1 中国科学院空天信息创新研究院 遥感卫星应用国家工程实验室，北京 100094
2 新疆维吾尔自治区交通规划勘察设计研究院，乌鲁木齐 830006
3 中国科学院大学，北京 100049
4 大连海事大学 信息科学技术学院，辽宁 大连 116026
5 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所 农业部农业信息技术重点实验室，北京 100081
地表比辐射率方向性研究是国际热红外定量遥感研究领域的热点与难点，现有的热红外沙地比辐射率方向性模型存在先验参数较多、精度较低、适用性差等问题。论文基于5个伪不变定标场，即Algeria3_1km、Algeria5_1km、Libya1_1km、Mauritania1_1km及Mauritania2_1km，综合利用长时序极轨卫星载荷AQUA/MODIS与静止轨道卫星载荷MSG/SEVIRI多角度观测数据，经过载荷相互校准、大气纠正、影像数据时空匹配等处理，基于热红外辐射传输方程，获取0~65°观测天顶角范围内各研究区方向性比辐射率，建立公里级像元尺度比辐射率方向性模型，并对其进行了不确定度评估。结果表明：地表比辐射率随观测天顶角增大而降低，其方向性效应随波段中心波长的增加而减小，Algeria5_1km区域的方向性效应最小，Mauritania1_1km区域的方向性效应最强；各研究区比辐射率方向性模型不确定度均随观测天顶角的增大而增大，模型不确定度均优于3%。
热红外遥感 地表比辐射率 方向性模型 误差传递理论 thermal infrared remote sensing land surface emissivity directional model error propagation theory
1 河北地质大学河北省高校生态环境地质应用技术研发中心， 河北 石家庄050031
2 河北地质大学河北省农业干旱遥感监测国际联合研究中心，河北 石家庄050031
针对目前地面目标热红外通道辐射特性及其偏振辐射特性的遥感探测需求，将五大典型地面目标之一——土壤作为研究对象，并利用地物热红外多角度偏振遥感测量平台及仪器获取了不同因素影响下的土壤热红外多角度热辐射与偏振辐射数据。分别从探测角、方位角、波段、偏振角和土壤类型五个方面研究了土壤的热辐射特性及其偏振辐射特性。结果表明，当入射光源固定时，土壤的辐射亮度和亮度温度均随探测角的增大而增大；当方位角为180°时，二者均达到最大值；它们随波段变化呈现不同的规律；偏振角以及土壤类型对辐射亮度的影响不显著，而对亮度温度的影响显著。该研究成果可以为开展热红外土壤遥感应用提供新的思路与方法，并可为热红外遥感和偏振遥感的进一步发展提供重要的理论支撑。
热红外遥感 偏振辐射 多角度 影响因素 土壤 thermal infrared remote sensing polarized radiation multi-angle influence factor soil
1 北京空间机电研究所，北京 100094
2 中国空间技术研究院天基空间目标监视技术核心专业实验室，北京 100094
针对 GF-5全谱段光谱成像仪热红外谱段存在响应异常、辐射定标精度难以保障的问题，开展了地面辐射定标补充试验，发现热红外谱段响应对仪器内部温度、焦面温度变化敏感是导致异常现象的主要原因。进一步对 相机输出信号值随仪器内部温度、焦面温度变化规律进行了分析总结，提出了基于仪器温度、焦面温度修正的绝对辐射定标算法，成功应用于全谱段光谱成像仪热红外谱段的实验室绝对辐射定标，结果表明定标不确定性为 1.36%。
高分五号 绝对辐射定标 热红外遥感 HgCdTe探测器 温度修正 GF-5, absolute radiation calibration, thermal inf
1 中国科学研究院地理科学与资源研究所 陆地水循环及地表过程重点实验室, 北京 100101
2 中国水利水电科学研究院 防洪抗旱减灾工程技术中心, 北京 100038
3 中山大学 地理科学与规划学院 广东省城市化与地理环境空间模拟重点实验室, 广东 广州 510275
基于遥感的区域土壤水分反演是流域水资源规划管理、农作物灌溉制度制定、区域旱情监测、农作物估产等方面的基础.本文对四种可见光/热红外土壤水分反演方法进行评估对比, 这四种土壤水分估算方法包括基于温度植被干旱指数(TVDI)的土壤水分估算方法和三种基于蒸散比/潜在蒸散比的土壤水分估算方法(EFM1, EFM2和EFM3).基于以上四种土壤水分估算方法, 本文使用ASTER数据估算了黑河流域中游地区的土壤水分状况, 使用研究区内生态水文无线传感器网络和流域水文气象观测站点的土壤水分观测对四个模型进行了验证评估.结果表明, TVDI方法因其干、湿边确定的经验性, 会导致土壤水分估算的误差.而基于蒸散比/潜在蒸散比的土壤水分估算方法会在一定程度改善TVDI方法估算的经验性.通过蒸散比/潜在蒸散比的三种方法对比显示基于EFM1和EFM3方法优于EFM2方法.此外, 基于热红外的土壤水分估算方法都需要土壤参数信息, 土壤参数的不确定性会导致土壤水分估算的误差, 高精度的土壤参数会改善基于热红外的土壤水分估算方法的精度.
热红外遥感 土壤水分 黑河流域中游 thermal remote sensing soil moisture middle reach of Heihe river basin
1 南京信息工程大学 遥感学院，江苏 南京 210044
2 南京师范大学 虚拟地理环境教育部重点实验室，江苏 南京 210046
3 中国人民解放军73608部队，江苏 南京 210028
大气透过率是热红外遥感中的一个重要参数。针对前文构建的大气透过率模式，以我国环境灾害卫星HJ-1B红外相机IRS第4通道的大气透过率模式为例，利用辐射传输模型MODTRAN模拟水体辐亮度，对模式中的变量引入不同的误差，将模拟的辐亮度反演水温，分析不同气溶胶模型、水汽量、能见度和观测天顶角对反演水温的敏感性。并将该大气透过率模式用于HJ-1B/IRS热红外图像中，反演了2009年4月17日、21日、22日和25日太湖水温。研究结果表明：同一波段、不同气溶胶模型的大气透过率模式在反演温度时会产生不同的误差，以气溶胶模型为平流雾的最大、对流型的最小；大气透过率模式中3个变量的误差与温度反演的误差呈线性关系，即变量的误差越大，温度反演的误差也越大；以水汽量对温度反演最敏感，观测天顶角其次，能见度最弱。该大气透过率模式用于4天遥感图像反演中，除4月17日反演的误差稍高，均方根误差和平均相对误差分别为1.127 ℃和5.75%，其他3天的均方根误差都小于1 ℃、平均相对误差在5%以下，说明所建的大气透过率模式在热红外遥感中具有较高的应用精度。
热红外遥感 大气透过率模式 温度 误差 thermal infrared remote sensing atmospheric transmittance model HJ-1B/IRS HJ-1B/IRS temperature error
1 南京信息工程大学 地理与遥感学院，江苏 南京 210044
2 南京师范大学 虚拟地理环境教育部重点实验室，江苏 南京 210046
3 中国人民解放军73608部队，江苏 南京 210028
大气透过率是热红外遥感中的一个重要参数。通过辐射传输模型MODTRAN模拟热红外波段的大气透过率，构建了基于大气模型、气溶胶模型、水汽量、能见度和观测天顶角等5个因素的大气透过率查找表，分析了不同参数对热红外大气透过率光谱曲线的影响，通过方差分析确定了影响大气透过率的关键因子，针对不同类型的气溶胶模型，构建了基于水汽量、能见度和观测天顶角的常用卫星传感器热红外通道的大气透过率经验模式，解决了卫星热红外遥感中大气透过率精确计算的问题。
大气透过率 热红外遥感 MODTRAN模型 模式 atmospheric transmittance thermal infrared remote sensing MODTRAN model
上海大学计算机工程与科学学院, 上海 200444
热红外遥感能够准确、快速地检测出火山灰云信息。针对热红外遥感数据和火山灰云检测特点, 提出了基于变分贝叶斯 ICA的火山灰云检测算法, 通过引入贝叶斯网络的条件独立性准则和近似变分算法, 将源信号后验概率分布的计算转化为更容易处理的负变自由能, 去逼近真实后验概率分布的最佳近似值。实验表明该方法取得了 85.25%的光谱匹配度, 检测精度较高。
热红外遥感 火山灰云 MODIS图像 变分贝叶斯 独立分量分析 thermal infrared remote sensing volcanic ash cloud MODIS image variational Bayesian independent component analysis(ICA)
随着国内核电的规模化发展，核电机组排放的大量温排水对周围的水域环境造成“热污染”。这已逐渐成为人们关注的焦点，且已成为核电项目审评的重点对象。为了消除公众疑虑、满足审评要求，核电厂一般会选择恰当的方式对温排水进行监测和评价。本文根据法规要求结合工程经验，利用遥感技术对核电厂温排水的扩散和分布进行了检测，并取得了良好的效果。
核电站 温排水 热红外遥感 nuclear power warm water discharge thermal infrared remote sensing
1 中国气象科学研究院， 北京100081
2 国家卫星气象中心， 北京100081
3 南京信息工程大学应用气象学院， 江苏 南京210044
采用辐射传输模式模拟了特殊角度随气溶胶光学厚度及大气温湿度的变化情况， 结果显示晴空下该角度不受气溶胶影响， 受大气温度影响小， 但受大气水汽含量影响显著， 因此晴空下热红外光谱仪测量下行辐射时特殊天顶角可只根据大气水汽含量确定。 西部荒漠地区下行辐射测量实验结果表明， 据大气水汽含量确定的特殊角度值与实验结果一致， 且该角度处辐射作为积分辐射符合精度要求。 特殊角度值可用研究区大气水汽含量确定， 该快速测量法可广泛用于野外实验， 方便快捷测量准确瞬时下行辐射。
热红外遥感 野外测量 大气下行长波辐射 观测天顶角 Thermal infrared remote sensing Atmospheric downward long-wave radiance Field measurement View zenith angle 光谱学与光谱分析
2012, 32(6): 1596
1 中国科学院遥感应用研究所 遥感科学国家重点实验室,北京100101
2 北京师范大学 全球变化与地球系统科学研究院，北京100875
3 国家遥感中心，北京100036
通过二向性反射率分布函数(BRDF)核驱动模型对黑河试验多角度热红外机载数据的拟合,证明了核驱动模型具有热红外波段的外延能力，确定了适用于多角度热红外数据的最佳核函数组合.在热辐射方向性核系数组合因子与地表温度(LST)构成的特征空间中构建、提取了多角度热红外干旱指数(MTDI).在黑河各试验区，MTDI和温度植被干旱指数(TVDI)的反演结果非常相近(相关系数大于0.87)，表明核驱动模型在热红外波段也是分析方向性辐射信息的有效模型.
多角度遥感 热红外遥感 核驱动模型 土壤水分 红外广角双模式成像仪 multiangular remote sensing thermal infrared remote sensing kernel-driven model soil moisture wide-angle infrared dual-mode line/area array scan
