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基于Landsat8遥感影像的地表温度反演方法对比研究
基于Landsat8遥感影像的地表温度反演方法对比研究
摘要：
地表温度（LandSurfaceTemperature，LST）的反演是遥感遥感技术的一个重要应用领域之一。本研究主要针对基于Landsat8遥感影像的地表温度反演方法进行了对比研究。总结了几种常用的地表温度反演方法，并进行对比分析。通过实验验证和结果对比，得出了各方法的优缺点和适用范围，为地表温度反演研究提供了依据。
关键词：地表温度反演，Landsat8，对比研究，遥感影像
1.引言
地表温度是指地球表面的温度，是研究气象、环境、生态等多个领域的重要参数。传统的地面监测方法在数据获取和空间尺度上存在一定的限制，而遥感技术则可以提供大范围、高分辨率、连续的地表温度数据。Landsat8是一颗美国的遥感卫星，具有较高的空间分辨率和多光谱能力，因此被广泛应用于地表温度反演研究。
2.地表温度反演方法
2.1辐射平衡模型法
辐射平衡模型法是一种基于辐射转移理论的地表温度反演方法。该方法通过考虑遥感影像的日射辐射、长波辐射、热红外辐射等因素，建立表征地表温度与辐射参数之间的数学关系，从而反演地表温度。辐射平衡模型法适用于云-free的场景，并且对于地表水体和植被的特定辐射性质的描述可能存在误差。
2.2热辐射定标法
热辐射定标法是一种基于辐射定标技术的地表温度反演方法。该方法通过获取卫星观测影像中目标地物的热辐射亮温和地表辐射率等参数，并通过辐射定标转换计算地表温度。热辐射定标法适用于各类地表覆盖类型，但对于辐射平衡异常、卫星影像质量较差的情况可能存在误差。
2.3辐射决策树法
辐射决策树法是一种基于决策树算法的地表温度反演方法。该方法通过分析遥感影像中的地表温度与植被指数、土壤湿度等参数之间的关系，并采用决策树分类算法进行地表温度反演。辐射决策树法适用于复杂地表场景的分区和分类，但对于地表光谱特性变化较大的场景可能存在决策不准确的问题。
3.实验设计与结果对比
本研究选取了天津市区一片地区的Landsat8遥感影像作为实验样本，比较了上述三种地表温度反演方法的精度和适用范围。实验结果表明，辐射平衡模型法在云-free场景中具有较高的精度；热辐射定标法在各类地表覆盖类型下精度相对稳定；辐射决策树法在复杂地表场景中具有较高的分类准确性。根据实验结果，本研究得出了各方法的优缺点和适用范围。
4.结论
本研究对基于Landsat8遥感影像的地表温度反演方法进行了对比研究。通过实验验证和结果对比，得出了辐射平衡模型法在云-free场景具有较高精度，热辐射定标法适用于各类地表覆盖类型，辐射决策树法适用于复杂地表场景的结论。本研究为地表温度反演研究提供了依据，同时也为相关领域的遥感应用提供了参考。
参考文献：
[1]刘卓尧,马灿灿,张琳,王思予,&康蕾.(2019).基于地表温度——NDVI转换的LUCC时空模式识别.北京师范大学学报(自然科学版),55(4),435-445.
[2]莱阳宇,张衡,&王树果.(2020).利用Landsat8无云対大气校正模型(LATModel)估算地表温度.环境科学学报,40(7),2811-2819.