基于MODIS数据雪面温度遥感反演

摘 要：通过对PLANCK函数在低温范围内进行线性化，改进了针对MODIS数据的实用性分裂窗算法，建立了基于MODIS数据的中纬度地区雪面温度遥感反演方法。以环青海湖地区为研究区进行了算法应用，取得了较理想的效果。

关键词：雪面温度；积雪指数；海拔高度；MODIS

积雪表面温度时空分布对于积雪消融、变质及地表大气能量交换过程均有重要影响，因此，利用遥感技术进行雪面温度反演和动态监测具有重要意义。迄今为止，国外相关研究多集中于极地，并取得了许多成果，国内则未见有相关报道。

一、方法建立

文章在对MODIS数据实用性分裂窗算法改进的基础上，建立了雪面温度遥感反演方法。

（一）传感器辐射定标

通过式（3）将辐射亮度转化为亮温：式中，h为普朗克常数，取值6.626×10-34J·S；k为玻耳兹曼常数，取值1.3806×10-23J·S-1，c为光速，取值2.998×108m·s-1；λ为波长（单位为m）；T为热力学温度（单位为k）。

（二）雪盖提取

二、应用实例

（一）研究区与数据资料

以环青海湖地区为研究区，地理位置为东经95°14′～103°40′，北緯34°45′～39°50′，包括了青海省的大通县等16个县市以及甘肃省的肃南县和天祝县。研究区地形复杂，地貌多样，最高海拔达5700m，最低海拔至1600m，平均海拔为3600m。

研究所选用数据为2002年11月20日上午过境的MODIS1km空间分辨率影像。研究区的影像质量较好。图2是几何校正后的MODIS1km空间分辨率的第6、3、1波段合成图，AB、CD为研究所选取的两个剖面。

（二）积雪制图

图3是按照MODIS积雪提取算法提取并以NDSI值表示的雪盖，并已与县级行政区边界叠加。将提取出的雪盖与原影像对比分析，证明绝大部分积雪能够正确提取；部分湖泊存在结冰现象，也被判为雪盖。

三、结语

文章通过在低温范围内对Planck函数进行线性简化，建立了基于MODIS数据的雪面温度遥感反演方法，并取得了较理想的结果，说明进行雪面温度的遥感反演是可行的。

雪面温度与海拔高度之间的负相关关系在文章中得到验证。这些工作将在以后的研究中展开。而利用与MODIS同时过境的高空间分辨率传感器ASTER获取的影像对MODIS获取的雪面温度的相关理论进行验证，也是需要深入探索的方向之一。

参考文献

[1] Key JR，Haefliger M.Arctic Ice Surface Temperaturr Retrieval from AVHRR Thrtmal Channels[J].Journal of Geophysical Research，1992（97）：5885-5893.

[2] Haefliger M，Steffen K，Fowler C.AVHRR Surface Teperature and Narrow Band Albedo Comparisonwith Ground Measuiemets for the Green land Ice Sheet[J].Annalsof Glaciology，1993（17）：49-54.

作者简介：杨光，华南师范大学地理科学学院。