基于单窗算法反演地表温度的ENVI操作教程word文档良心出品Word文件下载.docx

1、2单位为w/（m sr m），K1、K2为常量，可由数据头文件获取。计算图像辐射亮温之前，需采用辐射定标参数将像元灰度值 DN转换为热辐射强度值，公式如下：厶I二x DN十虫丄式中，Ml为增益参数，Al为偏移参数，该参数可直接在影像通 文件数据中获取，且ENVI软件中已经集成，不需要自己在查找。1.1.2.2地表比辐射率计算根据覃志豪针对TM影像提出的混合像元分解法来确定区域地 表福辐射率。对于城市区域，我们简单的将其分为水体、自然表面和 建筑表面三种，因此针对混合像元尺度上的地表比辐射率通过下式来 估算：= PR +Q F）/? e +/r r v % r 7 mm r式中，三为混合像元的地

2、表比辐射率；Pv为植被覆盖率；Rv为植 被的温度比率；Rm为建筑表面的温度比率；=v表示植被法地表比辐 射率，f m表示建筑表面的地表比辐射率； *表示辐射校正项。根据覃志豪经验公式，匸v=0.986;讣=0.972根据Aster提供的常用地物比辐射率光谱库 Landsat 8数据特点， 对于 B10 波段，匸v=0.98672；m=0.96767。对于 B11 波段，匸v=0.98990; Tm=0.977515在地表相对较平整的区域，一般可取d e =在地表起伏较大的区 域,d e可根据植被的构成比例估计。研究表明热辐射相互作用在植被 与裸土分别占一半时达到最大，所以可以根据如下经验公式来

3、估计 d e：当 Pv0.5 时,d e =0.003 8 （1-Pv）当 Pv=0.5 时,d e =0.0019RV和Rm的确定采用覃志豪等提出的经验公式计算：RV=0.9332+0.0585*PVRm=0.9886+0.1287*PVPV为植被覆盖率可用下式计算：PV=（NDVI-NDVI s）/（NDVI v-NDVI s）其中NDVI是归一化植被指数,NDVIV、NDVIS分别是植被和 裸土的NDVI值,由于没有详细的区域植被和土壤光谱资料，采用覃志 豪经验值以NDVIV=0.70和NDVIS=0.05来进行植被覆盖度的近似估 计。1.123大气平均作用温度的计算对于大气平均温度，覃

4、志豪等也提供了一个经验公式，该公式是 根据Modtran所提供的标准大气推导出来的，如下表所示，其中To为 近地表温度（K）。3-4大气平均作用凰度与地面附近气温舵关系腳人气的剖而类醴7；芍珀拘关垂哭国1976 均大气7,25 0 5 Ta热帶屮均丸气T. =17.9765+0.51715 r0屮纬度旻李半均人气=1ClO110+0.9?21 r0屮纬度冬季平均大气I；-19.2704+0.91118 rD般研究区在重庆的，选择中纬度夏季平均大气1.124大气透射率的计算由于单窗算法对输入的参数较敏感，因此需要较精确的大气透射 率参数来反演地表温度。影响大气透射率的因素较多，如气压、气温、 气

5、溶胶含量、大气水分含量、03、C02、CO、NH4等对热辐射传导 均有不同程度的作用，从而使地表的热辐射在大气中的传导产生衰减。 因此，准确的大气透射率求算比较复杂，需要较详细的大气剖面数据， 但在实际应用中很难获取详细的大气剖面数据。 研究表明大气水分含 量对大气透射率的变化影响较大，而其它因素由于很难在短时间内发 生较大变化而对大气透射率的影响较小。因此 ，水分含量就成为大气透射率估计的主要考虑因素。覃志豪等根据大气中的水汽含量动态变化对大气透射率的影响程度进行了研究，并对大气透射率进行了估计，如表 3.1。其中:w是大气水汽含量。以重庆为研究区的研究一般选用是气温较高时的估算 公式。大气

6、透射率估计方程大气剖面 水分含量 大气透射率估计方 相关系数 标准误r口 w/（g cm-2）程 平方（R2） 差（SEE）t 6=0.974290-0.08007Wt 6=1.031412-0.11536W041.60.99611 |0.002368高气温1.6-3.00.99827 10.002539低气温t 6=0.982007-0.09611Wt 6=1.053710-0.14142W0.99463 0.0033400.99899 0.002375接下来只需要计算出大气水分含量便可计算得到大气透射率。学者杨景梅根据地面、高空气象要输资料，提出利用地面湿度计算整层大气可降水量，由此计算得

7、出整层大气水汽含量的方法（ 杨景梅 邱 金恒，用地面湿度参量计算我国整层大气可降水量及有效水汽含量的 方法的研究，大气科学，2002.01）公式如下：&）= cQ + q 职式中，3为大气水汽含量（g/cm2）,W为整层大气可降水量（cm）;CO C1为经验系数，以重庆为研究对象，一般可选取成都的经验值来计算。CO二0.1274; C仁0.6878.计算大气可降水量公式如下：W - 坷总式中，W为整层大气可降水量（cm）, e为地面水汽压（hPa）, a0 al为经验系数，可从以下公式计算得出。0_03 + 2.74J7 + 0.15）（卩 33）0.04 + （33=0.20了 2（y）乩-

8、 -0.9 （Over-Land Retrieval standard（600:2100）波谱响应函数：默认指向.Program FilesExelisENVI51classicfilt_fu ncla ndsat8_oli.sli把 它 重 新 指 向 ： .ProgramFilesExelisENVI51resourcefilterfu ncsla ndsat8_oli.sli这是因为ENVI5.1版本的一个小bug，即Classic中的L8的波谱响应函数不正确，另外一个一劳永逸的方法是：将“ExelisENVI51resourcefilterfu ncs 中的 ” La ndsat8_o

9、li.sli 和Landsat8_oli.hdr 两个文件拷贝覆盖： “ .ENVI51classicfilt_func 中的两个文件。否则SWIR1波段大气校正后的结果全为0。见下图12）高级参数设置：根据内存大小设置 Tile Size （Mb）: 100（8g物理内存），其他参数默认即可，详细见下图经过FLAASH校正的影像基本去除了空气中水汽颗粒等因子的影响, 植被的波谱曲线趋于正常。1.2.1.1 地表比辐射率计算 （1）植被覆盖度计算第一步，利用多光谱遥感影像，计算研究区域归一化植被指数 NDVI ，ENVI 软件中有工具集成，使用即可。第二步，利用波段运算工具，根据覃志豪经验公式，计算研究区 植被覆盖度。（b1 gt 0.7）*1+（b