Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Có mối liên hệ vật lý nào giữa các biến phát xạ và phản xạ bề mặt trên các bề mặt không có thực vật?
Tóm tắt
Đối với cảm biến vệ tinh chỉ có một hoặc hai kênh hồng ngoại nhiệt, việc thu hồi độ phát xạ bề mặt từ tín hiệu phát xạ nhận được là rất khó khăn. Mối quan hệ tuyến tính thực nghiệm giữa độ phát xạ bề mặt và phản xạ đỏ đã được thiết lập để suy diễn độ phát xạ, nhưng cơ chế vật lý bên trong vẫn chưa rõ ràng. Các hằng số quang học của các khoáng chất khác nhau bao phủ dải phổ từ 0.44 đến 13.5 μm kết hợp với các mô hình truyền bức xạ hiện đại đã được sử dụng để sản xuất các quang phổ phản xạ và độ phát xạ bề mặt tương ứng. So với mối quan hệ tuyến tính thực nghiệm được sử dụng phổ biến, một mối quan hệ tuyến tính bội chính xác hơn giữa độ phát xạ TM5 Landsat và phản xạ quang học đã được rút ra sử dụng dữ liệu mô phỏng, cho thấy sự cần thiết phải thay thế mối quan hệ thực nghiệm bằng mối quan hệ mới để cải thiện ước lượng độ phát xạ bề mặt trong thuật toán kênh đơn. Mối quan hệ tuyến tính bội quan trọng giữa độ phát xạ băng thông rộng (BBE, 8–13.5 μm) và các albedo phổ MODIS cũng đã được rút ra sử dụng dữ liệu giống nhau. Bài báo này chứng minh rằng có một liên kết vật lý giữa các biến phát xạ và phản xạ bề mặt, và cung cấp một góc nhìn lý thuyết về việc ước lượng độ phát xạ bề mặt cho các cảm biến chỉ có một hoặc hai kênh hồng ngoại nhiệt.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Baldridge, A. M., Hook, S. J., Grove, C. I., & Rivera, G. (2009). The ASTER spectral library version 2.0. Remote Sensing of Environment, 113, 711–715.
Cheng, J., & Liang, S. (2013). Estimating global land surface broadband thermal-infrared emissivity from the advanced very high resolution radiometer optical data. International Journal of Digital Earth, 6, 34–49.
Cheng, J., & Liang, S. (2014). Estimating the broadband longwave emissivity of global bare soil from the MODIS shortwave albedo product. Journal of Geophysical Research Atmosphere, 119, 614–634.
Cheng, J., Liang, S., Liu, Q., & Li, X. (2011). Temperature and emissivity separation from ground-based MIR hyperspectral data. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 49, 1473–1484.
Cheng, J., Liang, S., Weng, F., Wang, J., & Li, X. (2010). Comparison of radiative transfer models for simulating snow surface thermal infrared emissivity. IEEE Journal of Selected Topics in Earth Observations and Remote Sensing, 3, 323–336.
Cheng, J., Liang, S., Yao, Y., & Zhang, X. (2013). Estimating the optimal broadband emissivity spectral range for calculating surface longwave net radiation. IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters, 10, 401–405.
Cheng, J., & Ren, H. (2012). Land-surface temperature and thermal-infrared emissivity. In S. Liang, X. Li, & J. Wang (Eds.), Advanced remote sensing: terrestrial information extraction and applications (pp. 235–271). Cambridge: Academic Press.
Cristobal, J., Jimenez-Munoz, J. C., Sobrino, J. A., Ninyerola, M., & Pons, X. (2009). Improvements in land surface temperature retrieval from the landsat series thermal band using water vapor and air temperature. Journal of Geophysical Research. doi:10.1029/2008JD010616.
Dong, L. X., Hu, J. Y., Tang, S. H., & Min, M. (2013). Field validation of GLASS land surface broadband emissivity database using pseudo-invariant sand dunes sites in Northern China. International Journal of Digital Earth, 6, 96–112.
Garcia-Santos, V., Valor, E., Caselles, V., & Dona, C. (2016). Validation and comparison of two models based on the Mie theory to predict 8–14 um emissivity spectra of mineral surfaces. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 121, 1739.
Gillespie, A. (2014). Land surface emissivity. In E. G. Njoku (Ed.), Encyclopedia of Remote Sensing (pp. 303–311). New York: Springer.
Gillespie, A. R., Rokugawa, S., Matsunaga, T., Cothern, J. S., Hook, S. J., & Kahle, A. B. (1998). A temperature and emissivity separation algorithm for advanced spaceborne thermal emission and reflection radiometer (ASTER) images. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 36, 1113–1126.
Hapke, B. (2012). Theory of reflectance and emittance spectroscopy. Cambridge: Cambridge University Press.
Jimenez-Munoz, J. C., Cristobal, J., Sobrino, J. A., Soria, G., Ninyerola, M., & Pons, X. (2009). Revision of the single-channel algorithm for land surface temperature retrieval from Landsat Thermal-Infrared data. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 47, 339–349.
Li, X., Strahler, A. H., & Friedl, M. A. (1999). A conceptual model for effective directional emissivity from nonisothermal surfaces. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 37, 2508–2517.
Li, Z., Tang, B., Wu, H., Ren, H., Yan, G., Wan, Z., et al. (2013a). Satellite-derived land surface temperature: Current status and prespectives. Remote Sensing of Environment, 131, 14–37.
Li, Z.-L., Wu, H., Wang, N., Qiu, S., Sobrino, J.A., Wan, Z.-M., Tang, B.-H., & Yan, G.-J. (2013a). Land surface emissivity retrieval from satellite data. Internationl Journal of Remote Sensing, 34, 3084–3127.
Liang, S. (2001). An optimization algorithm for separating land surface temperature and emissivity from multispectral thermal infrared imagery. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 39, 264–274.
Liang, S., Zhao, X., Liu, S., Yuan, W., Cheng, X., Xiao, Z., et al. (2013). A long-term global land surface satellite (GLASS) data-set for environmental studies. International Journal of Digital Earth, 6, 5–33.
Mie, G. (1908). Beitrage zur optik truber medien speziell kolloidaler metrllosungen (Contribution to the optics of turbid media, particulary of colloidal metal solutions). Annual of Physics, 25, 377–445.
Mishchenko, M. I., & Macke, A. (1997). Asymmetry parameters of the phase function for isolated and densely packed spherical particles with multiple internal inclusions in the geometric optics limit. Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer, 57, 767–794.
Mishchenko, M. I., Travis, L. D., & Lacis, A. A. (2002). Scattering, Absorption, and Emission of Light by Small Particle. Cambridge: Cambridge University Press.
Pitman, K. M., Wolff, M. J., & Clayton, G. C. (2005). Application of modern radiative transfer tools to model laboratory quartz emissivity. Journal of Geophysical Research. doi:10.1029/2005JE002428.
Qin, Z., & Karnieli, A. (2001). Mono-window algorithm for retrieving land surface temperature from Landsat TM data and its application to the Israel–Egype border region. International Journal of Remote Sensing, 22, 3719–3746.
Sobrino, J. A., Jiménez-Muñoz, J. C., Sòria, G., Romaguera, M., Guanter, L., Moreno, J., et al. (2008). Land surface emissivity retrieval from different VNIR and TIR sensors. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 46, 316–327.
Spitzer, W. G., & Kleinman, D. A. (1961). Infrared lattice bands of quartz. Physical Review, 121, 1324–1335.
Tardy, B., Rivalland, V., Huc, M., Hagolle, O., Marcq, S., & Boulet, G. (2016). A software tool for atmospheric correction and surface temperature estimation of Landsat infrared thermal data. Remote Sensing, 8, 696.
Valor, E., & Caselles, V. (1996). Mapping land surface emissivity from NDVI: Application to European, African, and South American areas. Remote Sensing of Environment, 57, 167–184.
Wan, Z., & Li, Z.-L. (1997). A Physics-based algorithm for retrieving land-surface emissivity and temperature from EOS/MODIS data. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 35, 980–996.
Xue, Y., Cai, G., Guan, Y. N., Cracknell, A. P., & Tang, J. (2005). Iterative self-consistent approach for earth surface temperature determination. International Journal of Remote Sensing, 26, 185–192.
Zhou, J., Li, J., Zhang, L., Hu, D., & Zhan, W. (2012). Intercomparison of methods for estimating land surface temperature from a Landsat-5 TM image in an arid region with low water vapour in the atmosphere. International Journal of Remote Sensing, 33, 2582–2602.