利用ATSR数据分解土壤和植被温度的研究

欧洲遥感卫星（ＥＲＳ）上安装的ＡＴＳＲ传感器是目前惟一能在两个观测角度上提供准实时热红外测量的有效工具．相对于正在准备之中的新一代多角度卫星传感器而言,ＡＴＳＲ数据为我们提供了一个在热红外区域开发有关方向性观测信息潜力的机会．通过对一景ＡＴＳＲ图像的分析,结果显示尽管大气状况对于准确度的影响非常敏感,但是,仍然可以在可接受的范围内反演出不同方向的亮温值（地表各向异性辐射量）,为了从不同方向的亮温值同时反演出植被和土壤的温度,必须对大气状况和像元内容进行 恰当的表述,否则,这种反演将具有很大的不确定性．     

基于陆面过程模式的热红外卫星遥感影像模拟

遥感服务于气象、气候领域的一个关键环节就是建立地表过程模式与遥感数据之间的联系,利用过程模式的可靠输出参数来模拟卫星影像,并与真实的观测数据进行对比.本文建立了一个以通用陆面过程模式(CLM)相关参数为地表输入信息,以再分析大气廓线为大气输入信息的卫星影像模拟系统,以期通过模拟数据与真实卫星数据的比较,为模式背景场、强迫场的修订及预报精度的提高服务.模拟结果表明,对于由植被和土壤等组成的自然地表,模拟的热红外卫星信号主要取决于过程模式输出的地表温度,模拟的地表方向性辐射温度与模拟的大气层顶部表观辐射温度相关性高达0.99.模拟到的表观辐射温度与AVHRR影像对应的辐射温度差异比较大,最大值超过30 K,大多数像元温差分布在-20～20 K之间.温差在高海拔地区普遍比较大,这可能是由于CLM对高海拔地区的温度估计偏低导致的.     

AMSR-E微波数据反演裸地地表温度算法研究

利用AMSR-E被动微波数据,以撒哈拉沙漠地区为研究对象,基于搭载在同一颗卫星上的AMSR-E传感器和MODIS传感器同步观测成像的特点,将MODIS数据反演得到的裸地地表温度产品进行尺度上推.作为AMSR-E像元尺度的地表真实温度.在分析AMSR-E不同通道微波探测值所包含的不同信息特点的基础上,选出反演裸地地表温度较为有效的探测通道,利用多元线性回归的方法,建立经尺度上推后对应AMSR-E尺度的MODIS地表温度与AMSR-E各通道亮温之间的对应关系同,从而实现利用AMSR-E被动微波数据反演裸地地表温度的算法.经验证,反演计算的裸地地表温度误差在±3 K之间.该方法不仅对时间和空间的变化有一定的适应性.而且具有一定的物理意义,演结果可以较好地反映裸地地表温度的变化情况.     

地物热辐射方向性影响主因子的揭示 ——提高辐射温度方向性观测精度的新途径及数据剖析

排除影响地物热辐射方向性三因子以外的噪声，即消除热红外传感器随着测 量角度的变化所接收到的组分变化所引起的噪声；消除前后测量的时间差里地表热量 平衡变化所引起的噪声，这是多角度遥感测量中的难题，长期以来一直没有得到解决． 提出利用“热像仪－定面积法”和“双传感器－同步法”进行测定．试验结果表明，以前 的几种方法所观测到的数据离散、无规律，而利用本方法获取的数据，呈现出相当有规 律的方向性分布．从而揭示了影响地物目标热辐射方向性的主要因子和它们各自的影 响程度．     

地表受光面和阴影温差的潜在信息及遥感土壤水分的新途径

在可见光和近红外遥感中，地物阴影通常认为是提取信息的噪声或干扰．而 在热红外遥感中，发现地物光照面和阴影的信息差是提取热量平衡参数的重要信息源． 通过实践，建立了以地物光照面和阴影的表面温度差为基础的土壤水分含量的遥感模 型，为利用多角度信息提取遥感土壤水分开辟了新的途径．在中国科学院禹城综合试 验站遥感试验场开展了模型论证试验．试验资料很好地支持了模型的验证．所用方法 与现有的热惯量方法和作物缺水指数方法进行了对比，分析了本方法的优越性和局限 性．     

利用HJ-1B模拟数据反演地表温度的两种单通道算法

现有的两种单通道算法（覃志豪单通道算法和Jimenez-Munoz＆Sobrino单通道算法）都是针对LandsatTM提出的,中国即将发射的HJ-1B卫星传感器也仅有一个热红外波段,要想应用这两种算法对HJ-1B数据进行地表温度的反演,需要根据HJ-1B热红外波段的通道响应函数来重新得到算法中的经验关系．文中针对HJ-1B卫星传感器对这两种算法进行了修订,通过大气辐射传输软件MODTRAN4模拟数据对算法进行了精度评价和参数的敏感性分析．并在此基础上考虑HJ-1B卫星传感器的噪声等效温差（NE△T）和各种参数的估计误差对算法进行了综合误差分析,发现在NE△T≤0．3K的情况下,覃志豪单通道算法平均综合误差为1．14K,而Jimenez-Munozoz＆Sobrino单通道算法平均综合误差为0．94K．基于模拟的HJ-1B热红外波段数据,采用修订后的算法进行了地表温度的反演实验,通过对反演结果的分析,发现覃志豪单通道算法反演的地表温度比模拟的地表温度低1．2K左右,而Jimenez—Munozoz＆Sobrino单通道算法比模拟的地表温度低0．8K左右．从算法验证和应用的结果来看,修订的这两种算法可以方便地应用到对HJ-1B热红外波段数据的地表温度反演．     

一种从中红外和热红外数据中反演地表比辐射率的物理算法

根据两通道与温度无关的波谱指数的概念,并利用白天和晚上中红外和热红外的空间测量值,提出了一种用于提取方向比辐射率的物理方法,同时提出了一个用于描述反射率（或比辐射率）角度变化的三参数现像模型．把这种方法用于ＡＶＨＲＲ数据,结果显示,地球表面并不是Ｌａｍｂｅｒｔ体．对裸露土壤,双向反射率的角度变化似乎与方位角无关,而植被具有很强的后向散射作用．至于方向比辐射率,植被的值很高而且与方向无关,相反,干旱地区的地表比辐射率的值较低并且具有显著的方向性．