第1章 热红外遥感基础 1
1.1热辐射的基本概念与定律 1
1.1.1表征辐射特性的基本概念 1
1.1.2热辐射的基本定律 3
1.2物体的热红外辐射特性 6
1.2.1太阳热红外辐射特性 6
1.2.2地表热红外辐射特性 7
1.3大气热红外辐射传输方程 11
1.3.1大气成分及其分布 11
1.3.2大气的吸收、散射与辐射特性 12
1.3.3大气辐射传输方程 14
1.3.4热红外辐射在大气中的传输 15
1.3.5遥感传感器宽通道的热红外辐射传输方程 18
1.3.6热红外辐射大气传输计算软件 20
1.4热红外遥感研究前沿综述 22
1.4.1热红外遥感载荷发展简介 22
1.4.2热红外遥感辐射传输模型研究前沿 26
1.4.3热红外遥感反演研究进展 28
1.4.4热红外遥感应用领域展望 29
参考文献 30
第2章 热红外遥感信息探测 32
2.1热红外遥感系统 32
2.1.1热红外遥感系统发展 32
2.1.2热红外探测平台 33
2.1.3热红外遥感系统的成像特性和观测试验方法 36
2.1.4热红外辐射方向特性4种野外测量方法比较 43
2.2热红外设备定标 44
2.2.1发射前的实验室定标 44
2.2.2星上黑体定标 48
2.2.3在轨场地绝对辐射定标 52
2.2.4交叉定标 61
2.2.5小结 62
2.3热红外图像预处理 62
2.3.1几何校正 62
2.3.2相对辐射校正 65
2.3.3热红外遥感数据大气校正 68
参考文献 72
第3章 热红外遥感信息模型 75
3.1热红外遥感信息模型概况 75
3.1.1遥感信息模型与热红外遥感信息模型 75
3.1.2热红外遥感信息模型的发展和认识过程 75
3.1.3热红外遥感信息模型的影响因素与模型类型 78
3.2比辐射率和温度的概念与一般模型 78
3.2.1有关温度的基本概念 78
3.2.2同温均质表面比辐射率及其方向性 80
3.2.3非同温非均质表面的等效温度与比辐射率 82
3.3组分有效比辐射率及其矩阵表达 84
3.3.1二维平面像元组分有效比辐射率 84
3.3.2三维非同温混合像元组分有效比辐射率 85
3.3.3组分有效比辐射率的矩阵表达 87
3.4考虑温差的发射率的定义及普朗克定律尺度效应 90
3.4.1平面混合像元温差导致的发射率视在增量 90
3.4.2三维结构像元多次散射导致的发射率视在增量 90
3.5普朗克定律的尺度效应和地表热辐射公式的尺度校正 91
3.5.1非同温黑体平面上普朗克定律的尺度效应 91
3.5.2非同温黑体表面有效发射率大于1的物理意义 94
3.5.3三维结构非同温黑体表面普朗克定律的尺度效应 95
3.5.4真实地表热辐射公式的尺度校正 96
3.6连续植被热辐射模型 98
3.6.1连续植被热辐射参数与概念 98
3.6.2连续植被冠层无散射模型 104
3.6.3连续植被冠层一次散射热辐射模型 105
3.6.4作物冠层的热红外辐射传输模型的通量模型 107
3.7行结构热红外遥感信息模型 113
3.7.1行结构模型特点与简介 113
3.7.2行结构箱型模型 114
3.7.3行结构孔隙率模型 115
3.7.4行结构亮温模型 122
3.8热红外计算机模拟统计模型 136
3.8.1蒙特卡罗模拟方法简介 137
3.8.2植被冠层热辐射的蒙特卡罗模拟计算 139
3.8.3连续植被热辐射的蒙特卡罗模拟结果与验证［3］ 143
参考文献 148
第4章 热红外遥感计算机模拟模型 155
4.1热红外辐射传输计算机模拟模型概述 155
4.1.1地表温热红外辐射方向性计算机模拟的意义 155
4.1.2热辐射方向性模型研究现状 157
4.1.3植被冠层组分温度分布模拟研究现状 158
4.2地表真实场景计算机模拟 160
4.3植被冠层组分温度分布计算机模拟模型 161
4.3.1 ECUPID模型参数化方案 161
4.3.2 ECUPID模型敏感性分析 162
4.3.3 ECUPID模型的模拟验证 162
4.4植被冠层热红外辐射方向性计算机模拟模型 166
4.4.1 TRGM模型构建 166
4.4.2 TRGM模型参数化方案 168
4.4.3 TRGM模型软件开发 169
4.4.4 TRGM模型敏感性分析 170
4.4.5热红外辐射方向性模型的比较和验证 176
4.5植被冠层热红外辐射方向性计算机模拟系统及应用 181
4.5.1模拟系统介绍 181
4.5.2模拟系统敏感性分析 182
4.5.3作物冠层内部温度时空分布特征的模拟与分析 187
4.5.4典型农作物冠层方向亮温的模拟与分析 191
参考文献 196
第5章 地表温度遥感反演 200
5.1地表温度遥感反演的基本理论 200
5.1.1地表参数遥感反演方法概述 200
5.1.2地表温度反演的基本问题 203
5.1.3地表温度遥感定量反演的发展 205
5.2地表温度发射率分离算法 208
5.2.1温度发射率分离的典型算法 208
5.2.2温度发射率分离方法在遥感图像数据中的应用 213
5.2.3估算地表发射率的其他方法 214
5.3像元平均温度的遥感反演 215
5.3.1单通道法 215
5.3.2多通道法（劈窗算法） 217
5.3.3多时相法 223
5.4组分温度的遥感反演 232
5.4.1组分温度反演的意义和所依赖的条件 232
5.4.2多角度基于大气校正产品的组分温度反演 233
5.4.3多角度与劈窗算法结合的组分温度反演 239
5.4.4其他组分温度反演算法的可能性分析 240
5.4.5组分温度遥感反演的信息分析 243
5.5地表温度和发射率反演的前沿问题与展望 245
参考文献 245
第6章 热红外高光谱遥感反演 250
6.1温室气体二氧化碳和甲烷的热红外高光谱遥感反演 250
6.1.1基于热红外高光谱数据的CO2浓度反演 251
6.1.2甲烷的热红外高光谱遥感反演 258
6.1.3反演实验和验证 260
6.2热红外高光谱数据的温度和发射率分离 264
6.2.1原理与方法 264
6.2.2基于迭代的温度与发射率分离 265
6.2.3发射率测量 268
6.3基于星载热红外高光谱数据的大气地表参数一体化反演 276
6.3.1原理与方法 276
6.3.2大气窗口的选择 278
6.3.3基于星载高光谱数据的一体化反演方法 279
参考文献 284
第7章 地表净辐射遥感估算 288
7.1地表净辐射遥感估算概述 288
7.1.1地表净辐射概念 288
7.1.2地表净辐射Rn遥感估算原理 289
7.1.3研究现状与发展趋势 291
7.1.4 Rn估算的不确定性分析 293
7.2短波净辐射遥感估算 294
7.2.1直接估算法 294
7.2.2下行短波辐射遥感估算 295
7.2.3地表反照率反演 298
7.2.4短波净辐射遥感估算不确定性分析 304
7.3长波净辐射遥感估算 305
7.3.1长波辐射遥感估算原理 305
7.3.2大气下行长波辐射遥感估算模型 307
7.3.3上行长波辐射遥感估算模型 312
7.3.4长波辐射遥感估算的不确定性分析 313
7.4实例分析 315
7.4.1下行短波辐射估算 315
7.4.2反照率反演 317
7.4.3长波辐射估算 319
参考文献 321
第8章 农田蒸散遥感定量监测 327
8.1概述 327
8.1.1自然界的蒸发与蒸散 327
8.1.2蒸发测量与遥感蒸散估算的意义 328
8.1.3相关的基本概念 330
8.2农田蒸散遥感信息模型 333
8.2.1单层模型 333
8.2.2双层模型 337
8.2.3其他模型 341
8.3遥感定量估算农田蒸散的方法 343
8.3.1基本流程 343
8.3.2遥感参数反演和数据准备 345
8.3.3有效能量的计算 345
8.3.4阻抗的计算 346
8.4蒸散遥感的空间尺度问题 349
8.4.1蒸散遥感的空间尺度效应分析 349
8.4.2蒸散估算的空间尺度误差纠正方法 356
8.5蒸散遥感的时间尺度扩展方法 361
8.5.1由瞬时到日蒸散的计算方法 361
8.5.2陆面数据同化的方法 364
8.6验证及不确定性分析 365
8.6.1验证 365
8.6.2不确定性分析 367
参考文献 370
第9章 土壤水分与旱情遥感监测 378
9.1旱情概述 378
9.2干旱概念、指标与特征 379
9.2.1干旱概念 379
9.2.2干旱指标 380
9.2.3干旱特征 382
9.3旱情分布特征与旱情遥感监测概述 383
9.4遥感与旱情监测 385
9.4.1遥感与土壤湿度监测 385
9.4.2遥感光谱波段与旱情监测 386
9.5植被指数/地表温度与土壤湿度 388
9.5.1地表温度与植被指数 388
9.5.2 LST/NDVI斜率与土壤湿度 389
9.5.3地表温度与植被指数特征空间 389
9.5.4温度植被干旱指数 391
9.5.5地表温度植被指数特征空间模型 391
9.5.6影响植被指数和地表温度关系的因素 394
9.5.7空间土壤湿度概念 397
9.6土壤水分与旱情的遥感监测模型和方法 397
9.6.1热惯量模型 397
9.6.2基于能量平衡的土壤水分遥感监测模型 402
9.6.3基于水量平衡的土壤水分遥感监测模型 404
9.6.4作物缺水指数模型 405
9.6.5其他方法和模型 405
9.7旱情遥感监测系统设计与实验 409
9.7.1黄淮海平原地区旱情遥感监测系统 409
9.7.2中国旱情的VCI法监测系统 410
9.7.3中国旱情的Ts/NDVI法监测系统 418
9.7.4中国旱情的健康指数法监测系统 419
9.8干旱监测与制图 423
9.8.1旱情监测与制图示例 423
9.8.2精度检验与评价 428
参考文献 435
第10章 城市热环境遥感监测 441
10.1城市环境系统概述 441
10.2城市热环境特征 443
10.2.1基本概念 443
10.2.2城市环境热场的形成原因 445
10.2.3城市热环境特征 446
10.3城市热环境遥感监测 448
10.3.1热红外遥感监测主要研究内容 448
10.3.2城市热环境监测现状与发展趋势 448
10.3.3城市热环境模型和方法研究 451
10.3.4城市热环境主要参数测量和计算方法 458
10.3.5城市热景观遥感监测 464
10.3.6城市热岛遥感监测 467
10.3.7城市热污染（热异常）监测 469
10.4城市人居热环境评价 469
10.4.1城市人居环境评价意义 469
10.4.2城市人居热环境评价原则与步骤 470
10.4.3城市人居热环境评价指标 471
10.4.4城市热环境景观评价体系 471
参考文献 472
第11章 森林火灾遥感监测 478
11.1森林火灾的基本特征 478
11.1.1森林及其燃烧 478
11.1.2中国森林火灾的规律 479
11.1.3中国森林防火监测体系 482