gee平台进行地表温度LST计算(Landsat全系影像)
地表温度(LST)对于评估地表状况的各种研究越来越重要,例如城市气候、蒸发和植被压力的研究。Landsat系列卫星有可能提供高空间分辨率的LST估计值,这特别适用于地方或小规模的研究。许多研究提出了Landsat系列的LST检索算法,一些数据集可以在线获得。然而,这些数据集通常要求用户能够处理大量的数据。谷歌地球引擎(GEE)是一个在线平台,旨在让遥感用户轻松地进行大数据分析,而不增加对本地计算资源的需求。然而,高空间分辨率的LST数据集目前还不能在GEE中使用。这里我们提供了一个代码库,可以在GEE中计算来自Landsat 4、5、7和8的LST。该代码可供用户自由使用,以计算Landsat LST,作为GEE中任何分析的一部分。https://www.cbedai.net/xg
LST制作的第一步是将NCEP再分析数据中的TCVW估计值与Landsat观测时间相匹配。然而,由于模型的粗略分辨率,TCWV值在所选区域内几乎是恒定的,因此,没有显示。计算LST所需的TIR表面辐射率来自于ASTER GEDv3数据集。图4b显示了相应的ASTER波段14的发射率图,它与Landsat TIR波段最为接近。ASTER NDVI值被用来计算相应的FVC,如图4c所示。在选定的地区,FVC和发射率值是相当均匀的。FVC通常相当低,大部分地区的数值在0.3和0.5之间。由此产生的裸地辐射率图显示了大约0.96-0.97的数值,这与11微米区域的光谱库中通常发现的数值一致[53]。图4d显示了用公式(2)从原始发射率值和FVC得出的第14波段的各自裸地发射率。Landsat图像的FVC值也是由各自的NDVI得出的(图4e)。Landsat的瞬时FVC图显示出比ASTER多得多的变化性。耕地和烧毁区在FVC图中显示出明显的模式。此外,河流最西边的稻田具有非常低的NDVI值,通常与水有关,因此,被掩盖了。图4f中显示了Landsat的TIR发射率值。植被密度低的地区的数值接近0.97,而植被茂密地区的发射率数值达到接近0.99,都与光谱库中的典型数值一致[53]。这个例子强调了使用植被覆盖来推导动态发射率值的重要性。图4g是Landsat TOA亮度温度值,图4h是相应的LST值。对于这里分析的白天的Landsat场景,LST在耕地和烧毁区比在森林上高。
2018年5月17日在葡萄牙中部(科英布拉)获取的Landsat-8图像的LST估算过程的各层。(a) Landsat-8的红、绿、蓝波段的自然色彩(RGB)合成;(b) ASTER波段14的辐射率;(c) ASTER植被覆盖率(FVC),由ASTER NDVI用公式(1)得出;(d) ASTER波段14的裸地辐射率,用公式(2)得出;(e) 用公式(1)从NDVI得出的Landsat-8 FVC;(f) 用公式(2)得出的Landsat-8 TIR发射率以及裸地发射率和FVC;(g) Landsat-8 TIR波段(B10)的亮度温度(BT;开尔文);(h) 用SMW算法得出的Landsat-8土地表面温度(LST;开尔文)。
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