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考虑土壤水分影响的比辐射率方法在地表温度反演中的应用
  • ISSN号:1007-7588
  • 期刊名称:《资源科学》
  • 时间:0
  • 分类:TP79[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:[1]中国科学院地理科学与资源研究所陆地水循环及地表过程重点实验室,北京100101, [2]中国科学院大学,北京100049, [3]中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室,北京100101
  • 相关基金:国家自然科学基金面上项目(41271380:41671354).
中文摘要:

地表比辐射率是确定地表长波能量平衡的一个关键参数,也是影响地表温度反演的主要因素,因此比辐射率的精确测定具有重要意义。地表比辐射率除了受地表覆盖类型的影响,与土壤水分含量也密切相关。本文针对MODIS通用分裂窗算法和LandsatTM/ETM+单窗算法,根据Mira等建立的土壤含水量和土壤比辐射率的经验模型,利用SMEX04试验中Arizona研究区的遥感数据和地面观测数据,探讨考虑土壤水分影响后的比辐射率信息在地表温度反演中是否能够提高其反演精度。研究结果表明:利用考虑土壤水分影响后的比辐射率所反演的地表温度平均误差(ME)和均方根误差(RMSE)均低于比辐射率未考虑土壤水分影响反演的地表温度,其中通用分裂窗算法反演的地表温度ME降低了1.0-1.5K,RMSE降低了0.4~0.8K;单窗算法反演的地表温度ME降低了0.7K,RMSE降低了0.9K。因此,基于土壤比辐射率与土壤水分关系模型的比辐射率修正方法能够提高地表温度的反演精度,并且敏感性分析的结果表明目前土壤水分遥感数据0.04cm3/cm3的误差对本文使用的考虑土壤水分获取地表比辐射率进而反演地表温度的方法影响不明显。

英文摘要:

The emissivity of natural surfaces is a major parameter determining land surface temperature (LST). In addition, the surface cover type influences emissivity and soil moisture is closely related to emissivity. Here, methods for obtaining the emissivity of bare soil using the MODIS generalized split-window algorithm and Landsat mono-window algorithm were improved. According to the empirical logarithm linear formula between soil moisture and soil emissivity, based on remote sensing data and ground observation data from the Soil Moisture Experiment 2004 (SMEX04) - Arizona study area, we discuss if the accuracy of land surface temperature retrieval can be improved when surface emissivity acquisition methods consider effects of soil moisture. We found that the accuracy of both improved algorithms considering soil moisture effects were better than algorithms not considering soil moisture effects. The mean error of LST retrieved by the improved MODIS generalized split-window algorithm reduced 1.0-1.5K, and the root mean square error reduced by 0.4-0.8K. Moreover, the mean error of LST retrieved by the improved Landsat mono-window algorithm reduced by 0.7K, and the root mean square error reduced by 0.9K. As a whole, the accuracy of land surface temperature retrieval can be improved when surface emissivity acquisition methods consider the effects of soil moisture, especially areas where vegetation coverage is less. Sensitivity analysis results show that the influence of remote sensing soil moisture data with a 0.04cm3/cm3 error on LST retrieval algorithms considering soil moisture effects is not obvious.

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期刊信息
  • 《资源科学》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院地理科学与资源研究所
  • 主编:成升魁
  • 地址:北京安定门外大屯路甲11号
  • 邮编:100101
  • 邮箱:zykx@igsnrr.ac.cn
  • 电话:010-64889446
  • 国际标准刊号:ISSN:1007-7588
  • 国内统一刊号:ISSN:11-3868/N
  • 邮发代号:82-4
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国人文社科核心期刊,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:42316