全天候逐时百米尺度地表温度重建方法

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。该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,R^(2)为0.95,均方根误差(root mean squared error,RMSE)为3.75 K,偏差(bias)为0.75 K。