Resumen de Estimación de la temperatura y la emisividad de la superficie terrestre a partir de datos suministrados por sensores de alta resolución.
- español
La necesidad del conocimiento de la temperatura de la superficie terrestre para estudios medioambientales y para la administración de los recursos de la Tierra ha convertido la estimación de la temperatura desde satélite en uno de los temas de investigación más importantes en el campo de la Teledetección en el infrarrojo térmico durante las últimas dos décadas. Excepto para los componentes de la irradiancia solar, los flujos que intervienen en el balance de energía en la interfase superficie/atmósfera únicamente pueden parametrizarse a partir del uso de la temperatura de la superficie terrestre. Por lo tanto, el conocimiento de la temperatura resulta de gran interés para muchas aplicaciones, como la estimación de los balances de agua y energía, evapotranspiración, modelos de circulación general (GCM), efecto invernadero, estudios de desertificación, etc.
Para obtener valores de temperatura a partir de datos de sensores a bordo de satélites lo suficientemente precisos es necesario corregir los efectos atmosféricos y angulares, así como corregir el efecto de la emisividad.
Esta magnitud, que mide la eficiencia inherente de la superficie para convertir la energía calorífica en energía radiante fuera de la misma, también aporta una valiosa información, sobre todo en estudios de geología. La emisividad proporciona información acerca de la composición de las superficies, siendo por lo tanto útil para estudios de desarrollo y erosión de suelos, para detectar cambios en coberturas vegetales dispersas y para la exploración de recursos.
En este trabajo se estudia en profundidad el tema de la estimación de la temperatura y la emisividad de la superficie terrestre a partir de los datos proporcionados por los sensores de alta resolución, sobre todo en la región espectral del infrarrojo térmico comprendida entre los 8 y los 13 mm. Los algoritmos y métodos desarrollados en el trabajo se aplican a imágenes DAIS y ASTER para su posterior validación. Actualmente, los resultados muestran que en general y desde satélite, la temperatura de la superficie terrestre puede obtenerse con una precisión inferior a 2 K y la emisividad con una precisión inferior al 2%.
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- English
Except for solar irradiance components, most of the fluxes at the surface/atmosphere interface can only be parameterized through the use of surface temperature. Land surface temperature (LST) can play either a direct role, such as when estimating long waves fluxes, or indirectly as when estimating latent and sensible heat fluxes. Moreover, many other applications rely on the knowledge of LST (geology, hydrology, vegetation monitoring, global circulation models, evapotranspiration, etc.).
However, thermal infrared data provided by satellites requires mainly three corrections in order to obtain accurate values of LST, namely, i) atmospheric correction, ii) emissivity correction and iii) directional effects. Atmospheric correction is needed in order to remove the atmospheric perturbation from the electromagnetic signal measured by the sensor, whereas the emissivity correction is needed due to natural surfaces are not black or even grey bodies (i. e. the emissivity is not unity and may also be wavelength dependent). In addition, all these corrections depend on the observation angle (directional effects).
This work focuses on the land surface temperature and emissivity retrieval from multispectral thermal data provided by high resolution sensors, overall in the thermal infrared region between 8 and 13 mm. The algorithms and methods developed in this memory have been validated and applied to DAIS and ASTER images. The results show that land surface temperature and emissivity can be obtained with an accuracy lower than 2 and lower than 2%, respectively.
