1.温度反演的原理
一切温度高于绝对零度的物体都能产生热辐射,温度愈高,辐射出的总能量就愈大。
依据普朗克原理:
记 / ENVI5.3温度反演-单窗算法-小白基础错误总结
如想获知地表温度,求比辐射率则成为一个重点。
比辐射率的求解主要通过遥感影像相关波段的计算得出。

遥感根据探测波长划分为可见光-近红外遥感、热红外遥感和微波遥感。记 / ENVI5.3温度反演-单窗算法-小白基础错误总结记 / ENVI5.3温度反演-单窗算法-小白基础错误总结
红外线根据红外光谱划分为:
近红外波段 1~3微米
中红外波段 3~40微米
远红外波段 40~1000微米

其中0.76-3.0微米为反射红外波段,3-18微米为发射红外波段。后者又称热红外。在热红外波段范围内,物体的热辐射能量大于太阳的反射能量,因此,热红外遥感主要使用遥感手段感应地面物体发射热辐射能的差异。

但并非所有的红外波段都可以透过大气层,如下图所示:
记 / ENVI5.3温度反演-单窗算法-小白基础错误总结
因此通常选择3-5微米以及8-14微米两个大气窗口作为温度反演的成像波段。如下图:
记 / ENVI5.3温度反演-单窗算法-小白基础错误总结
3-5微米短波红外的热红外谱段,对火灾、活火山等高温目标的识别敏感,常用语捕捉高温信息进行各类火灾、活火山等高温目标的识别。【因为随温度升高,发射辐射的峰值向短波方向移动】

8-14微米波段主要用于调查一般物体的热辐射特性,探测常温下的温度分布、目标的温度场、进行热制图等。如地热调查、土壤分类、水资源考察、城市热岛、地质找矿、海洋渔群探测、海洋油污染等,但是对于火线、火点信息不是非常的敏感。

至此,地表温度反演的原理基本了解。

2.卫星、传感器与波段
进行温度反演首先选择具有热红外波段(TIR)的卫星。
下图为国内外卫星影像的各方面信息(截止2018年),包括获取方式、空间分辨率、时间分辨率等。[图片来自参考文献]
记 / ENVI5.3温度反演-单窗算法-小白基础错误总结
接上条博客,选择LANDSAT8 影像进行地表温度反演。

3.具体操作中应当注意的问题【个人一直觉得思维问题更加需要重视】
(1)由于影像波段较多,尤其LANDSAT8 有OLI和TIRS两个传感器,进行每一步骤时,首先想好对应使用的波段。
就LANDSAT8而言:
辐射定标、亮温计算-TIRS 波段
NDVI计算、植被覆盖度计算-OLI波段
地表比辐射率计算-TIRS波段,或者无需分不同地物,直接使用简单公式计算

(2)刚开始使用ENVI的band math 可能不熟悉公式的输入,上一篇列出的公式也有不完善之处,导致运算失败。
例如:想要计算0.889(b1+b2),应为0.889*(b1+b2)【注意运算符!!!】

(3)tips to 自己:
原理学习和实践学习要一直互相促进。刚开始摸着石头过河可能容易忘记出发的目的,走着走着走偏了,或者是由于理解不足也会走偏。寻找一个可靠的参照,可能是最快见效的办法。但是寻找路的过程,无人可替,成功上岸者回头一望发现过往皆为浮云,其实艰难困苦为必经之路。
继续探索吧 加油。

最后关于上条博客的结果(这次做了是正确的了,上条的内容记载无误),不上图了。

(注:文中图片均来自网络)

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