第36卷，第6期 2016年6月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol. 36 ,No. 6 ,pp1941-1948
June,2016
Landsat8TIRS热红外光谱数据定标准确性的分析
徐涵秋，黄绍霖
福州大学环境与资源学院，福州大学遥感信息工程研究所，福建省水土流失遥感监测评价重点实验室，福建福州350116 摘要Landsat系列卫星的热红外数据一直是获取地球表面温度的重要数据源，而新一代Landsat8卫星的TIRS热红外传感器数据进一步延续了这一重要使命。但该卫星发射以来，其热红外传感器的定标参数不断发生变化，致使美国地质调查局（USGS）不得不在2014年2月对所有已获取的Landsat8卫星数据进行重新处理。为了考察新处理数据的定标准确性，利用定标精度很高的Landsat7ETM十的3幅热红外影像来对同日过空的Landsat8TIRS热红外影像进行对比，以查明TIRS热红外数据的定标准确性。结果表明，尽管 Landsat8TIRS与Landsat7ETM十的热红外光谱数据很接近，但是，二者之间也存在着差别。与ETM十6 波段反演的大气顶部温度相比，TIRS10波段表现为高估，幅度最大为1.37K，而TIRS11波段则表现为低估，幅度可达一3K。可见，Landsat8TIRS热红外光谱数据的定标参数精度仍不稳定，且以TIRS11波段表现得更明显。进一步分析发现，TIRS数据的误差会随着地表植被和裸土覆盖比例的不同而发生变化。表现在TIRS10波段的高估会随若植被比例的下降而加大，而TIRS11波段的低估则会随者植被比例的下降而减少。因此，虽然USGS提倡用TIRS10单波段来反演温度，但TIRS10波段在低植被高裸土区的反演精度却远不及TIRS11波段，所以在低植被高裸土区可能不宜一味地采用TIRS10波段，在没有把握的情况下，在低植被覆盖区也可尝试采用TIRS10和11波段温度的均值，它可将误差缩小在<0.5K范围以内，
关键调Landsat8；Landsat7；热红外光谱；交互对比；遥感
中图分类号：TH774
引言
文献标识码：A
DOI : 10. 3964 /j. issn., 1000-0593(2016 )06-1941-08
大气校正。
Landsat8发射以来，其TIRS热红外光谱数据的准确性由于定标参数的多次变换而成为研究者和用户关注的焦点。
地球表面温度是区域热环境的重要参数，它在局域乃至全球气候变化研究中有着不可或缺的重要地位口。当前，地表温度的获取可通过地面气象站点实测和卫星热红外遥感。但是，由于地面气象站点很少，零星分布的实测数据对研究大区域尺度热环境的意义十分有限，因此，获取大范围地表温度信息的唯一来源只能借助于遥感卫星的热红外数据，
在中尺度遥感数据中，Landsat系列卫星已提供了30多年的对地热红外观测数据，其2013年2月11日新发射的 Landsat8卫星与之前的Landsat系列卫星对比，在许多方面又有了明显的改进}。其中最明显的变化之一，就是设置了独立的热红外传感器TIRS（Thermal Infrared Sensor）。 Landsat8TIRS传感器的另一特点就是具有2个热红外光谱波段，分别为TIRS10和TIRS11，面此前的Landsat4，5， 7卫星的热红外传感器都只有1个热红外波段。2个热红外波段的设置使得Landsat8TIRS可以借助劈窗算法来进行
收稿日期：2015-02-08，修订日期：2015-06-30
尽管美国地质调查局（USGS)数次调整其定标参数，但定标结果的准确性仍未达到设计要求。为此，本文利用定标精度很高的Landsat7ETM十的3幅热红外影像来对同日过空的 Landsat 8TIRS热红外影像进行交互对比，以对Landsat 8 TIRS数据的定标准确性进行定量分析和评估。
实验部分
1.1Landsat8TiRS数据定标参数的变化
自2013年9月16日Landsat项目团队首次发现TIRS
热红外传感器的10波段需要进行偏差校正后，Landsat8网站已对其热红外数据的定标参数进行了数次调整。先是要求用户将TIRS10波段求出的光谱辐射值减去0.32W，(m·sr·um）-}，后又将TIRS10波段的调整参数由上述的0.32改为0.29，而对TIRS11波段，则要求将所求出的
基金项目：国家科技支撑项目(2013BAC08B01-05)和福建省教育厅重点项目(JA13030)资助
作者简介：徐滴秋，1955年生，福州大学环境与资源学院教投
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