To

4、ols->Band Math在Enter an expression中輸入(15.303-1.238*b1/255.0+1.238，點擊Add to List.選中剛才輸入的公式，點擊OK。選中B1變量，在Available Bands List中選Band6，保存文件名為L6，點擊OK。3、計算T6（同計算L6,只是計算公式不同）。4、計算C6（同計算L6,只是計算公式不同）。5、計算D6（同計算L6,只是計算公式不同）。6、計算Ts同計算C6相同，在Enter an expression中輸入：(-67.355351*(1-b1-b2+(0.458606*(1-b1-b2+b1+b2

5、*b3-b2*292.15753/b1-273.15，點擊Add to List.選中b1變量，在Available Bands List中選擇C6，選中b2變量，在Available Bands List中選擇D6，選中b3變量，在Available Bands List中選擇T6，保存文件名為Ts ，點擊OK。7、地表溫度結果圖至此本實驗的具體過程就完成了。同學們還可以制作密度分割圖像或者在ArcGIS軟件中丞相輸出。二：單通道算法1、單通道算法模型為：Ts=r*(y1*L6+y2/e6+y3+t2、大氣平均作用溫度Ta的近似估計溫度換算：Tt273.15本圖為7月份拍攝，對于中緯度夏季平

6、均大氣Ta=16.0110+0.92621T0取烏魯木齊市平均氣溫為25攝氏度時Ta = 312.157533、大氣透射率t6的估計t6=0.974290-0.08007w，0.4w1.6。w為水分含量，單位(g/cm2，這里，取w=1.0，計算得到t6=0.894224、地表比輻射率的估計 典型地表類型的比輻射率ew=0.995ev=0.986em=0.970Pv=(NDVI- NDVIs/(NDVIv- NDVIs2NDVI 為歸一化植被指數(shù), 取NDVIv=0.70 和 NDVIs=0（分別取自5%及95%數(shù)據）e surface=0.9625+0.0614Pv-0.0461Pv25、像

7、元亮度溫度計算T6=K2/ln(1+K1/L6 其中：K1=607.76，K2=1260.56（覃志豪，用陸地衛(wèi)星TM6數(shù)據演算地表溫度的單窗算法）；L6為遙感器接收的輻射強度。6、遙感器接收的輻射強度計算L6=(15.303-1.238*b1/255.0+1.238 （覃志豪，用陸地衛(wèi)星TM6數(shù)據演算地表溫度的單窗算法）； b1為第六波段像元灰度值（DN值）。LMAX_BAND6 = 15.303LMIN_BAND6 = 1.238單通道算法模型表達式中, Ts是陸地表面溫度, L6是衛(wèi)星高度上遙感傳感器測得的輻射強度(W·m- 2·sr- 1·m- 1,e6是

8、地表發(fā)射率; r, t,y1,y2,y3 是中間變量, 分別由以下公式計算:R=1/(c2*L6/T62*(4*L6/c1+1/y1=0.14714w2- 0.15583w+1.1234=1.11471y2=-1.1836w2- 0.37607w- 0.52894=0.27859y3=-0.04554w2+1.8719w- 0.39071=1.43565t=T6-r*L6其中, C1 和C2 是Plank 函數(shù)的常量, C1=1.19104×108W·m4·m- 2·sr- 1, C2=14387.7 m·K; T6是衛(wèi)星高度上傳感器所探測到的

9、像元亮度溫度, 單位為K; 是有效作用波長, TM6 有效作用波長為11.457m;w為大氣水分含量在此我們也取w=取w=1.0操作步驟。1、研究區(qū)示意圖計算L6，在單窗算法中我們已經具體說明，在此請參閱基于TM單窗算法反演地表溫度文本。T6同理。e6同理。計算R，在Band Math中編寫1/(14387.7*L6/T62*(11.4574*L6/1.19104×108+1/11.457選中b1變量，在Available Bands List中選擇L6，選中b2變量，在Available Bands List中選擇T6，保存文件為R。計算t，在Band Math中編寫(b1-b2*b3選中b1變量，在Available Bands List中選擇T6，選中b2變量，在