基于MODIS數(shù)據(jù)雪面溫度遙感反演

摘 要：通過對PLANCK函數(shù)在低溫范圍內(nèi)進(jìn)行線性化，改進(jìn)了針對MODIS數(shù)據(jù)的實(shí)用性分裂窗算法，建立了基于MODIS數(shù)據(jù)的中緯度地區(qū)雪面溫度遙感反演方法。以環(huán)青海湖地區(qū)為研究區(qū)進(jìn)行了算法應(yīng)用，取得了較理想的效果。

關(guān)鍵詞：雪面溫度；積雪指數(shù)；海拔高度；MODIS

積雪表面溫度時空分布對于積雪消融、變質(zhì)及地表大氣能量交換過程均有重要影響，因此，利用遙感技術(shù)進(jìn)行雪面溫度反演和動態(tài)監(jiān)測具有重要意義。迄今為止，國外相關(guān)研究多集中于極地，并取得了許多成果，國內(nèi)則未見有相關(guān)報道。

一、方法建立

文章在對MODIS數(shù)據(jù)實(shí)用性分裂窗算法改進(jìn)的基礎(chǔ)上，建立了雪面溫度遙感反演方法。

（一）傳感器輻射定標(biāo)

通過式（3）將輻射亮度轉(zhuǎn)化為亮溫：式中，h為普朗克常數(shù)，取值6.626×10-34J·S；k為玻耳茲曼常數(shù)，取值1.3806×10-23J·S-1，c為光速，取值2.998×108m·s-1；λ為波長（單位為m）；T為熱力學(xué)溫度（單位為k）。

（二）雪蓋提取

二、應(yīng)用實(shí)例

（一）研究區(qū)與數(shù)據(jù)資料

以環(huán)青海湖地區(qū)為研究區(qū)，地理位置為東經(jīng)95°14′～103°40′，北緯34°45′～39°50′，包括了青海省的大通縣等16個縣市以及甘肅省的肅南縣和天?？h。研究區(qū)地形復(fù)雜，地貌多樣，最高海拔達(dá)5700m，最低海拔至1600m，平均海拔為3600m。

研究所選用數(shù)據(jù)為2002年11月20日上午過境的MODIS1km空間分辨率影像。研究區(qū)的影像質(zhì)量較好。圖2是幾何校正后的MODIS1km空間分辨率的第6、3、1波段合成圖，AB、CD為研究所選取的兩個剖面。

（二）積雪制圖

圖3是按照MODIS積雪提取算法提取并以NDSI值表示的雪蓋，并已與縣級行政區(qū)邊界疊加。將提取出的雪蓋與原影像對比分析，證明絕大部分積雪能夠正確提?。徊糠趾创嬖诮Y(jié)冰現(xiàn)象，也被判為雪蓋。

三、結(jié)語

文章通過在低溫范圍內(nèi)對Planck函數(shù)進(jìn)行線性簡化，建立了基于MODIS數(shù)據(jù)的雪面溫度遙感反演方法，并取得了較理想的結(jié)果，說明進(jìn)行雪面溫度的遙感反演是可行的。

雪面溫度與海拔高度之間的負(fù)相關(guān)關(guān)系在文章中得到驗(yàn)證。這些工作將在以后的研究中展開。而利用與MODIS同時過境的高空間分辨率傳感器ASTER獲取的影像對MODIS獲取的雪面溫度的相關(guān)理論進(jìn)行驗(yàn)證，也是需要深入探索的方向之一。

參考文獻(xiàn)

[1] Key JR，Haefliger M.Arctic Ice Surface Temperaturr Retrieval from AVHRR Thrtmal Channels[J].Journal of Geophysical Research，1992（97）：5885-5893.

[2] Haefliger M，Steffen K，F(xiàn)owler C.AVHRR Surface Teperature and Narrow Band Albedo Comparisonwith Ground Measuiemets for the Green land Ice Sheet[J].Annalsof Glaciology，1993（17）：49-54.

作者簡介：楊光，華南師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院。