ENVI软件实战：大气校正法下的Landsat8地表温度反演

地表温度反演是一种重要的遥感技术，主要用于获取地表的实际温度，以便于气候研究、环境监测和资源管理等领域。在这个实验中，主要使用的是ENVI 5.1软件进行大气校正法的地表温度反演。大气校正法是处理遥感数据时常用的方法之一，其目的是消除大气对地表辐射的影响，从而得到更准确的地表温度。 实验目的着重于理解地表温度反演的基本原理，掌握如何在ENVI环境中应用这种技术，提升理论知识和实践操作能力。地表温度反演依赖于热红外波段数据，通常情况下，单通道法和大气校正法只需要一个波段，而分裂窗法则需要两个波段的数据。 实验的核心步骤包括以下几个环节： 1. **辐射定标**：这是将遥感器记录的数字化数值（DN值）转化为具有物理意义的辐射亮度或反射率的过程。通过建立DN值与辐射亮度之间的关系，校正传感器本身的误差。 2. **定义关键术语**：比辐射率（发射率）是地表辐射出射度与黑体辐射出射度的比值，用来描述地表特性。大气透射率表示通过大气层后辐射强度的衰减程度。亮度温度则是衡量物体辐射亮度的一个指标，虽然具有温度的量纲，但并不表示真实的物理温度。 3. **大气校正模型**：卫星接收到的热红外辐射包含大气向上的辐射、地面的真实辐射被大气吸收和反射后到达卫星的部分，以及大气向下辐射到达地面并反射回太空的部分。这个过程可以用辐射传输方程表示，其中εB(TS)代表地面的真实辐射亮度，L↑代表大气向上辐射，L↓代表大气向下辐射，τ为大气透过率。 4. **计算地表温度**：通过上述方程，首先计算出地表的真实辐射亮度，然后结合地表比辐射率和大气透射率，反推出地表温度Ts。这一步可能涉及到普朗克公式的应用，用于计算黑体的辐射亮度。 这个实验不仅涉及遥感图像处理技术，还包括辐射物理学的基本概念和计算，有助于参与者深入理解地球观测数据的处理流程，并熟练掌握ENVI软件的使用。通过这个实验，学生可以增强对地表温度反演原理的理解，提高分析遥感数据的能力，为后续的科研工作打下坚实基础。