GB/T 43997.2-2024 地表温度热红外遥感反演 第2部分：分裂窗法

ICS3524070

CCSA.77.

中华人民共和国国家标准

GB/T439972—2024

.

地表温度热红外遥感反演

第2部分分裂窗法

:

Surfacetemperatureretrievalfromthermalinfraredremotesensingdata—

Part2Slit-windowmethod

:p

2024-04-25发布2024-11-01实施

国家市场监督管理总局发布

国家标准化管理委员会

GB/T439972—2024

.

目次

前言

…………………………Ⅲ

引言

…………………………Ⅳ

范围

1………………………1

规范性引用文件

2…………………………1

术语和定义

3………………1

方法原理与适用条件

4……………………2

方法原理

4.1……………2

适用条件

4.2……………2

反演流程和步骤

5…………………………2

操作流程

5.1……………2

反演步骤

5.2……………3

不确定度分析

6……………5

附录规范性分裂窗模型系数查找表构建方法

A()……………………6

概述

A.1…………………6

模拟数据生成

A.2………………………6

反演条件分组

A.3………………………7

分裂窗模型系数确定

A.4………………8

模型系数查找表构建

A.5………………9

附录规范性不确定度评定方法

B()……………………10

地表温度的标准合成不确定度评估

B.1………………10

反演模型分量引起的不确定度评估

B.2………………10

地表发射率分量引起的不确定度评估

B.3……………10

入瞳亮温分量引起的不确定度评估

B.4………………11

大气柱总水汽含量分量引起的不确定度评估

B.5……………………11

大气气溶胶分量引起的不确定度评估

B.6……………11

参考文献

……………………13

Ⅰ

GB/T439972—2024

.

前言

本文件按照标准化工作导则第部分标准化文件的结构和起草规则的规定

GB/T1.1—2020《1:》

起草

。

本文件是地表温度热红外遥感反演的第部分已经发布了以下

GB/T43997《》2。GB/T43997

部分

:

第部分单通道法

———1:;

第部分分裂窗法

———2:。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利本文件的发布机构不承担识别专利的责任

。。

本文件由中国科学院提出

。

本文件由全国遥感技术标准化技术委员会归口

(SAC/TC327)。

本文件起草单位中国农业科学院农业资源与农业区划研究所电子科技大学昆明理工大学苏州

:、、、

中科天启遥感科技有限公司中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所河北地质大学桂林理工

、、、

大学中国科学院大学中国科学院地理科学与资源研究所北京师范大学北京大学中山大学中国科

、、、、、、

学院空天信息创新研究院大连海事大学西南大学国家卫星气象中心中国资源卫星应用中心中科

、、、、、

星图股份有限公司

。

本文件主要起草人李召良吴骅唐伯惠段四波周成虎冷佩赵伟刘向阳尚国琲陈锟山

:、、、、、、、、、、

姜小光唐荣林阎广建任华忠郑小坡马灵玲邱实高懋芳覃志豪赵恩宇张霞黄亮付志涛

、、、、、、、、、、、、、

钱永刚高彩霞王宁欧阳晓莹刘照言王新鸿于文凭刘萌范锦龙韩启金蔡文文

、、、、、、、、、、。

Ⅲ

GB/T439972—2024

.

引言

地表温度热红外遥感反演旨在给出利用航天或者航空热红外遥感数据进行地表温

GB/T43997《》

度反演的方法规范流程和步骤评定反演方法的不确定度拟由四个部分构成

,,。GB/T43997。

第部分单通道法目的在于明确利用单个热红外通道进行地表温度遥感反演的流程步骤

———1:。、

以及不确定度

。

第部分分裂窗法目的在于明确利用两个热红外通道进行地表温度遥感反演的流程步骤

———2:。、

以及不确定度

。

第部分分离法目的在于明确利用三个及三个以上热红外通道进行地表温度和发射

———3:TES。

率协同反演的流程步骤以及不确定度

、。

第部分日夜法目的在于明确利用日夜双时相多个热红外通道进行地表温度遥感反演的

———4:。

流程步骤以及不确定度

、。

Ⅳ

GB/T439972—2024

.

地表温度热红外遥感反演

第2部分分裂窗法

:

1范围

本文件描述了利用热红外遥感数据反演地表温度的分裂窗法原理与适用条件反演流程和步骤以

、

及不确定度分析

。

本文件适用于在热红外大气窗口区内采用两个通道的地表温度反演

。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款其中注日期的引用文

。,

件仅该日期对应的版本适用于本文件不注日期的引用文件其最新版本包括所有的修改单适用于

,;,()

本文件

。

地表温度遥感产品真实性检验

GB/T41534—2022

热红外遥感基本术语

GB/T41541—2022

3术语和定义

界定的以及下列术语和定义适用于本文件

GB/T41534—2022、GB/T41541—2022。

31

.

地球表面温度surfacetemperature

[][]

表征地球表面厚度等于穿透深度范围倍波长的表皮的综合温度

[][](0.1~10)。

注遥感数据反演得到的地表温度是在遥感器获取的亮度温度的基础上消除了大气和发射率影响后的地表非同温

:

混合像元的等效温度即方向辐射计温度包括陆地表面温度和海洋表面温度单位为开尔文

(),,(K)。

来源

[:GB/T41534—2022,3.2]

32

.

分裂窗splitwindow

热红外大气窗口划分形成不少于两个大气子窗口

。

注通常在热红外大气窗口的范围内划分两个大气子窗口两个子窗口的波谱范围一般为

:8μm~14μm,

和

10.5μm~11.5μm11.5μm~12.5μm。

33

.

大气柱总水汽含量totalcolumnwatervapor

地面到大气层顶垂直路径上单位截面积内所含气态水的总质量

。

注单位为克每平方厘米2

:(g/cm)。

34

.

入瞳亮温at-sensorbrightnesstemperature

在光谱设置相同条件下与传感器入瞳光谱辐射亮度相同的黑体温度

,。

注单位为开尔文

:(K)。

1

GB/T439972—2024

.

4方法原理与适用条件

41方法原理

.

基于两个相邻热红外通道的大气吸收差异通过通道i和入瞳亮温的几何运算消除大气的影

,j

响完成大气效应的校正进而在地表发射率的辅助下实现地表温度的遥感反演

,,。

分裂窗法的数学模型按公式表示

(1):

æ-εεöTi+Tjæ-εεöTi-Tj

T=a+ça+a1+aΔ÷+ça+a1+aΔ÷

s0è12ε3ε2øè45ε6ε2ø……(1)

22

式中

:

T反演的地表温度单位为开尔文

s———,(K);

aa分裂窗模型系数与传感器响应函数大气柱总水汽含量以及观测天顶角有关

0~6———,、;

ε通道i和通道的地表发射率的算术平均值

———j;

ε通道i和通道j的地表发射率的差值

Δ———;

Ti通道i的入瞳亮温单位为开尔文

———,(K);

Tj通道j的入瞳亮温单位为开尔文

———,(K)。

42适用条件

.

采用分裂窗法反演地表温度应满足以下条件

,:

待反演像元所对应的传感器瞬时视场角内无云

a);

待反演像元沙尘气溶胶的光学厚度小于

b)0.3;

传感器在波长范围内至少有两个通道

c)8μm~14μm;

两个通道对应的地表发射率已知

d);

大气柱总水汽含量已知

e)。

5反演流程和步骤

51操作流程

.

地表温度热红外遥感反演分裂窗法的操作流程见图

1。

2

GB/T439972—2024

.

图1地表温度热红外遥感反演分裂窗法流程图

52反演步骤

.

521反演通道选择

..

根据传感器热红外通道的个数以及通道位置选择地表温度反演的两个最佳通道

,。

如果传感器的热红外通道数量大于应选取大气吸收较小即大气透过率较大且发射率较大的

2,()

通道进行地表温度反演宜在范围内的两个大气子窗口选择通道例如

,10μm~13μm,,10.5μm~

和

11.5μm11.5μm~12.5μm。

如果具备不确定度分析条件应通过两两通道的遍历根据地表温度反演的不确定度分析结果选

,,,

择地表温度合成标准不确定度最小对应的两个通道作为分裂窗法的反演通道

。

522分裂窗模型系数查找表构建

..

针对选定的传感器热红外两通道位置利用辐射传输模型生成不同地气条件下模拟数据根据