考虑时空约束的地表温度降尺度模型研究

Land surface temperature is a comprehensive quantitative reflection of thermal radiation of surface and a key parameter of energy balance on the earth's surface. It is widely used in the fields of global climate change, surface flux estimation, agricultural drought monitoring and so on. It is of great significance to the study of environment, ecological processes and climate change at different scales. However, the current downscaling models built in specific regions or periods can not effectively guarantee the accuracy of downscaling when applied to other regions or periods, and can not meet the practical application requirements of high spatial and temporal resolution LST products. In this study, through correlation analysis between LST and auxiliary parameters of different types of surface coverage, the optimal auxiliary parameters will be screened out, the spatial and temporal distribution of surface temperature will be comprehensively analyzed, and the temporal and spatial non-stationarity and autocorrelation of surface temperature will be studied. In order to improve the precision of LST downscaling model for complex underlying surface, we attempt to construct a LST downscaling model by considering spatial-temporal constraints, and ultimately provide strong scientific and technological support for the a high-precision surface temperature product downscaling model for multi-region and multi-temporal.

地表温度是地表热辐射的综合定量反映，是地球表面能量平衡的关键参数，广泛应用于全球气候变化、地表通量估算、农业旱情监测等研究领域，对于不同尺度环境、生态过程以及气候变化研究都具有重要意义。而当前构建于特定区域或者时期的降尺度模型应用于其他区域或者时期无法有效保证降尺度的精度，无法满足实际应用对高时空分辨率地表温度产品的需求。本研究将通过对不同地表覆盖类型地表温度与辅助参数的相关性分析，筛选出最优辅助参数，全面分析地表温度在空间与时间上的分布规律，研究地表温度的时空非平稳性以及自相关性对地表温度降尺度模型的影响，尝试构建考虑时空约束的地表温度降尺度模型，进而提升复杂下垫面地表温度降尺度模型精度，最终为实现一种高精度适用于多区域多时相的地表温度产品降尺度模型提供有力的科学技术支持。

地表温度（LST）作为表征地表状态的一个关键物理参数，在许多研究领域得到了广泛应用，精细化遥感监测需要快速准确地获取高分辨率地表温度产品。针对当前地表温度降尺度模型缺乏时空约束，且模型存在鲁棒性不强的问题，本项目通过野外试验获取地面配套验证数据，开展了地表温度降尺度回归核对比分析研究，构建了考虑时空特性的地表温度降尺度模型，有效提升了模型的鲁棒性以及产品精度，获得了一套不同地表覆盖类型的多尺度地表温度产品以及一批配套地面验证的实测地表温度数据，研究共计发表了论文6篇，其中SCI论文1篇，EI论文3篇，CSCD论文1篇，国内核心论文1篇，申请国家发明专利3项（授权2项），全面完成了预定的研究目标和研究内容。本项目所取得的研究成果将能满足某些应用领域对高分辨率地温度产品的需求。