?５４８?新疆农业科学４５卷
方面凸显出众多优势，能够及时有效的掌握地表温度的分布特征，热红外遥感是获取地表热状况信息的一种非常重要的手段。
早在２０世纪６０年代初期发射ＴＩＲＯＳ—ＩＩ以来，学者们就用卫星遥感数据反演地表温度。７０年代以后，许多遥感平台的数据应用于地表温度反演：ＭＯＤＩＳ、ＡＶＨＲＲ、ＴＭ、ＥＴＭ＋等。利用卫星遥感数据提取海洋温度（ＳｅａＳｕｒｆａｃｅＴｅｍＰｅｒａｔｕｒｅ，ｓｓＴ）的研究已较为成熟，可以在全球范围内达到ｌＫ的精度【３Ｊ。陆面地表温度反演也取得了很大的进展。目前国内地面温度反演研究主要集中在ＡＶＨＲＲ和ＭＯＤＩＳ数据上，并陆续提出了一些反演陆面温度的算法，如单通道法、分裂窗法及多通道法【４删等。陆地卫星ＬａｎｄｓａｔＥＴＭ＋数据地面分辨率较高，第６波段（１０．５。１２．５胛）位于热红外波段，可用来分析地表热辐射和地面温度。地面分辨率为６０ｍ，比ＮＯＡＡ／ＡＶＨＲＲ数据的地面分辨率（１．１ｋｍ）高。因此对于要求地面分辨率高的应用研究来说，ＥＴＭ＋数据是比较好的选择。马耀明等［７］采用辐射传输方程方法反演地表温度，覃志豪等［８］采用单窗算法，均取得了较好的结果。研究使用２００２年１０月７１３的ＥＴＭ＋数据，采用覃志豪等单窗算法反演了新疆于田地区的地表温度，并对反演结果与同时相的实际地表温度进行了比较和分析。
１研究区概况和数据来源
１．１研究区概况
于田地区位于Ｅ８ｌ哕。８２。５１７，Ｎ３５０１４＂。３９０２９％东连民丰，北临塔克拉玛干大沙漠与沙雅县相壤，西临策勒县，南与西藏自治区改则县、日吐县相接，全县总面积达３．９５×１０４肼。南北长约４６６ｋｒｎ，东西宽３０。１２０ｋｍ。地势南高北低，南北高差３５００ＩＴＩ。自南向北形成高山、戈壁、沙漠等地貌单元，属暖温带内陆干旱荒漠气候，南部山区冷凉，半温润气候区，中部平原暖温干旱气候区和北部暖温极端干旱沙
漠气候区。该县气候的主要特点是：四季分明、
昼夜温差大，热量资源丰富，光照充足，降水稀少，
蒸发量大，春夏多风沙和浮尘等灾害天气。多年
平均气温为１１．６℃，多年平均降水量４７．７ｍｍ，蒸
发量是２４３２．１ｍｍ，于田地区作为为西部大开发
的重点区域，由于其生态环境脆弱，自然灾害频
繁，在一定程度上制约着开发的速度，利用遥感信
息进行区域尺度的地表时空多变要素监测显得非
常重要，而且有实际指导意义。
１．２数据来源
研究采用２００２年１０月７日１０点过境的ＥＴＭ
＋影像，同时选取当１３气象站的数据（气温、地表
温度、相对湿度），ＧＰＳ获取气象观测站的百叶窗图ｌ研究区示意
精确地理位置。Ｆｉｇ．１Ｓｋｅｔｃｈｍａｐｏｆｓｔｕｄｙ盯嘲
２研究方法
２．１理论基础
在一定温度下的任何物体都向外辐射能量，物体的辐射出度肘是波长入与温度ｒ的函数，对于黑体来说，这种关系可用普朗克函数［９］表示：
，１、一５
ｎ（ｘ，ｒ）＝磊ｉ茜河两（１）
Ｂ（Ｘ，ｒ）是黑体辐射，Ｗｍ＿２／ａｎ～ｓｒ一１；入是波长，／ｎｎ；Ｔ是物体的温度，Ｋ；Ｃｌ、Ｃ２是普朗克常量，Ｃｌ＝３．７４１８×１０～Ｗｍ２，Ｃ２＝１．４３８８×１０～ｍｋ。
自然界并不是黑体，其辐射与黑体的辐射的关系如下：
Ｒ（ｘ，Ｔ）＝￡（入）Ｂ（Ｘ，Ｔ）＝￡（入）
Ｃ，入一５
；ｉｅｘｐ（Ｃ２／入Ｔ）一１）
其中，Ｒ（Ｘ，丁）是实际物体的辐射，￡（入）是地物的比辐射率。
（２）
３期徐霞等：基于ＥＴＭ＋数据的新疆于田地区地表温度反演研究?５５１?
图２地表温度反演流程
ｔａｇ．２ＦｌｏｗｃｈａｒｔｏｆｒｅｔｒｉｅｖｅｄＬＳＴ
３结果与分析
由于研究区反演采用的遥感数据属于历史存档数据，无法实测获得大气参数，因此采用当地气象站同时相的气象观察数据。根据技术路线，应用软件处理得出研究区亮度温度图，以及采用单窗算法反演研究区的地表温度影像。图３，图４
经过统计：研究区内最低温度２８８．０８８１６５Ｋ，最高温度３０５．６６３３００Ｋ，平均温度２９８．０７７９４９Ｋ。温度低于２９０Ｋ占９．２２％，２９０—２９８Ｋ占２１．５６％，大于２９８Ｋ占６９．２２％，基本符合于田地区１０月上旬白天的地表温度。研究区内的土地覆盖类型主要为：绿洲、水体、戈壁、城镇、交错带。从地表温度分布图反映出水体地表温度最低，绿洲次之，戈壁最高。地表温度以绿洲为中心从里到外呈环状分布。选一些比较典型点的亮度温度和地表温度进行比较分析。从地表温度和亮度温度的比较结果，经过大气纠正得到的地表温度高于未经大气纠正的亮度温度。由此可见，在有些研究中把亮度温度直接当作地表温度来应用是不合理的。根据于田气象站的地表温度数据对反演结果进行初步验证，于田气象站０８：００的地表温度是２７５．５５Ｋ，１４：００的是３１５．５Ｋ，反演出该地的温度是２９２．４２Ｋ，卫星过境的时间是ｌＯ：００，反演的地表温度介于两者之间。表明运用ＥＴＭ＋数据反演地表温度是可行的，反演结果是合理的。
图３亮度温度№３
Ｍａｐｏｆｂｒｉｇｈｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ图４地表温度分布
Ｆｉｇ４Ｍａｐｏｆｌａｎｄｓｕｒｆａｃｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
基于ETM+数据的新疆于田地区地表温度反演研究
作者：徐霞， 塔西甫拉提·特依拜， 哈学萍， 韦建波， 韩春光， XU Xia，
Taxifulati·Teyibai， HA Xue-ping， WEI Jian-bo， HAN Chun-guang
作者单位：新疆大学资源与环境科学学院/绿洲生态教育部重点实验室,乌鲁木齐,830046
刊名：
新疆农业科学
英文刊名：XINJIANG AGRICULTURAL SCIENCES
年，卷(期)：2008,45(3)
参考文献(15条)
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本文链接：https://www.doczj.com/doc/bd17869257.html,/Periodical_xjnykx200803035.aspx