程穆陽　萬魯河　李曉萌

摘 要：2013年2月11日，Landsat8衛(wèi)星成功發(fā)射升空，遙感數(shù)據(jù)有了新的來源。本文分析了現(xiàn)今最適合Landsat8 TIRS傳感器特性的單窗算法，并利用現(xiàn)有長春市2015年Landsat8衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)對(duì)長春市地表溫度進(jìn)行實(shí)例反演，分析了長春及周邊地區(qū)的地表溫度及植被分布特征，并以此為根據(jù)為長春日后的城市建設(shè)提供個(gè)人建議。

關(guān)鍵詞：Landsat8;單窗算法;溫度反演

中圖分類號(hào)：P237文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

地表溫度在地球便面自然生態(tài)環(huán)境的研究中，一直是一個(gè)極為重要的物理指標(biāo)。Landsat7的單熱紅外波段的單窗算法早已被認(rèn)可并廣泛應(yīng)用與科學(xué)研究中，此算法用來反演地表溫度的精度高，需要的參數(shù)較少。由于band11的不穩(wěn)定性，本文將band10看作Landsat8的單熱紅外波段，針對(duì)該波段，利用單窗算法對(duì)長春植被分布及地表溫度進(jìn)行反演[1]。

1 研究區(qū)概況

長春市是吉林省的省會(huì)，地理位置處于北半球中緯度的北溫帶，地處隆起區(qū)與沉隆區(qū)之間，形成了自東向西由高至地的地貌特點(diǎn)。長春屬于自濕潤區(qū)向亞干旱區(qū)過渡的過度性地帶。

2 研究內(nèi)容

本文采取了覃志豪單窗算法原理，以熱輻射傳導(dǎo)方程為基礎(chǔ)，針對(duì)現(xiàn)有最新的Landsat8衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)對(duì)長春市地表溫度進(jìn)行反演，因?yàn)楸疚膶andsat8TIRS的band10看作該遙感數(shù)據(jù)的單熱紅外波段進(jìn)行輻射定標(biāo)，使用已經(jīng)修正過后的最新參數(shù)用于長春地區(qū)的溫度反演實(shí)驗(yàn)，計(jì)算地表比輻射率，反演得到長春植被覆蓋圖像以及較準(zhǔn)確的地表溫度分布圖像，并以此為基礎(chǔ)，對(duì)長春城市未來規(guī)劃建設(shè)提建議，本研究利用Landsat8數(shù)據(jù)反演試驗(yàn)區(qū)地表溫度，并且基于Landsat8數(shù)據(jù)相對(duì)老數(shù)據(jù)更加精準(zhǔn)的溫度反演對(duì)于城市建設(shè)也有著重要指導(dǎo)意義。[2-3]。

3 算法原理

4 反演結(jié)果

經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，通過Landsat8遙感數(shù)據(jù)計(jì)算的植被覆蓋圖像比較吻合長春區(qū)域的實(shí)際地理植被分布情況。

Landsat8遙感數(shù)據(jù)使用原有LandsatTM/ETM+算法參數(shù)進(jìn)行溫度反演誤差極大，無法用于科學(xué)研究使用。

使用修正后的定標(biāo)參數(shù)及算法參數(shù)反演地表溫度，經(jīng)與中國氣象網(wǎng)獲取的當(dāng)日氣溫?cái)?shù)據(jù)對(duì)比，反演出的最高氣溫為17℃，最低氣溫為2℃，與當(dāng)日氣溫誤差在3℃以內(nèi)，反演結(jié)果比較準(zhǔn)確，單窗算法適用于Landsat8熱紅外遙感數(shù)據(jù)反演地表溫度的科學(xué)研究。

5 結(jié)論

（1）長春市區(qū)大部分面積較長春周圍郊區(qū)溫度高4℃以上，符合城市熱島效應(yīng)原理。

（2）長春市區(qū)內(nèi)主要高溫地點(diǎn)集中于人民廣場、黑水路、紅旗街、桂林路等商圈附近。長春市內(nèi)低溫區(qū)域主要集中在南湖、北湖、長春西湖、濱河等湖泊或河流附近。

（3）長春郊區(qū)氣溫相對(duì)城市較低，裸地溫度高于森林等高植被覆蓋地區(qū)溫度，低溫地區(qū)主要集中在凈月潭、卡倫水庫、八一水庫、新立湖水庫等湖泊和人工水庫。

（4）長春綠化建設(shè)較好，但城市熱島效應(yīng)問題依然嚴(yán)重，今后城市建設(shè)已就應(yīng)該經(jīng)濟(jì)建設(shè)與生態(tài)建設(shè)并舉進(jìn)行。

（5）在缺少大氣詳細(xì)數(shù)據(jù)以及大氣含水量情況下，使用Landsat 8 band10進(jìn)行地表溫度反演，根據(jù)精度評(píng)估，反演結(jié)果與實(shí)際情況相符，精度比較準(zhǔn)確，但仍然存在一定誤差，今后應(yīng)針對(duì)大氣水量變化對(duì)算法進(jìn)行進(jìn)一步修改或者針對(duì)Landsat 8 band11不穩(wěn)定波段提出新的適合的溫度反演算法。

參考文獻(xiàn)：

[1]時(shí)向勇.復(fù)雜地面背景的大氣程輻射遙感反演及其應(yīng)用研究[D].上海大學(xué)，2012.

[2]李健.長白山地區(qū)地表溫度反演研究[D].吉林大學(xué)，2005.

[3]朱文娟.基于ETM+熱紅外波段的南京地區(qū)地表溫度反演算法研究[D].南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2008.

[4]馮文峰.基于TM/ETM數(shù)據(jù)的城市地表溫度研究[D].河南大學(xué)，2008.

作者簡介：程穆陽（1994-），男，碩士研究生，主要從事地理信息系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計(jì)與空間數(shù)據(jù)挖掘研究。

*通訊作者：萬魯河（1967-），男，教授，博士生導(dǎo)師。