地表溫度是資源環(huán)境、氣候變化、陸地生態(tài)系統(tǒng)等科學研究的重要參數(shù)之一，在地表能量平衡與地氣水熱交換過程中具有重要的作用。在山地環(huán)境下，地表溫度相比平坦地表表現(xiàn)出更強的空間異質性，直接導致山地地表水熱交換過程的遙感監(jiān)測面臨十分艱巨的挑戰(zhàn)。為了有效提升遙感在山地地表水熱過程監(jiān)測方面的應用水平，服務山地生態(tài)系統(tǒng)功能動態(tài)監(jiān)測，中科院成都山地災害與環(huán)境研究所數(shù)字山地與遙感應用中心山地遙感研究團隊從山地地表溫度地形效應特征研究出發(fā)，系統(tǒng)分析了山地地表溫度隨地形關鍵因子的變化特征，并提出了可行的改正方法，在方法上取得了重要新進展。 

　　研究團隊首先采用美國Landsat-8高空間分辨率遙感數(shù)據(jù)，選擇我國西南及東北典型山地小流域，分別利用夏季和冬季的遙感影像，結合高空間分辨率地形數(shù)據(jù)，從海拔、坡度、坡向、輻射因子以及地表覆被等角度對地表溫度的變化過程進行了綜合分析，指出了傳統(tǒng)采用地表溫度垂直遞減率表征山地地表溫度變化的方法具有非常大的不確定，且在不同坡向、不同維度、不同季節(jié)均表現(xiàn)出非常大的差異。因此，簡單采用該方法進行地表溫度地形效應歸一化不可行。 

　　為解決這一問題，研究團隊從建立地表溫度與關鍵地形因子關系模型的角度出發(fā)，提出了采用隨機森林機器學習算法構建地表溫度關系模型的思路，有效解答了地表溫度與這些地形參數(shù)之間的復雜關系式。在此基礎上，研究團隊通過歸一化地形因子，如將坡度歸零、海拔統(tǒng)一到同一海拔、太陽輻射因子歸一化等，并將歸一化數(shù)據(jù)集重新估算地表溫度，進而得到地形歸一化的地表溫度數(shù)據(jù)，實現(xiàn)地表溫度地形效應的改正。 

　　該項研究是當前地表溫度研究領域的前沿方向，山地地表溫度地形效應改正結果對進一步提升山地地表水熱過程遙感監(jiān)測具有重要意義。 

　　以上研究得到國家自然科學基金41771409、41631180，成都山地所青年百人團隊項目以及中科院青促會等項目的支持，成果發(fā)表于遙感方向期刊Remote Sensing of Environment和International Journal of Remote Sensing。 

　　原文鏈接：https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/01431161.2018.1466082

　　https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0034425718305613

　　地表溫度隨海拔的垂直遞減率在不同坡向和不同坡度上的平均表現(xiàn)

　　地表溫度變化范圍

　　地表溫度標準差

　　最高、最低和平均地表溫度