[发明专利]从遥感数据ASTER反演地表温度和发射率的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种从遥感数据ASTER同时反演地表温度和发射率的方法，能够应用在气象、环境监测、土地管理、农情监测、以及国防军事等遥感部门。

背景技术

1999年搭载ASTER(Advanced Spaceborne Thermal Emission andReflection Radiometer)遥感器的对地观测卫星(TERRA)发射成功，为全球和区域资源环境动态监测开辟了又一新的途径。ASTER由日本通产省(METI)提供，主要用于解决土地利用与覆盖、自然灾害、短期天气变动、水文等几个方面的问题。轨高705KM，为太阳同步近极地轨道，运行周期98.88分钟，下行过赤道地方时为中午10:30 15min，地面重复访问周期16天，设计运行时间为6年。ASTER是一个拥有15个波段的高分辨率传感器，在ASTER的15个波段中有5个是高分辨率的热红外波段，因而非常适合于城市和小区域的地表热量空间差异分析。按照ASTER项目的计划，其数据应用于全球变化研究中，如提升自然灾害的监测和预报能力，短期气候变化和水循环等。针对ASTER本身及其数据产品的在更广范围都得到了很好的应用，而且在科研工作中也起到了很好的促进作用，ASTER使用情况至今一直很好，高空间分辨率、多波段、立体像对等3个主要特点为研究人员在更广的研究领域中使用提供的有效的支持[ASTER Reference Guide Version 1.0，ERSDAC，Earth Remote Sensing DataAnalysis Center，March，2003.]、[李海涛，田庆久，ASTER数据产品的特性及其计划介绍，遥感信息，2004，3：52-55.]。

ASTER是第一台用于制图和温度精确测量的星载高空间分辨率多通道热红外成像仪。它由三个光学子系统组成：可见光近红外(VNIR)、短波红外(SWIR)和热红外(TIR)。ASTER数据具有高空间、波谱和辐射分辨率，每景幅宽60×60KM。VNIR在近红外波段(0.78-0.86um)提供能生成立体像对的后视影像数据。表1中列出了各个子系统的相关参数[ASTER Reference Guide Version 1.0，ERSDAC，Earth Remote Sensing DataAnalysis Center，March，2003.]、[李海涛，田庆久，ASTER数据产品的特性及其计划介绍，遥感信息，2004，3：52-55.]。

表1ASTER光学子系统

ASTER数据除去未经处理的原始数据Level 0以外，其他的数据都经过了不同程度的处理。目前用户可以申请到的数据产品有L1、L2、L3三个级别。其中使用最多的是Level 1产品。Level 1类数据产品包括两种：Level 1A(L1A)和Level 1B(L1B)。L1A数据是经过重构的未经处理的仪器数据，保持了原有分辨率。L1A数据产品文件中包含了数据字典、类属头文件、云量覆盖表、辅助数据以及三个子系统的数据，子系统数据中包括各子系统的专门头文件、各个波段的影像数据、辐射计校正表、几何校正表和补充数据。

L1B数据在L1A的基础上，使用L1A自带的参数完成辐射计反演和几何重采样后生成的。所以在子系统文件中少了辐射计校正表和几何校正表两项内容。在生产时用户可以根据需要选择采样方法，默认情况下采用UTM投影，Cubic Convolution重采样方法。ASTER每天能获得并处理650景左右L1A数据，L1B数据的最大产量为310左右。更高级别的数据产品还有16种之多，是在L1数据产品的基础上进行处理后生成的，这些处理包括了更细致全面的辐射校正等。ASTER数据在地表发射率、温度反演等的应用潜力很大，利用SWIR数据来判断水体的浑浊度、水体表面的运动情况以及地表岩石的判别等。ASTER还与MODIS合作形成一种新的用于地球科学研究的仪器MASTER(MODIS/ASTER Airbone Simulator)，用于辅助星上ASTER仪器的反演和其它校准工作。