地表溫度
在自然界中，一切溫度高於絕對零度的物體都在不停地向周圍空間發出紅外輻射能量。物體的紅外輻射能量的大小及其按波長的分佈與它的表面溫度有着十分密切的關係。因此，通過對物體自身輻射的紅外能量的測量，便能準確地測定它的表面溫度，這就是紅外輻射測溫所依據的客觀基礎。
紅外測溫儀由光學系統、光電探測器、信號放大器及信號處理、顯示輸出等部分組成。光學系統匯聚其視場內的目標紅外輻射能量，視場的大小由測溫儀的光學零件及其位置確定。紅外能量聚焦在光電探測器上並轉變爲相應的電信號。該信號經過放大器和信號處理電路，並按照儀器內療的算法和目標發射率校正後轉變爲被測目標的溫度值。除此之外，還應考慮目標和測溫儀所在的環境條件，如溫度、氣氛、污染和干擾等因素對性能指標的影響及修正方法。
測溫儀原理
福祿克F62 Max，福祿克F62 Max 是全球第一款3米抗跌落紅外線測溫儀，測溫儀體積小巧，堅固耐用，廣泛應用於設備維護、過程檢測、電氣巡查、研發設計、質量檢驗、食品加工、人體測溫等領域。
操作流程：
• 拆掉F62Max下部螺絲，打開電池盒蓋子，裝入5號電池，並蓋好電池盒蓋。注意，電池正極朝下，負極朝上。
• 用食指按壓測溫儀開關，測溫儀被打開，顯示屏上出現溫度數據，鬆開食指，測溫儀顯示測量的最大溫度值。
• 測溫儀設置：
打開F62Max後，通過循環按測溫儀左側的SEL鍵，找到要設置的參數，並按測溫儀右側的SET鍵進行設置確認。
(1) 按SEL鍵，顯示屏上會依次出現Max（最大值）、Min（最小值）、Avg（平均值）、Diff（差值）、LIBE（屏幕背光）、LAS（激光瞄準）、Alarm HI（高溫報警值）、Alarm LO（低溫報警值）、EMS（發射率設置）、℃/℉（單位轉換）。
(2) 顯示屏上分別出現Max（最大值）、Min（最小值）、Avg（平均值）、Diff（差值）時，按SET鍵可設置最大、最小、平均和差值顯示。
(3) 顯示屏上出現LIBE時，按SET鍵可打開屏幕背光。
(4) 顯示屏上出現LAS時，按SET鍵可打開激光瞄準功能。
(5) 顯示屏分別出現Alarm HI、Alarm LO時，按SET鍵可打開高低溫報警功能，並按向上、向下鍵進行報警上、下限參數設置。
(6) 按SEL鍵，當顯示屏上出現EMS時，可通過向上、向下鍵來調整發射率數值。
爲了測量水體以及草地的溫度，然後來驗證landsat8影像單通道算法反演地表溫度的精度
(1) 在水庫選擇幾個測量點，紅色標出，到達水庫尋找選定好的測測量點。一共13個測水的點，3個草坪的測量點。
(2) 選擇GPS工具，進行地理座標矯正。
(3) 待座標穩定後，在測量點附近測6-8個值，並記錄座標、溫度值及測量時間。
名稱 緯度 經度 高度 測量對象 開始時間 實際溫度
1 40.31241 116.616 49.5 水 10:20 24.76075
2 40.31169 116.6155 50.5 水 10:24 24.68161
3 40.31033 116.6142 50.9 水 10:31 22.85151
4 40.30986 116.6127 50.3 水 10:36 23.27689
5 40.30968 116.6112 49.4 水 10:43 23.37581
6 40.30911 116.6091 51.3 水 10:47 24.11774
7 40.3091 116.6082 48.5 水 10:50 24.44419
8 40.30931 116.6072 47.6 水 10:52 24.19688
9 40.30966 116.6063 48.2 水 10:55 24.66183
10 40.31013 116.6053 51 水 10:57 24.40462
11 40.31061 116.6039 48.5 水 11:01 24.10785
12 40.31135 116.6004 44.3 水 11:07 24.35516
13 40.31228 116.5977 48.1 水 11:12 24.83
14 40.37817 116.6477 97.6 草地 10:50
15 40.3783 116.6477 96.3 草地 10:53
16 40.37863 116.6479 93.1 草地 10:56
****地表溫度反演****
（1） 登陸NASA網站下載水蒸氣含量MOD05文件。網站https://ladsweb.nascom.nasa.gov/search/，選擇search for data product，在satellite一欄選擇Terra MODIS，在group下拉菜單中選擇Terra Atmosphere Level 2 Product,在Product下拉菜單中選擇MOD05_L2,在Temporal Type 中選擇Date and Time Range ,然後輸入包括影像獲取時間的時間範圍，在spatial Selection中的Coordinate System 中選擇經緯度，影像獲取的時間以及經緯度範圍可以從影像的頭文件中找到，在Collection Selection中選擇6-MODIS Collection 6-L1,Atmos and Land，最後點擊Search,獲取下載頁面，選擇與影像獲取時間最接近的MOD05_L2產品。
（2） 打開envi5.3，打開從空間數據雲下載的landsat8北京市的遙感影像，打開波段4、波段5、波段10、波段11以及MODIS水蒸氣產品，按照單通道算法流程，用bandmath一步一步進行計算。單通道算法流程如下：
計算Landsat 8第10波段和第11波段的星上輻射亮度和星上亮度溫度，公式如下：
其中，Lsen 是星上輻射亮度，Tsen是星上亮度溫度，ML 爲波段的增益， AL爲波段的偏置，DNband10爲影像DN值，K1和K2爲常數，ML，AL及K1和K2從Landsat 8頭文件獲得；本景影像的ML=3.3420E-04，AL=0.10000，K1=774.8853；K2=1321.0789。
利用NDVI（Normalized Difference Vegetation Index）閾值法來獲取比輻射率ε
其中，DNband5和DNband4分別表示Landsat8第5波段和第4波段影像的DN值；
當NDVI＜NDVIs（0.2）時，ε=εs（0.9668），其中NDVIs是純裸土區域的NDVI，εs是土壤的比輻射率；
當NDVI＞NDVIv（0.5）時，ε=εv（0.9863），其中NDVIv是純植被區域的NDVI，εv是植被的比輻射率；
當NDVIs≤NDVI≤NDVIv時，ε=εs(1－FVC)+εvFVC
其中，FVC是植被覆蓋度：
NDVIs和NDVIv可以從圖像上選取均質的裸土區域和植被區域來獲取；εs和εv通過MODIS UCSB比輻射率庫和Landsat 8 TIRS波譜響應函數計算得到。
計算地表溫度：
其中Ts 是地表溫度,ε是比輻射率, Lsen是Landsat8第10波段的星上輻射亮度, (γ, δ) 可以表達爲：
其中Tsen是Landsat8第10波段的星上亮度溫度，bγ等於1324K, ψ1, ψ2,和ψ3是大氣函數，可以利用以下公式從大氣水蒸汽含量（w）來近似得到：
用envi中的bandmath將公式計算出來，最後得到該天的地表溫度，結果如圖所示：
右擊影像，選擇Pixel Locator，然後輸入經緯度就可以查看測量點的地表溫度。
在Pixel Locator對話框中輸入所測點3的經緯度爲（116.6142E，40.31033N），點擊Export，最後點擊Apply，顯示測量點3反演出的地表溫度爲297.251716K，轉換爲攝氏度爲23.101716，與實測數據22.85151比較接近，其餘點按照此方法進行比較，如圖。經比較該算法反演出的地變溫度精度較高。
地表溫度反演精度驗證
選擇反演後的影像，選擇Pixel Locator，然後輸入經緯度就可以查看測量點的地表溫度。在Pixel Locator對話框中輸入所測點的經緯度，點擊Export，最後點擊Apply，顯示測量點反演出的地表溫度，轉換爲攝氏度，最後與實測數據進行比較
表爲地表溫度反演精度對比：
名稱 緯度 經度 實際溫度 反演溫度 誤差
1 40.31241 116.616 24.76075 23.855281 -0.905469
2 40.31169 116.6155 24.68161 23.971625 -0.709985
3 40.31033 116.6142 22.85151 23.101716 +0.250206
4 40.30986 116.6127 23.27689 24.351224 +1.074334
5 40.30968 116.6112 23.37581 22.441062 -0.934748
6 40.30911 116.6091 24.11774 23.105832 -1.011908
7 40.3091 116.6082 24.44419 22.967322 -1.476868
8 40.30931 116.6072 24.19688 23.107421 -1.089459
9 40.30966 116.6063 24.66183 23.471823 -1.190007
10 40.31013 116.6053 24.40462 25.604240 +1.19962
11 40.31061 116.6039 24.10785 23.392723 -0.715127
12 40.31135 116.6004 24.35516 25.469372 +1.114212
13 40.31228 116.5977 24.83 23.472893 -1.357107
經過對比研究分析，應用單通道算法進行地表溫度的反演結果與實測數據相比較低，誤差範圍較小，因此該算法精度較高。至於在地表溫度反演過程中，大氣參數的估算誤差以及地表比輻射率的估算誤差等因素對這兩種算法反演結果的影響有多大，仍有待今後今後的研究與探討。