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申请/专利权人：中国自然资源航空物探遥感中心;中国科学院空天信息创新研究院

摘要：本发明公开了一种全天候时空连续百米尺度地表温度重构方法及系统，方法包括以下步骤：S1、数据获取与预处理；S2、全天候公里尺度地表温度的获取；S3、全天候公里尺度地表温度的修正；S4、全天候百米尺度地表温度的获取。系统包括：数据预处理模块、全天候公里尺度地表温度获取模块、全天候公里尺度地表温度修正模块和全天候百米尺度地表温度获取模块。本发明引入了全天候地表温度再分析产品，并辅以中高分辨率遥感实际观测数据进行逐像元地表温度误差修正，能够准确弥补云下数据的缺失。此外，通过两级降尺度以及晴空‑云空分别建模的策略获取了高空间分辨率全天候地表温度，有效提高了地表温度产品的覆盖率、可靠性和空间分辨率。

主权项：1.一种全天候时空连续百米尺度地表温度重构方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、数据获取与预处理：获取多尺度数据，并进行预处理，处理完成后，进行时空配准，使所有数据具有相同投影坐标系和覆盖范围；S2、全天候公里尺度地表温度的获取：建立低分辨率即10km尺度上的辅助数据集与地表温度之间的关系模型fL，将1km空间分辨率的辅助参数代入fL，计算得到中分辨率即1km空间分辨率的全天候地表温度数据；S3、全天候公里尺度地表温度的修正：对S2获得的1km空间分辨率的全天候地表温度数据进行修正，结合晴空和有云条件的地表温度观测值，形成1km空间分辨率的高精度全天候地表温度观测数据集LST1km；S4、全天候百米尺度地表温度的获取：基于LST1km，建立中分辨率即1km空间分辨率的辅助数据集与地表温度之间的关系模型fM，将fM应用在百米尺度高分辨率的辅助参数数据中，得到全天候百米尺度的地表温度；S2中，全天候公里尺度地表温度的获取方法具体有：基于机器学习算法，以及LSTERA5_10km、H10km、ρmc_10km训练得到低分辨模型，即10km尺度的地表温度降尺度模型；模型训练完成后，得到低分辨率即10km尺度上辅助数据集与地表温度之间的关系模型fL：LSTERA5_10km＝fLρmc_10km,H10km+RLST_L10km1其中，LSTERA5_10km为10km空间分辨率的地表温度再分析数据，fL为低分辨率训练获得的辅助参数与地表温度的回归模型；ρmc_10km为10km空间分辨率的辅助MODIS地表反射率合成数据；H10km是10km空间分辨率的辅助地形参数数据集，包括高程、坡度及坡向；RLST_L10km是通过模型fL预测的地表温度和真实低分辨率地表温度之间的残差；根据降尺度方法的尺度不变性假设，将1km分辨率的辅助参数数据代入fL中得到全天候中分辨率地表温度，即1km空间分辨率上的地表温度：LSTdsl_1km＝fLρmc_1km,H1km+RLST_L1km2其中，LSTdsl_1km为降尺度得到的1km空间分辨率的全天候公里尺度地表温度；ρmc_1km是1km空间分辨率的辅助MODIS地表反射率合成数据；H1km是1km空间分辨率的辅助地形参数数据集，包括高程、坡度及坡向；RLST_L1km是通过模型fL预测的地表温度和真实中分辨率地表温度之间的残差，是由RLST_L10km通过克里金插值得到；S4中，全天候百米尺度地表温度的获取过程具体有：基于LST1km，借助1km空间分辨率的W1km、ρlc_1km、H1km，共同构建中分辨率降尺度模型，即1km空间分辨率上的地表温度降尺度模型；模型训练完成后，得到中分辨率，即1km空间分辨率上辅助参数数据集与地表温度之间的关系模型fM：LST1km＝fMρlc_1km,H1km,W1km+RLST_M1km4其中，LST1km为1km空间分辨率的高精度全天候地表温度观测数据集；fM为1km空间分辨率上辅助参数集与地表温度之间的关系模型；ρlc_1km是1km空间分辨率的辅助Landsat地表反射率合成数据；W1km为1km空间分辨率的天气状况参数，数值为0和1，分别表示有云和晴空两种不同天气状况；RLST_M1km是通过模型预测的地表温度和真实低分辨率地表温度之间的残差；根据降尺度方法的尺度不变性假设，可以将fM应用在百米尺度高分辨率的辅助参数数据中，得到全天候高分辨率地表温度，即百米尺度的地表温度：LSTdsl_100m＝fMρlc_100m,H100m,W100m+RLST_M100m5其中，LSTdsl_100m为降尺度得到的100m空间分辨率的全天候地表温度；ρlc_100m是100m空间分辨率的辅助Landsat地表反射率合成数据；H100m是100m空间分辨率的辅助地形参数数据；W100m为100m空间分辨率像元对应的天气情况参数，数值为0和1，分别表示有云和晴空两种不同天气状况；RLST_M100m通过模型fM预测的地表温度和真实高分辨率地表温度之间的残差，是由RLST_M1km通过克里金插值得到。

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