全天候逐时百米尺度地表温度重建方法

作者：颜佳楠; 陈虹; 张雨泽; 吴骅

来源：自然资源遥感, 2023, 1-9.

• 地表温度
• MODIS
• 云下地表温度重建
• 降尺度
• XGBoost

地表温度是区域和全球尺度地表过程的重要参数,通过热红外遥感可获取区域或全球尺度的地表温度的时空信息。然而,受到热红外传感器硬件特性以及热红外电磁波无法穿透云层的限制,目前无法获取兼顾高时空分辨率的地表温度。本研究提出了一种重建全天候100 m空间分辨率的逐小时地表温度的方法。方法主要包含3个步骤:（1）在传统温度年循环模型的基础上,重建中分辨率成像光谱仪（moderate resolution imaging spectroradiometer,MODIS）4时刻的云下地表温度;（2）借助于温度的日变化趋势估计地表温度的日变化曲线,获取逐小时的地表温度;（3）以光谱指数作为回归因子,利用极端梯度提升树对逐小时地表温度进行空间降尺度。研究结果表明提出的重构方法可以获取时空连续的地表温度产品,提高了地表温度的空间分辨率,提供了更丰富的纹理信息。通过美国地表辐射观测网络（surface radiation budget network,SURFRAD）站点数据对逐时100 m尺度的地表温度进行验证,结果表明逐小时重建的地表温度与站点实测值的变化趋势大致相同,全天候逐小时地表温度重建方法精度较高,R2为0.95,均方根误差（root mean squared error,RMSE）为3.75 K,bias为0.75 K。

• 单位
  中国交通通信信息中心; 江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心; 中国科学院大学; 资源与环境信息系统国家重点实验室; 中国科学院地理科学与资源研究所