Estudio sobre el método de inversión de la temperatura de la superficie basado en datos térmicos infrarrojos del satélite nacional Gaofen-5B

LI Fengguang ,  

REN Huazhong ,  

ZHAO Yanhua ,  

WANG Baozhen ,  

ZHU Jinshun ,  

摘要

La temperatura de la superficie es un parámetro importante para el balance energético de la superficie terrestre y el ciclo del agua. La teledetección térmica infrarroja es actualmente la fuente de datos más importante para la inversión de la temperatura de la superficie, y el algoritmo de ventana dividida es el algoritmo de inversión más utilizado. Este artículo se basa en la forma del algoritmo de ventana dividida para la inversión de la temperatura de la superficie del satélite Gaofen-5, y combinando las características espectrales de las bandas del sensor del satélite Gaofen-5B (GF-5B), construye dos formas de algoritmos de ventana dividida orientadas a la inversión de la temperatura de la superficie para los datos térmicos infrarrojos de GF-5B. Considerando la influencia del vapor de agua en la inversión de la temperatura de la superficie, se obtuvieron los coeficientes del algoritmo de ventana dividida bajo diferentes condiciones de vapor de agua, y se realizó un análisis comparativo para seleccionar la forma de algoritmo de ventana dividida con mayor precisión como aplicación para la inversión de la temperatura de la superficie de los datos térmicos infrarrojos GF-5B. Se utilizaron el método mejorado de umbral NDVI-NDWI y el método de razón covarianza-varianza de la ventana de vapor de agua para estimar los parámetros clave necesarios para el algoritmo, como la emisividad de la superficie y el contenido de vapor de agua atmosférico. Los algoritmos construidos en este artículo se aplicaron para la inversión de la temperatura de la superficie en cuatro zonas experimentales de diferentes tipos de superficie, y los resultados de la inversión se validaron utilizando las temperaturas de la superficie medidas en el sitio por la estación HiWATER y los productos de temperatura de la superficie MODIS. Los resultados muestran que el error de validación en los sitios terrestres para la temperatura de superficie invertida durante el día y la noche fue de 1.88 K y 0.99 K respectivamente, siendo el error nocturno menor que el diurno; la comparación cruzada con el producto MOD11A1 LST mostró que, excepto por la zona experimental de Tangshan en Hebei afectada por el bloqueo de nubes que llevó a malos resultados de comparación cruzada, las diferencias de temperatura en las otras tres zonas experimentales no superaron los 1.5 K; lo que indica que el algoritmo de ventana dividida construido en este artículo tiene una alta precisión para la inversión de la temperatura de la superficie.

关键词

Gaofen-5B; datos térmicos infrarrojos; temperatura de la superficie; algoritmo de ventana dividida; estimación de emisividad de la superficie; estimación de contenido de vapor de agua atmosférico; validación de precisión; validación en estación terrestre; comparación cruzada de temperatura de superficie

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