PDF《地面实测值的对比分析》

NOAA - AVHRR 资料反演地温与 地面实测值的对比分析 廖顺宝 , 马琳,岳燕珍 , 李泽辉 (中国科学院地理科学与资源研究所 , 北京 100101) 摘要 : 对遥感反演和地面实测

2 种方法获得的地温数据进行对比.

首先 ,用NOAA - AVHRR 第

4、

5 波段数据和 NASA Path finder 地温计算模型计算出中国

1999 年1月的最高月地温 ;

然后 ,将其与同期

267 个气象站的实测月 最高地温值进行比较.结果为 : 遥感反演地温与地面实测月最高地温的线性相关系数为 0.

86 ,标准差为 5.

6 ℃,反 演值比实测值平均偏低 2.

8 ℃.用实测地温数据对遥感反演地温值进行线性修正 ,修正后的反演值与实测值的线 性相关系数为 0.

86 ,标准误差由修正前的 5.

6 ℃ 变为 5.

2 ℃,平均误差由修正前的 4.

9 ℃ 变为 4.

1 ℃,平均偏低值由 修正前的 2.

8 ℃ 变为 0.

1 ℃.修正后的遥感反演地温与实际值更加接近. 关键词 : 遥感 ;

地温 ;

地面观测 ;

对比 ;

分析 中图分类号 : TP

79 : P 468. 0+

21 文献标识码 : A 文章编号 :

1001 - 070X(2004)

01 -

0019 -

04 0 引言 地表温度既是重要的气象和生态环境要素 ,也 是地球能量和水分平衡最重要的环境参数之一.精 确的地表温度在生态、 环境、 水文、 生物地球化学以 及农业气象中有重要的应用价值.地面温度的获取 方法一般包括

2 种:一是通过传统的地面观测站实 地观测 ;

二是通过热红外波段遥感数据进行反演. 目前 ,利用遥感方法获取地面温度一直处于研究和 探讨之中[1~6 ] . 传统大气校正法计算地温的原理是 : 首先 ,用 遥感器所观测到的热辐射总量减去大气对地表热辐 射的影响 ,得到地表热辐射强度 ;

然后 ,将该辐射强 度转化为相对应的地表温度.由于大气对地表热辐 射影响的计算误差较大 ,使地表温度的计算误差一 般大于

3 ℃.覃志豪 ,等[1 ] 对用陆地卫星 TM6 波段 数据通过单窗算法演算地表温度方法进行了探讨 , 但由于要获得与之对应的地面实测地温数据 (用于 方法的验证) 极为困难(主要是由于卫星过境时间极 短) 以及获取这种数据集的价格非常昂贵 ,到目前为 止 ,还未见到有关 TM 热红外波段的地面温度数据 集发表.相对 TM 数据而言 ,利用 NOAA - AVHRR 数据计算地表温度一般采用

2 个热红外波段数据.

1 基于 NOAA - A VHRR 的地温计算方法 1.

1 数据预处理 研究中所使用的遥感信息源是由国家卫星气象 中心提供的

1999 年NOAA - AVHRR 的5个波段数 据.遥感数据预处理内容包括 : (1) 几何精校正.对每日、 每轨图像进行几何精 校正 ,其目的是消除几何畸变 ,赋予每个像元准确的 空间位置.使用地面控制点校正方法 ,根据不同地 形 ,每轨图像选择 16~30 个地面控制点( GCP) . (2) 去除坏线.去除每日、 每轨图像上的坏线. 具体方法是 : 检查坏线部分像元值变化范围 ,用其 邻近像元值代替 ,或者直接赋予零值.用ENV I 3.

4 相关功能 ,分别把坏线、 噪音设为感兴趣区 ,根据不 同情况分别除掉(设为空值) . (3) 除云.云层的光谱特征与一般地物的光谱 特征有明显差异 ,根据差异 ,把有云覆盖与无云覆盖 区分开 ,去除云覆盖部分的图像. 1.

2 地温计算模型 采用的遥感地温计算模型为美国 NASA Path finder 数据集官方推荐公式 ,其表达式为 Ts = 〔T4 + 3.