我院环境遥感团队发表关于地表温度反演的最新研究成果

 作为国际岩石圈-生物圈计划的高优先级获取参数与全球气候观测计划的重要地表数据记录参数，陆表温度（Land Surface Temperature，LST）是研究地球表面与大气之间水热交换及能量平衡的重要参数，已被广泛地应用于气象、气候、水文、生态等众多领域。由于热红外遥感卫星观测数据空间分辨率高、覆盖范围广、对表皮温度敏感，目前是获取区域及全球LST数据的最佳方式。然而已有LST热红外卫星遥感反演算法较为依赖大气参数、地表发射率（LSE）等先验知识，给高精度LST产品的生产引入了极大地不确定性，限制了其应用服务范围。

 中山大学测绘科学与技术学院环境遥感团队郑小坡助理教授（第一作者）、王天星教授、黄华兵教授联合中国农业科学院区域与规划研究所李召良研究员（通讯作者）与法国科学院ICube实验室Françoise Nerry教授近期在国际著名期刊《Remote Sensing of Environment》发表论文《Determination of global land surface temperature using data from only five selected thermal infrared channels: Method extension and accuracy assessment》，这项工作是对作者在2019年所提出的无需任何先验知识的LST热红外遥感反演算法（SW-TES算法）及所需传感器观测通道组合研究（Zheng et al., 2019）的进一步延续。

 文章针对原始SW-TES算法仅适用于垂直观测角度遥感影像的问题，通过制作不同观测角度下的模拟数据集并建立“类分离窗”公式系数随观测角度变化的查找表的方式，将SW-TES算法扩展适用于不同观测角度下的遥感观测数据。同时，文章不仅采用交叉验证的方式与MODIS的MYD11_L2产品在全球范围内进行了比对（图1），而且也引入了美国SURFRAD站点的实地观测数据，对算法精度进行了直接检验。基于MYD11_L2产品的交叉验证结果表明，LST全球反演结果的总体RMSE在白天<2.5 K（图2a），在晚上<1.5 K（图2b）；基于SURFRAD地面实测LST的直接验证结果表明，反演LST的RMSE在白天为3.58 K（图3a），晚上为2.35 K（图3b）。由此可知，文章所提出的SW-TES扩展算法能够仅利用卫星多通道热红外遥感观测影像对全球LST进行反演。

图1.本文方法LST反演结果与MODIS MYD11_L2 LST产品交叉验证RMSE全球分布：（a）白天，（b）晚上

图2. 本文方法LST反演结果与MODIS MYD11_L2 LST产品交叉验证残差直方图分布：（a）白天，（b）晚上

图3. 基于SURFRAD站点数据对LST反演结果直接精度检验：（a）白天，（b）晚上

支持项目:本研究得到国家自然科学基金（No. 41921001）、中国留学基金委国家建设高水平大学公派研究生项目的支持。

相关文献：Zheng, X., Li, Z.-L., Wang, T., Huang, H., Nerry, F., 2022. Determination of global land surface temperature using data from only five selected thermal infrared channels: Method extension and accuracy assessment. Remote Sens. Environ. 268.

Zheng, X., Li, Z.-L., Nerry, F., Zhang, X., 2019. A new thermal infrared channel configuration for accurate land surface temperature retrieval from satellite data. Remote Sens. Environ. 231.