[发明专利]一种山地地表温度遥感反演方法

权利要求书

1.一种山地地表温度遥感反演方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：下载搭载在Landsat 8卫星上的TIRS传感器的星上辐亮度产品，以及OLI传感器的地表反射率产品，并进行数据预处理；

步骤2：地表发射率计算；

步骤3：地形参数计算；

下载地表高程DEM数据，地形参数计算过程包括：

(1)计算坡度和坡向

(2)计算天空可视因子

步骤4：大气参数计算；大气参数包括大气透过率、大气上行辐射和大气下行辐射；

步骤5：山地地表温度反演；

在热红外波谱范围内，常规的热辐射传输方程表示为：

L_TOA＝εB(T_s)τ+(1-ε)L_downτ+L_up (1)

式中，L_TOA为大气层顶接收到的辐亮度，ε为地表发射率，B为普朗克函数，T_s为地表温度，τ为大气透过率，L_down为大气下行辐射，L_up为大气上行辐射；

山地热辐射传输方程表示为：

L'_TOA＝εB(T_s)τ+(1-ε)L_downτV_d+(1-ε)L_adjτ+L_up (2)

式中，V_d为天空可视因子，L_adj为邻近地形辐射，表示为：

式中，下标A和B分别代表目标像元和邻近像元，L_B为邻近像元的辐亮度，T_A和T_B分别为目标像元和邻近像元的法线与目标像元和邻近像元的中心点连线的夹角，dS_A和dS_B分别为目标像元和邻近像元的坡面面积，r_AB为目标像元和邻近像元之间的距离，N为邻近像元B的总个数；

基于山地热辐射传输方程反演山地地表温度表示为：

式中，T_sm为反演的山地地表温度，B^-1为普朗克函数的逆运算；

基于常规的热辐射传输方程反演地表温度表示为：

式中，T_sf为反演的平坦地表温度。

2.根据权利要求1所述的山地地表温度遥感反演方法，其特征在于，所述步骤1中数据预处理包括:

(1)将星上辐亮度产品中的计数值转换为星上辐亮度：

L＝gain×DN+offset (6)

式中，L为星上辐亮度；DN为计数值；gain和offset为增益和偏移；Landsat 8第10通道的增益和偏移分别为0.00033420和0.1；

(2)将地表反射率产品中的计数值转换为地表反射率：

ρ＝a×DN+b (7)

式中，ρ为地表反射率，DN为计数值，a和b为转换系数；Landsat 8第4通道和第5通道的系数a和b分别为0.0000275和-0.2；

(3)计算归一化植被指数NDVI：

式中，ρ_red和ρ_nir分别为红光波段和近红外波段的地表反射率；

(4)计算植被覆盖度：

式中，P_V为植被覆盖度，NDVI为当前像元的归一化植被指数，NDVI_min和NDVI_max分别为NDVI最小值和最大值，NDVI_min取值为0.05，NDVI_max取值为0.85。