Исследование метода обратного определения температуры поверхности на основе тепловых инфракрасных данных спутника Gaofen-5B отечественного производства
Температура поверхности является важным параметром для баланса энергии поверхности и процесса водного цикла. Тепловая инфракрасная дистанционная съемка в настоящее время является наиболее важным источником данных для обратного определения температуры поверхности, а алгоритм окна является наиболее широко используемым алгоритмом обратного определения. В данной работе, заимствуя форму алгоритма окна для обратного определения температуры поверхности с высокоточного спутника Gaofen-5, и учитывая спектральные характеристики диапазонов датчика спутника Gaofen-5B, были разработаны две формы алгоритмов окна для обратного определения температуры поверхности на основе тепловых инфракрасных данных Gaofen-5B, с учетом влияния водяного пара на обратное определение температуры поверхности, были получены коэффициенты алгоритма окна при различных условиях водяного пара, и проведен сравнительный анализ для выбора формы алгоритма окна с наилучшей точностью для применения в обратном определении температуры поверхности по данным тепловой инфракрасной съемки Gaofen-5B. Для оценки ключевых параметров, таких как излучательная способность поверхности и содержание атмосферного водяного пара, были использованы усовершенствованные пороговые методы NDVI-NDWI и метод отношения ковариации к дисперсии по водяному пару. Алгоритмы, разработанные в данной работе, были применены для обратного определения температуры поверхности на четырех экспериментальных участках с различными типами поверхности и результаты были верифицированы с помощью полевых измерений температуры поверхности в пунктах HiWATER и продуктов температуры поверхности MODIS. Результаты показали, что ошибка проверки на наземных пунктах для температуры поверхности, рассчитанной днем и ночью, составила соответственно 1,88 К и 0,99 К, при этом ночная ошибка была меньше дневной; перекрестное сравнение с продуктом MOD11A1 LST показало, что за исключением экспериментального участка в Тангшане провинции Хэбэй, где влияние облачного покрова ухудшило результаты, температурные различия перекрестного сравнения в остальных трех участках не превышали 1,5 К; это показывает, что разработанный в данной работе алгоритм окна обладает высокой точностью обратного определения температуры поверхности.
关键词
Gaofen-5B; тепловые инфракрасные данные; температура поверхности; алгоритм окна; оценка излучательной способности поверхности; оценка содержания атмосферного водяного пара; проверка точности; проверка наземными пунктами; перекрестное сравнение температуры поверхности