遥感概论实验3-地表温度反演课件

2024/7/41遥感图像处理遥感图像处理_ _实验实验3 3地表温度反演地表温度反演 2023/8/121遥感图像处理_实验3一、实验目的一、实验目的n通过本次实验达到如下目标：地表温度反演计算的基本原理；掌握地表温度反演的计算方法；不同地物地表温度特征。2024/7/42一、实验目的通过本次实验达到如下目标：2023/8/1222024/7/43实验课时实验课时3课时2023/8/123实验课时地表温度反演试验地表温度反演试验l地表温度作为地球环境分析的重要指标，而遥感技术作为现代重要的对地观测手段，使得基于遥感图像的地表温度反演的研究越来越多。l主要的地表温度反演方法有：大气校正法，单窗算法，单通道法等等。l本实验介绍用辐射传输方程法对地表温度进行反演。2024/7/44地表温度反演试验地表温度作为地球环境分析的重要指标，而遥感技=辐射能量传输辐射能量传输波长（m）Wcm-2sr-1m-1遥感辐射能量传输方程遥感辐射能量传输方程=辐射能量传输波长（m）Wcm-2sr-1m-1遥感5=+透过大气窗口的光谱辐射能量Wcm-2sr-1m-1波长（m）=+透过大气窗口的光谱辐射能量Wcm-2sr-1m-1波6透过大气窗口的光谱辐射能量=+Wcm-2sr-1m-1波长（m）透过大气窗口的光谱辐射能量=+Wcm-2sr-1m-17=+透过大气窗口的光谱辐射能量Wcm-2sr-1m-1波长（m）=+透过大气窗口的光谱辐射能量Wcm-2sr-18=+透过大气窗口的光谱辐射能量Wcm-2sr-1m-1波长（m）=+透过大气窗口的光谱辐射能量Wcm-2sr-19地表温度反演基本理论地表温度反演基本理论l大气层顶入瞳处亮度：l普朗克定律：l未知数（4个）：2024/7/410地表温度反演基本理论大气层顶入瞳处亮度：2023/8/121方法方法1：传统方法：传统方法l大气校正是根据大气影响的估计值();l通过网站获取3参数值,无法通过此网站获得。2024/7/4资源与环境遥感11方法1：传统方法大气校正是根据大气影响的估计值(2024/7/4资源与环境遥感122023/8/12资源与环境遥感122024/7/4资源与环境遥感132023/8/12资源与环境遥感13方法方法1：传统方法：传统方法l地表比辐射率估算。l根据NDVI来计算2024/7/4资源与环境遥感14方法1：传统方法地表比辐射率估算。2023/8/12资源与Landsat TM6地表物体温度反演地表物体温度反演l数据源：L5119034_MTL.txtlLMAX_BAND6=15.303lLMIN_BAND6=1.238LandsatTM6地表物体温度反演15地表温度反演公式地表温度反演公式lLandsatTMlK1=607.76lK2=1260.56lLandsatETM+K1=666.09K2=1282.71地表比辐射率（发射率），不同地物类型其不同，其取值精度影响着地表温度反演的精度。地表温度反演公式LandsatTM16方法方法2：单窗算法：单窗算法l覃志豪等（2001）l式中：2024/7/4资源与环境遥感17方法2：单窗算法覃志豪等（2001）2023/8/12资源与方法方法2：单窗算法：单窗算法l共需要计算4个参数：2024/7/4资源与环境遥感18方法2：单窗算法共需要计算4个参数：2023/8/12资源与l亮温：物体的辐射能量用同辐射量的黑体温度表示2024/7/4资源与环境遥感19亮温：物体的辐射能量用同辐射量的黑体温度表示2023/8/1方法方法2：单窗算法：单窗算法步骤步骤l1）计算亮温l根普朗克黑体辐射定律公式，利用LandsatTM6计算。l2）计算大气透过率l3）计算大气温度l4）地表比辐射率2024/7/4资源与环境遥感20方法2：单窗算法步骤1）计算亮温2023/8/12资源与2024/7/4资源与环境遥感212023/8/12资源与环境遥感212024/7/4222023/8/1222Landsat TM/ETM+6反演地表温度反演地表温度l步骤：l1：反射波段与热红外波段采样位一样空间大小(60m)，BasicToolsResizeData(Spatial/Spectral);l2、反演地表真实反射率；l3、求解NDVIl4、地表比辐射率l5、大气上星、下行亮度及大气透过率l6、温度反演l7、温度密度分割（成图）2024/7/423LandsatTM/ETM+6反演地表温度步骤：2023/ENVI下利用下利用ETM+数据反演地表温度数据反演地表温度第步：数据准备l热红外数据使用的是Landsat的第六波段，已经做了传感器定标、几何校正、大气校正和工程区裁剪，详细流程参考流程图。l经利用主菜单-BasicTools-ResizeData（SFatial/SFectral）重采样为60米分辨率，与TMi6数据保持一致，文件名为：TM-NDVI-60m.img第步：地表比辐射率计算l（1）植被覆盖度计算l(2)ENVIBandMath计算NDVI,FVl(float(b4)-float(b3)/(float(b4)+float(b3)，b4b3为TM/ETM+4,3波段反射率l(b1gt0.7)*1+(b1lt0.)*0+(b1ge0andb1le0.7)*(b1-0.0)/(0.7-0.0)，b1为NDVI2024/7/424ENVI下利用ETM+数据反演地表温度第步：数据准备202ENVI下利用下利用ETM+数据反演地表温度数据反演地表温度l(3)地表比辐射率计算l根据前人的研究，将遥感影像分为水体、城镇和自然表面3种类型。本试验采取以下方法计算研究区地表比辐射率：水体像元的比辐射率赋值为0.995，自然表面和城镇像元的比辐射率估算则分别根据下式（1）（2）进行计算：lWater=0.995lsurface=0.9625+0.0614FV-0.0461FV2(1)lbuilding=0.9589+0.086FV-0.0671FV2(2)l式中，surface和building分别代表自然表面像元和城镇像元的比辐射率。lENVIBandMathl(b1le0)*0.995+(b1gt0andb1lt0.7)*(0.9589+0.086*b2-0.0671*b22)+(b1ge0.7)*(0.9625+0.0614*b2-0.0461*b22)lb1=NDVI,b2=FV2024/7/425ENVI下利用ETM+数据反演地表温度(3)地表比辐射率计算ENVI下利用下利用ETM+数据反演地表温度数据反演地表温度第步：计算相同温度下黑体的辐射亮度值l大气在热红外波段的透过率为0.6，大气向上辐射亮度L为3.39W/(m2srm)，大气向下辐射亮辐射亮度L为5.12W/(m2srm)。l(b1-1)*(15.303-1.238)/254+1.238，b1DNl(b2-3.39-0.6*(1-b1)*5.12)/(0.6*b1),b2=亮度,b1=比辐射率第步：反演地表温度(1260.56)/alog(607.76/b1+1)-2732024/7/426ENVI下利用ETM+数据反演地表温度第步：计算相同温度下ENVI下利用下利用ETM+数据反演地表温度数据反演地表温度第步：温度密度分割l选择Tools-ColorMaFFing-DensitySlice，单击ClearRange按钮清除默认区间。l选择OFions-AddNewRanges，增加以下四个区间：39以上，红色35至39，黄色30至35，绿色l低于30，蓝色2024/7/427ENVI下利用ETM+数据反演地表温度第步：温度密度分割2ENVI下利用下利用ETM+数据反演地表温度数据反演地表温度(float(b4)-float(b3)/(float(b4)+float(b3)(b1gt0.7)*1+(b1lt0.)*0+(b1ge0andb1le0.7)*(b1-0.0)/(0.7-0.0)(b1le0)*0.995+(b1gt0andb1lt0.7)*(0.9589+0.086*b2-0.0671*b22)+(b1ge0.7)*(0.9625+0.0614*b2-0.0461*b22)(b1-1)*(15.303-1.238)/254+1.238(b2-3.39-0.6*(1-b1)*5.12)/(0.6*b1)(1260.56)/alog(607.76/b1+1)-273(1282.71)/alog(666.09/b1+1)-2732024/7/428ENVI下利用ETM+数据反演地表温度(float(b4)-2024/7/4孔祥生遥感概论实验292023/8/12孔祥生遥感概论实验29 亮温温度和真实温度比较亮温温度和真实温度比较l大气层顶亮温温度l地表真实温度l通过差值进行比较l理论上：真实温度大于亮温温度。2024/7/4资源与环境遥感30亮温温度和真实温度比较大气层顶亮温温度2023/8/12资结束语当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的，所以不要放弃，坚持就是正确的。WhenYouDoYourBest,FailureIsGreat,SoDonTGiveUp,StickToTheEnd 结束语31谢谢大家荣幸这一路，与你同行ItSAnHonorToWalkWithYouAllTheWay演讲人：XXXXXX时间：XX年XX月XX日谢谢大家演讲人：XXXXXX 32