地表温度热红外遥感反演-以单窗算法为例

时间:2024-05-23 13:15:57

地表温度反演的单窗算法公式:

地表温度热红外遥感反演-以单窗算法为例

其中各参数含义如下图

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1、对参数T6进行计算:

1)从HTM头文件中获得gain与bias的值

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使用写字板打开,找到如下信息。gain:0.037,bias:3.2

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2)DN值转为辐射亮度值,应用如下公式:其中DN6为band6(热红外波段)

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3)使用ENVI中的BandMath功能计算出辐射亮度数据

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得到数据如下图

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在band math中编辑公式如下:其中b2为前一步计算得出的辐射亮度值

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计算得到的图像如下图,其data的单位为开尔文温度单位,该参数即为单窗算法中的参数T6

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计算大气总透过率 t,计算得t约等于0.789156

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计算大气平均作用温度

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Ta约等于42.40799摄氏度,换算为开尔文单位为315.558K


计算参数地表温度热红外遥感反演-以单窗算法为例,t为之前计算的大气总透过率,地表温度热红外遥感反演-以单窗算法为例,为NDVI阈值法反演出地表比射率,加载地表比辐射率文件,并使用bandmath计算参数C

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输出结果得到参数C

计算参数D,通过以下公式计算

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使用Band Math功能,编辑公式如下,其中b3为地表比辐射率数据地表温度热红外遥感反演-以单窗算法为例

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将各参数代入公式中,计算地表温度

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输出地表温度图

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如图,data值即该像素点代表的地表温度

将不参与计算的区域进行腌膜,使用下图所示工具

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选择地表比辐射率数据作为选择ROI区域数据(研究区域外的data为0)

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设置参数如下图

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完成ROI提取如下图

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通过ROI建立掩膜

导入之前建立的ROI

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在掩膜中将选择区域设置为off即(selected areas "Off"),之后选择建立掩膜

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检查建立掩膜是否正确,兴趣区域的data为1,兴趣区域外区域data为0,则正确,正确结果如下图

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将掩膜应用到地表温度图中

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使用以上处理得到的地表温度图,进行城市热岛的遥感分析

1、给出该城市地表温度的基本统计特征:平均值,标准差,最大和最小值;

通过如图工具统计数据特征:

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结果如图所示

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其中,Npts为该DN值对应的像元个数basic stats可以统计出基本特征,但是这里的0作为最小值并不准确,而是掩膜的值,应该将首次出现的DN值作为最小值

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最小值:23.445394,最大值:50.665894,平均值:30.591731,标准差:15.511617

一般以1倍标准差作为间隔将数据划分,划分为以下6类

A:b1< 23.445394

B: 23.445394<=b1<29.162

C:23.162<=b1<37.948        

D:37.948<=b1<46.734

E:46.734<=b1<48.665894

F:b1>=48.665894

各大小等于号对应于ENVI系统符号如下:

小于:LT         小于等于:LE         等于:EQ        不等于:NE          大于等于:GE    大于:GT

将以上分类标准应用于决策树分类

打开决策树分类工具如下图所示

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对节点1输入分类标准如图:

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其中B1为反演地表温度图

向ClassD添加新的节点,依次输入分类标注

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输入完所有的分类标准并且执行该分类如图所示:

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分类结果如图所示

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将该图作为专题图,添加地图要素制图输出如下图,完成地表温度反演以及分析的过程

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以土地利用分类图为基础,分析不同覆盖类型下的地表温度状况,从而解释城市热岛强度与土地覆盖类型之间的关系。

加载土地利用分类图如图所示:

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选择下图所用工具

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输入分类依据的图像

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输入被分类的图像

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不同覆盖下的地表温度状况,依据下图选择不同的覆盖

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输出带有直方图的分类结果图

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最后结果如图所示,用来解释城市热岛强度与土地覆盖类型之间的关系

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至此完成所有分析过程。