Estudo do método de inversão da temperatura da superfície a partir dos dados infravermelhos térmicos do satélite nacional Gaofen-5B

LI Fengguang ,  

REN Huazhong ,  

ZHAO Yanhua ,  

WANG Baozhen ,  

ZHU Jinshun ,  

摘要

A temperatura da superfície terrestre é um parâmetro importante para o balanço energético da superfície e o processo do ciclo da água. A sensoriamento remoto infravermelho térmico é atualmente a fonte de dados mais importante para a inversão da temperatura da superfície, e o algoritmo de janela dividida é o algoritmo de inversão mais amplamente utilizado. Este artigo baseia-se na forma do algoritmo de janela dividida para a inversão da temperatura da superfície do Gaofen-5, combinando as características espectrais das bandas do sensor do satélite Gaofen-5B (GF-5B), construindo duas formas do algoritmo de janela dividida direcionadas para a inversão da temperatura da superfície dos dados infravermelhos térmicos do GF-5B. Considerando a influência do vapor d'água na inversão da temperatura da superfície, os coeficientes do algoritmo de janela dividida foram obtidos sob diferentes condições de vapor d'água, sendo realizada uma análise comparativa para selecionar a forma do algoritmo de janela dividida com a melhor precisão como aplicação para a inversão da temperatura da superfície dos dados térmicos infravermelhos GF-5B. O método aprimorado de limiar NDVI-NDWI e o método da razão covariância-variância da janela de vapor d'água foram utilizados para estimar os parâmetros-chave necessários para o algoritmo, como a emissividade da superfície e o teor atmosférico de vapor d'água. Os algoritmos construídos neste artigo foram aplicados para a inversão da temperatura da superfície em quatro áreas experimentais de diferentes tipos de superfície, e os resultados da inversão foram validados usando temperaturas de superfície medidas no local pela estação HiWATER e produtos de temperatura de superfície MODIS. Os resultados mostram que o erro de validação nos locais terrestres para a temperatura da superfície invertida durante o dia e a noite foi de 1,88 K e 0,99 K, respectivamente, com o erro noturno sendo menor que o diurno; a comparação cruzada com o produto MOD11A1 LST mostrou que, exceto pela área experimental de Tangshan em Hebei, afetada pelo bloqueio de nuvens que levou a resultados ruins na comparação cruzada, as diferenças de temperatura nas outras três áreas experimentais não excederam 1,5 K; o que indica que o algoritmo de janela dividida construído neste artigo possui alta precisão para a inversão da temperatura da superfície.

关键词

Gaofen-5B; dados infravermelhos térmicos; temperatura da superfície; algoritmo de janela dividida; estimativa de emissividade da superfície; estimativa do teor de vapor d'água atmosférico; validação de precisão; validação em estação terrestre; comparação cruzada da temperatura da superfície

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