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

摘要：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�

发文机构：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

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remote sensingsea surface temperature retrievalGF-5thermal infrared remote sensingtwo-channel split-window algorithmthree-channel split-window algorithmfour-channel split-window algorithm

分类号： TP3[自动化与计算机技术—计算机科学与技术]