组分温度反演的意义和所依赖的条件

算法基本上基于多通道热红外遥感数据来反演像元的平均温度和平均发射率，但自然状态的地表是根不均一的，非同温混合像元的普遍存在使得平均温度有多种可能的定义方式低，但任何一种平均温度的定义都存在一定程度上的不足。可以说，反演平均温度的思路限制了地表温度反演精度的进一步提高。与此同时，很多能量平衡过程模型需要分别输入叶片和土壤的温度很多遥感应用（如早情监测）也需要知道作物叶片和土壤的温差，而平均温度反演无法提供组分温度分布的信息。研究结果显示，分别反演叶片和棵土的温度能够改善对陆地表面过程（如二氧化碳吸收和热量转换）的定量分析和模型分陆地表层的一个重要类别是土壤和植被的混合体，对于这一类陆地表面，热红外辐射呈现明显的方向性差异。目前已经建立了多个模型来描述植被冠层辐射方向性特征，因此也就可以利用辐射方向性特征来分离植被和土壤温度，即进行组分温度反演，但是，这种反演依赖于环境辐射和冠层结构的信息。

从卫星数据中同时反演土壤和植被温度的尝试，标志着在陆地表面交互过程研究方重已迈出了重要的一步。但是，由于亮温随时间变化较快，所以需要在不同的角度上同时获取同一目标的热红外辐射量的空间观测值。仅从一个空间平台上要做到多角度同步观测是不可能的，需要一个时间差才能实现。事实上，目前运行的所谓多角度传感器都只能提供准同步的观测。欧洲遥感卫星（ERS）平台上安装的ATSR是目前唯一能够提供准实时热红外多角度测量的星载传感器。ATSR在星下点方向测量和前视方向测量（分别为0°和53°）之间存在一个2min的时间间隔。假设这2min内地表温度及其分布没有明显的变化，则可以利用这两个角度的信息来分离土壤和植被温度。我国自行研制的机载传感器AMTIS可沿航线方向提供准实时的9个角度的可见光、近红外和热红外观测。观测角度数的增加使得反演中可以选用较为复杂的辐射方向性模型，即使仍然使用最简化的模型也能通过平差处理提高反演结果的稳定性。但是，多角度观测因为传感器的瞬时视场随着不同的观测角度而变化。