高分五号热红外传感器多通道SST反演

编号 zgly0001715751

文献类型 期刊论文

文献题名 高分五号热红外传感器多通道SST反演

作者 崔文杰  李家国  李忠  朱利  王殿忠  张宁 

作者单位 防灾科技学院  中国科学院遥感与数字地球研究所  环境保护部卫星环境应用中心  北京空间机电研究所  住房和城乡建设部城乡规划管理中心  中国科学院地理科学与资源研究所 

母体文献 遥感学报 

年卷期 2020年07期

年份 2020 

分类号 P237  TP212 

关键词 遥感  SST反演  GF-5  热红外遥感  两通道劈窗算法  三通道劈窗算法  四通道劈窗算法 

文摘内容 2018-05高分五号(GF-5)卫星发射升空,其上搭载的全谱段成像仪在热红外8—13μm谱段范围内具有4个温度反演通道(B09,B10,B11,B12),空间分辨率设计优于40 m,在国内民用传感器领域实现了由单通道向多通道、中空间分辨率向高空间分辨率的跨越式突破,使得GF-5卫星热红外数据在地表热环境遥感领域具有极其重要应用价值。本研究基于GF-5的4个热红外通道的通道响应函数,利用全球742条TIGR(Thermodynamic Initial Guess Retrieval)探空廓线数据,进行不同观测角度、水汽含量和海表发射率条件下的MODTRAN4.0(Moderate resolution atmospheric Transmittance and Radiance code4.0)辐射传输过程模拟,基于模拟结果分别对两通道、三通道和四通道劈窗算法海表温度SST(Sea Surface Temperature)反演系数进行修订,并分析观测角度、水汽含量和海表发射率对不同通道组合的精度影响,并通过GF-5卫星实际反演的SST结果进行验证。GF-5全谱段成像仪SST反演两通道劈窗算法组合共有6种,即B09-B10、B09-B11、B09-B12、B10-B11、B10-B12、 B11-B12;三通道劈窗算法组合共有4种,即B09-B10-B11、 B09-B10-B12、 B09-B11-B12、B10-B11-B12;四通道劈窗算法组合1种,即B09-B10-B11-B12。通过对不同通道组合形式研究发现,水汽含量对SST反演精度有较大的影响,且温度反演的精度随着水汽含量的增加而降低;其次是观测角度,SST反演精度随着观测天顶角的增大而降低;最后是发射率的影响,两通道、三通道和四通道劈窗算法SST反演精度随着发射率的变化总体在0.1 K以内变化。最后以大亚湾核电站周围海域为验证区,用GF-5热红外遥感影像进行SST的反演并做误差分析,结果表明B09-B10通道SST反演实际误差为0.57 K,反演精度较高,实际误差与理论模拟误差相差0.24 K,差异的来源主要包括辐射定标和传感器噪声等要素影响,其他通道形式反演精度有待于传感器响应稳定后进一步验证。