黄波 邓冉

摘  要：长江口是上海市重要的水源地，是东海带鱼的主要产卵地，对周边农业、渔业生产及居民生活都有着重大影响。该文基于HJ-1B/IRS数据，采用普适性单通道算法进行长江口温度反演，利用MODIS温度产品MOD28和对比分析。结果显示：该方法反演的长江口温度和MOD28产品温度误差为+0.23℃，相关性为0.94，反演结果良好。

关键词：长江口;温度;普适性单通道算法;HJ-1B/IRS;MOD28

中图分类号 X87文献标识码 A文章编号 1007-7731（2019）12-0145-2

1 引言

长江口是东海带鱼的主要产卵地。长江口的地表及其海表温度，对周边气候变化以及农业、渔业生产和人们的生活都有着重大的影响。长江口的主要地表覆盖特征决定了其气候具有周期性和不规则的变化特征，而其主要取决于热收支状况及其时间变化。研究长江口温度，既是研究大气、长江口海气交换的1个基本参数，也是了解该区域气候变化的一个重要标志。

HJ-1B卫星是中国环境小卫星中重要的环境和灾害遥感监测工具。对于温度反演，有学者基于单通道算法提出了适用于所有热红外波段德普适性单通道算法计算温度。段四波等在2008年修改了算法中的大气函数，得到适用于我国环境一号卫星红外相机中单通道反演温度的算法。为此，本次研究采用该算法，对HJ-1B/IRS数据进行长江河口海表温度反演，并且利用MOD28数据验证反演结果[1]。

2 研究区及数据

2.1 研究区 研究区为长江口，为长江在东海入海口的一段区域，是上海市重要的水源地，兼具工农业取水、围垦、通航、生态、纳污等多种功能。处于我国重要的经济区长三角地区的核心区域，地理位置特殊，是中国最重要的港口之一。

2.2 研究数据 研究数据是环境与灾害监测预报小卫星星座的1颗卫星HJ-1B，该卫星搭载了CCD相机和红外相机（IRS），采用的数据时间为冬天无云的晴天，时间为2011年1月12日上午10∶26。采用Terra卫星上搭载的MODIS 1B数据用作研究中的水汽反演数據，同时采用MODIS的标准数据产品MOD28用于最后的反演结果验证。

3 HJ-1B卫星数据长江口温度反演方法

本次HJ-1B卫星的温度反演，主要采用HJ-1B卫星的IRS传感器中的第4波段，通过前人的研究的普适性单通道算法参数，得到长江口温度，此算法中考虑到大气的影响。首先，在资源环境应用中心下载HJ-1A1B（环境小卫星）数据处理程序，ENVI功能扩展中加入程序对数据进行预处理，在预处理阶段主要是涉及到辐射校正和几何校正，辐射校正。对处理的结果用普适性单窗算法可以得到SST，该算法的主要公式如下：

在水汽含量参数的确定方面，通过资料文献的阅读，对前人的研究做出分析，发现HJ-1B数据做水汽含量的估算比较复杂，本次采用在MODIS同时期的数据得到水汽含量，MODIS的水汽产品和通过MODIS 1B数据做出来的水汽含量对比，发现用MODIS 1B数据反演出来的同时期的水汽含量更加适合HJ-1B/IRS数据海表温度反演研究。因此，可以用MODIS 第2和19波段来反演大气水汽含量，对于MODIS图像中的任何一个像元，其大气水汽含量用下式估计：

4 结论与讨论

对于HJ-1B数据，采用普适性单通道算法反演2011年1月12日长江口温度。为了得到的结果方便和MOD28数据对比分析，将反演结果分辨率从150m降到1km，得到结果如图2所示（左）。对于MODIS温度产品MOD28，对数据采用SeaDAS软件进行格式转换，转换格式后用ENVI对图像进行几何校正和裁剪，利用波段运算对像元的灰度值进行修改，使其成为温度值，得到温度结果如图2所示（右）。

根据反演结果可以看出，HJ-1B/IRS和温度产品MOD28具有一定的一致性，两者长江口的温度都基本集中在6～8℃。对于HJ-1B/IRS数据，反演结果温度最高为10.75℃，平均温度为2.54℃;对于温度产品，反演结果温度最高为10.82℃，平均温度为2.31℃。HJ-1B/IRS反演结果相对产品温度误差为+0.23℃，利用ENVI相关性分析结果显示相关性为0.94。因此，HJ-1B卫星数据采用普适性单通道算法在冬季反演长江口温度可行。

参考文献

[1]段四波，阎广建，钱永刚，等.利用HJ-1B模拟数据反演地表温度的两种单通道算法[J].自然科学进展，2008（09）：1001-1008.

[2]黄妙芬，毛志华，邢旭峰，等.HJ-1B/IRS水温反演模型及监测示范[J].国土资源遥感，2011（02）：81-86.

[3]龚绍琦，陆品廷，孙德勇，等.HJ-1B/IRS热红外数据反演太湖水温的方法比较[J].湖泊科学，2016（03）：645-653.

（责编：张宏民）