近期，中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)院安光所光學(xué)遙感中心遙感信息表征技術(shù)研究室，在星載全譜段光譜成像儀數(shù)據(jù)應(yīng)用于陸地表面溫度反演研究上取得進(jìn)展。相關(guān)研究成果以《用于中國(guó)高分五號(hào)02星（GF-5B）衛(wèi)星陸地表面溫度反演的改進(jìn)結(jié)合算法》為題發(fā)表在國(guó)際知名遙感期刊Science of Remote Sensing上，該技術(shù)可提升復(fù)雜場(chǎng)景下衛(wèi)星數(shù)據(jù)應(yīng)用于陸地表面溫度反演的精度與穩(wěn)健性。

地表溫度是理解地表–大氣能量交換的關(guān)鍵參數(shù)。傳統(tǒng)的地表溫度反演算法在應(yīng)用于具有強(qiáng)光譜對(duì)比或復(fù)雜大氣條件的地表時(shí)，往往精度有限。為解決這些問(wèn)題，研究團(tuán)隊(duì)提出一種基于最大發(fā)射率近似的溫度/發(fā)射率分離優(yōu)化平滑算法：該算法將基于輻射的廣義劈窗模型與溫度/發(fā)射率分離優(yōu)化平滑框架相結(jié)合，同時(shí)引入最大發(fā)射率調(diào)整和迭代回滾機(jī)制，有效增強(qiáng)地表溫度與發(fā)射率反演之間的耦合性。研究團(tuán)隊(duì)使用偏差和均方根誤差作為指標(biāo)，將該算法與其他主流算法進(jìn)行對(duì)比評(píng)估。

研究表明，改進(jìn)結(jié)合算法對(duì)輻亮度最為敏感，其次是大氣校正，再次是平均大氣上升輻射。針對(duì)高光譜對(duì)比度地表，改進(jìn)結(jié)合算法性能則顯著提高，同時(shí)保持了對(duì)低光譜對(duì)比度地表的一致反演精度。在模擬仿真和現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證中，改進(jìn)結(jié)合算法在均方根誤差上表現(xiàn)出0.92 K和1.77 K的高精度，比主流算法更為準(zhǔn)確。進(jìn)一步，在不同真實(shí)地表和大氣水汽范圍的GF-5B觀測(cè)影像中，改進(jìn)結(jié)合算法表現(xiàn)出精細(xì)的地表溫度空間變化。該算法在各類地表類型和大氣環(huán)境下表現(xiàn)出更優(yōu)的穩(wěn)健性和一致性，為高分辨率地表溫度的操作性應(yīng)用提供了可靠的技術(shù)框架。

碩士研究生申政宇為論文第一作者，黃紅蓮副研究員為論文通訊作者。

文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.srs.2025.100343

改進(jìn)結(jié)合算法對(duì)不同類型地表的發(fā)射率與離地亮溫?cái)M合曲線精確結(jié)果圖. (a)瀝青屋頂；(b)白云巖大理石；(c)棕色粉質(zhì)壤土；(d)草地

地表溫度檢索結(jié)果圖.(a) GF-5B真彩色合成圖像；(b)MODIS地表溫度產(chǎn)品結(jié)果；(c)溫度/發(fā)射率分離優(yōu)化平滑算法反演結(jié)果；(d) 改進(jìn)結(jié)合算法反演結(jié)果