地表温度反演

 有大气参数网站的地表温度反演方式

一、地理空间数据云下载遥感影像

1、网址：地理空间数据云

2、卫星选择：Landsat 8 OLI_TIRS 卫星数字产品

二、ENVI

B站教程：envi landsat8温度反演教程_哔哩哔哩_bilibili

备注：处理完单景遥感影像的温度反演之后，再进行遥感影像镶嵌；所有路径都必须是英文。

利用辐射传输方程方法进行地表温度反演。

1、热红外波段辐射定标

使用工具【Radiometric Calibration】

2、全波段辐射定标

使用工具【Radiometric Calibration】

3、全波段中波段4、5的NDVI（归一化植被指数）计算

使用工具【NDVI】，对全波段的辐射定标进行NDVI的计算

4、计算植被覆盖率（FVC）

使用工具【bandmath】

查询辐射定标后的全波段植被覆盖度：因为每一景影像的植被覆盖度是不一样的，需要使用【Compute Statistics】工具统计一下NDVI值，DN值便是NDVI，Acc Pct是累积百分比，通过累计百分比确定一个置信区间，这里分别取累计百分比最接近于5%和95%时的DN值作为最小值和最大值（在表里找最接近5%和95%的）

数据名称	Acc Pct接近5%并小于5%时的DN值	Acc Pct接近95%大于95%时的DN值	代入公式
LC81260362019186LGN01	-0.011765	0.717647	(b1 lt -0.011765 )*0+(b1 gt 0.717647)*1+(b1 ge -0.011765 and b1 le 0.717647)*((b1+0.011765 )/(0.717647+0.011765 ))
LC81270362019241LGN00	-0.168627	0.686275	(b1 lt -0.168627 )*0+(b1 gt 0.686275)*1+(b1 ge -0.168627 and b1 le 0.686275)*((b1+0.168627 )/(0.686275+0.168627 ))
LC81270372019241LGN00	-0.011765	0.733333	(b1 lt -0.011765 )*0+(b1 gt 0.733333)*1+(b1 ge -0.011765 and b1 le 0.733333)*((b1+0.011765 )/(0.733333+0.011765 ))

5、地表反射率，也叫地表比辐射率（用ε表示，公式不用改）用（band math影像选择植被覆盖度fvc）

参考论文：

【1】A Three-Dimensional Investigation of Spatial Relationship between Building Composition and Surface Urban Heat Island。介绍了下面的公式

【2】Sobrino, J.A.; Jiménez-Muñoz, J.C.; Paolini, L. Land Surface Temperature Retrieval from LANDSAT TM 5. Remote Sens. Environ. 2004, 90, 434–440.介绍了m=0.004，n=0.986的来源

公式：ε=0.004*b1+0.986

6、黑体计算（也叫黑体辐射亮度）                                   

去NASA官网：Atmospheric Correction Parameter Calculator（2024年之后这个网站打不开了|| _ ||。landsat C2L2数据是包含地表温度的（也就是只需要减去273.15即可，无需L1数据繁琐操作），但是数据不全，影像上有空缺，且该数据的MLR.txt文件需要ENVI5.6.2才能打开，目前该版本的软件还没有破解版，最高是5.6版本，只有试用版可以下载，试用时间是180天），填入相应的日期和经纬度，生成t、Lu、Ld三个值，MTL文件里面有左上 左下 右上 右下这四个点的经纬度坐标，用这四个坐标算一下中心经纬度。

黑体计算公式：(b2-lu-t*(1-b1)*ld)/(t*b1)

数据名称	LAT（纬度）	LON（经度）	计算结果图示	计算公式
LC81260362019186LGN01	34.60069	110.361565		(b2-2.22-0.74*(1-b1)*3.63)/(0.74*b1)
LC81270362019241LGN00	34.59985	108.818825		(b2-1.27-0.84*(1-b1)*2.15)/(0.84*b1)
LC81270372019241LGN00	33.16861	108.42157		(b2-1.20-0.85*(1-b1)*2.03)/(0.85*b1)

7、地表温度计算（公式不用改）

公式：(1321.08)/alog(774.89/b1+1)-273.15

8、地表温度计算颜色切片显示

右键_New Raster Color Slice

 无大气参数网站的地表温度反演方式

一定要下载这个562版本的安装包���↓，53打不开头文件

ENVI5.6.2安装包

链接：https://pan.baidu.com/s/1wUGd4wa9HT3G2u9UF9196g 
提取码：yv7w 

参考视频：

视频去哪了呢？_哔哩哔哩_bilibili

无大气参数网站的landsat 温度反演_哔哩哔哩_bilibili

无大气剖面网站的Landsat lst反演实例_哔哩哔哩_bilibili

参考文章：

Landsat 计算LST（地表温度）——没有大气剖面参数计算器怎么办_大气剖面数据查询-优快云博客

ENVI：基于辐射传输方程反演地表温度（LST） - 知乎

遥感影像下载网址：EarthExplorer，选择“产品选项”，下载全部内容

Landsat Collection 2 Level-2 产品包不需要进行辐射定标和大气校正

nasa 24年之后把collection1的大气参数关闭了，半强制推荐用collection 2 level2 地表温度数据。这个数据开盖即食，用envi562直接打开头文件加载stb10直接就是开尔文数据，加载stb10.tif则需要乘以比例因子并减去偏移量。c2l2温度数据开盖即食，但是种种原因有些数据是空值，若研究区存在空白，则无法直接使用，因此，特介绍大气参数官网关闭后反演地表温度的三种方法：

一、STB10数据无缺失情况下的地表温度反演

1、两种方式打开温度数据

方式一：打开头文件MTL.txt，再加载温度数据STB10，鼠标取值，显示的就是开尔文温度

方式二：如果直接从解压的压缩包中加载STB10数据（如下图，左1），需要乘以缩放系数b1*0.00341802+149（如下图，左二，详细信息请参考产品指南）

extension://amkbmndfnliijdhojkpoglbnaaahippg/pdf/index.html?file=https%3A%2F%2Fd9-wret.s3.us-west-2.amazonaws.com%2Fassets%2Fpalladium%2Fproduction%2Fs3fs-public%2Fmedia%2Ffiles%2FLSDS-1619_Landsat8-9-Collection2-Level2-Science-Product-Guide-v5.pdf）

STB_10文件预览图

2、计算地表温度

运用Band Math工具，输入b1-273.15（开尔文温度向摄氏度换算需要减273.15），对STB10进行运算

3、去背景

利用鼠标取值工具,（页面左上方）先确定缺失值，查看元数据忽略缺失值，再对运行完成的地表温度影像进行栅格颜色切片处理。

二、STB10数据缺失，但插件可用情况下的地表温度反演

Provisional Surface Temperature数据有缺失（就是上面那张中间缺了一块的图，如果研究区域正好在缺失的部位，就...，所以还是回到了大气校正参数这个步骤，也就是大气上行辐射、大气下行辐射和大气透过率三个数值的计算上，均值分别乘以对应的缩放系数。）

Landsat TlRS地表温度反演工具（插件）：已经下架了...https://www.cnblogs.com/enviidl/p/16277418.html

三、STB10数据缺失，且插件不可用情况下的地表温度反演

1.NDVI计算：

打开头文件，将Surface另存为.dat文件

工具：Spectral Indices

2.根据缩放比例计算ProductID_ST_TRAD、ProductID_ST_URAD、ProductID_ST_DRAD、ProductID_ST_ATRAN的真实值

工具：Band Math

公式：b1*0.001和b1*0.0001

3.FVC植被覆盖率

工具：Band Math

公式：(b1 gt0.7)*1+(b1 lt0.)*0+(b1 ge 0 and b1 le 0.7)*((b1-0.0)/(0.7-0.0))

b1代表NDVI

4.地表比辐射率

工具：Band Math

公式：(b1 le 0)*0.995 + (b1 gt 0 and b1 lt 0.7)*(0.9589 + 0.086*b2 - 0.0671*b2^2) + (b1 ge 0.7)*(0.9625 + 0.0614*b2 - 0.0461*b2^2)

b1为NDVI，b2为FVC

5.黑体辐射亮度

工具：Band Math

公式：(b1-b2-b3*(1-b4)*b5)/(b3*b4)

其中b1~b5分别代表传感器接受辐射亮度（TRAD）、大气上行辐射（UPAD)、大气透射率（ATRAN）、比辐射率（表面发射率 EMIS+EMSD乘缩放系数0.0001，如果此方式可行便不需要前面的步骤了，可尝试一番）、大气下行辐射（DRAD）的真实结果。

6.地表温度

打开MLT.txt文件，找到K1、K2值，代入下述公式

工具：Band Math

公式：(K2)/alog(K1/b1+1)，b1代表黑体辐射亮度结果（单位为开尔文）

注：以上计算出来的温度为开尔文温度

最终结果：对比STB_10和反演得地表温度，两者直方图非常相似，不过图中得温度是开尔文温度，还需要减273.15才是最终摄氏度。

完美收官~~~