德国航空航天中心 (DLR)——全球变化背景下卫星反演地表温度动态：综述| MDPI Remote Sensing

地表温度 (LST) 是全球变化的重要指标，一方面反映了城市化和森林砍伐等地表过程，另一方面也反映了气候变化。卫星反演地表温度动态越来越多应用于各种地球物理过程相关的研究。来自德国航空航天中心 (DLR) 的研究人员在 Remote Sensing 期刊发表了文章，对过去二十年间发表在14种国际期刊上的164篇文章进行了分析，系统概述了LST在全球变化背景下的应用，并为提高LST时间序列在气候研究中的利用率提出了进一步的研究建议。

图文摘要

研究过程与结果

本文概述了卫星反演LST如何用于测量全球变化的各个方面，首次将气候研究和地表过程的应用汇集在一起，对卫星测量的LST动态研究进行了系统回顾。特别关注了与全球变化主题相关的LST时空尺度分析研究。主要讨论以下研究问题：

(1) 随着时间的推移，研究领域是如何发展的；

(2) 在哪些地方和哪些尺度上分析了LST动态；

(3) 利用LST分析了哪些与全球变化相关的过程；哪些是主要的研究重点；

(4) LST在气候变化研究中的适用性如何；

(5) 使用了哪些传感器；

(6) 分析了哪些时间分辨率和尺度；

(7) 使用了哪些方法来量化LST动态。

作者查阅了过去二十年中发表的关于LST动态的科学文章，以获得有关地球陆地表面和气候过程的知识。作者按照图1所示的工作流程，使用Web of Science平台进行了文献的检索与分析，其中包括164篇经过同行评审的文章。为了与本文研究范围相匹配，这些研究主要与三个主题相关：LST、卫星遥感、时间动态与空间模式。

本综述得出了以下主要结论：

(1) 在过去二十年中，与卫星反演LST动态相关的出版物数量有所增加。
(2) 大多数研究集中在中国 (53项研究，占32%) 和美国 (15项研究，占9%)，其次是印度 (8项研究，占5%)、巴西 (5项研究，占3%) 和加拿大 (5项研究，占3%)；没有发现对澳大利亚、非洲大部分地区、中亚和南美洲部分地区的研究。
(3) 半数以上的研究对人类圈进行了分析 (91项研究，55%)，这是因为城市化和地表城市热岛研究课题在LST研究领域占据了突出地位 (90项研究，55%)；其次是生物圈 (42项研究，占26%)，其中最常见的主题是“一般植被动态”(20项研究，占12%)。
(4) 到目前为止，最常用的传感器系统是MODIS (86项研究，52%)，其次是Landsat (55项研究，34%)。
(5) 大多数研究分析的是LST时间序列，也有相当数量的研究采用多时相时间步长。
(6) MODIS的广泛使用在很大程度上决定了研究时段：大多数研究始于2000年前后，因此研究周期短于25年。

(7) 空间异常分析中最常见的对象是SUHI，而在空间回归分析中对LST和NDVI之间关系的分析最常见。
(8) LST时间序列的编制方法大多旨在考虑LST的季节行为；线性时间趋势大多是通过Theil-Sen-Estimator和Mann-Kendall显著性检验得出的；热浪和干旱是最常见的时间异常研究案例。

图1. 文献筛选流程图。

研究总结

LST是全球变化的重要指标，一方面反映了城市化和森林砍伐等地表过程，另一方面也反映了气候变化。通过这篇综述，作者广泛概述了全球变化背景下卫星反演LST动态的应用，共分析了来自14种国际期刊的164篇文章。为提高LST时间序列在气候研究中的利用率，作者建议：通过使用AVHRR LST来延长时间序列，更好地表示云层下的LST，将LST与气温和再分析变量等传统气候变化测量数据进行比较，并将验证扩展到不同的地点。

原文出自 Remote Sensing 期刊

Reiners, P.; Sobrino, J.; Kuenzer, C. Satellite-Derived Land Surface Temperature Dynamics in the Context of Global Change—A Review. Remote Sens.2023, 15, 1857.