利用基于傅里叶变换红外光谱（FTIR）的地面测量数据对MODIS和Landsat发射率产品进行验证

《IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing》：Validation of MODIS and Landsat Emissivity Products Using FTIR-Based Ground Measurements

地表发射率参数遥感验证及产品对比研究在西南中国山区通过两年实地试验，采用便携式傅里叶红外光谱仪和优化采样方法，系统评估MODIS Collection 6.1（MOD/MYD11A1、MOD/MYD21A1）及Landsat8/9 Level-2地表发射率（LSE）产品精度，结果显示Landsat平均绝对偏差（0.0104）优于MODIS产品（MOD/MYD11A1:0.0118, MOD/MYD21A1:0.0125），MODIS Terra平台产品误差更小，MYD21A1夜间LSE精度优于白天。

　　

摘要：

地表发射率（LSE）是估算地表长波辐射的关键参数，目前已有大量的基于卫星的LSE产品发布，这些产品通常与地表温度（LST）产品一起使用。然而，很少有研究关注遥感LSE产品的验证，尤其是在复杂且异质的山区地表。在这项研究中，研究人员在中国西南部的典型山区进行了为期两年的野外实验，使用Model 102便携式傅里叶变换红外（FTIR）光谱仪进行LSE观测。通过优化的采样方法，获得了混合像素的发射率数据，以系统评估广泛使用的 Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer（MODIS）Collection 6.1 Level-3 日度LSE产品（包括MOD/MYD11A1和MOD/MYD21A1）以及Landsat8/9 Collection 2 Level-2 LSE产品。结果表明，Landsat卫星的LSE产品具有略高的准确性，其平均绝对偏差（Abs_Bias）为0.0104，而MxD11A1的平均绝对偏差为0.0118，MxD21A1的平均绝对偏差为0.0125。在两种MODIS产品中，MxD11A1倾向于高估LSE，平均偏差为0.0115；而MxD21A1则略有低估，平均偏差为-0.0022。从传感器差异来看，MxD11A1在Terra和Aqua平台之间的差异可以忽略不计（偏差、绝对偏差和均方根误差均小于0.0001），而MYD21A1的误差较大，其绝对偏差和均方根误差分别比MxD11A1高出0.0029和0.0043，表明Terra平台的产品通常表现更好。在白天和夜间的比较中，MOD21A1的差异较小，绝对偏差分别为0.0112和0.0110；而MYD21A1的夜间产品表现优于白天产品，其绝对偏差（0.0122对比0.0157）和均方根误差（0.0149对比0.0209）更低。尽管Landsat产品的整体绝对准确性略高...

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引言

地表发射率（LSE）作为自然材料的内在属性，主要由相关材料的物理状态和成分决定。LSE可用于地质研究、矿物识别、资源勘探和土地覆盖特征分析[1]、[2]，同时也是确定地表温度（LST）的关键输入参数。LSE和LST共同决定了地表辐射和能量预算中的长波辐射。地表净长波辐射是气候、天气和水文模型的重要输入数据[3]、[4]，因此，获取准确的地表发射率对于研究全球变化、大气建模和水文平衡至关重要[5]。