劈窗算法最初是为反演海面温度開发的具体地说是针对NOAA/AVHRR的4和5通道设计的，后来也被用来反演地表温度这种算法较成熟，精度也高劈窗算法以地表热辐射传导方程为基础，利用10~13μm 大气窗口内两个相邻热红外通道(一般为10.5～11.5μm、11.5～12.5μm)对大气吸收作用的不同，通过两个通道测量值的各种组合来剔除大气的影响进行大气和地表比辐射率的修正。表达式为：

其中：T _S为地表真实温度T ₄和 T ₅分别为AVHRR的4和5通道，A和B为常量

波段资料, 用于劈窗算法进行哋表温度计算。很多学者对这个算法进行了推演得到很多新的算法，如覃志豪、毛克彪等人本文就是使用其他学者推演的算法。

利用MODIS數据劈窗算法反演海表温度技术流程如下图：

注：（1）按照本流程反演出来的结果是SST陆地上的值可以视为无效值，若要得到正确的陆表溫度需要加入海陆分离的步骤，以及城镇和自然表面的比辐射率计算

as->EOS->MODIS，选择MOD021KM.A5.005.4.hdf文件点击OK打开。分为三个数据集：热红外数据（20-36波段）可见光到短波红外的辐射率数据（1-19、26波段），可见光到短波红外的反射率和什么有关数据（1-19、26波段）

由于ENVI默认的设置是对MODIS数据进行自動的辐射定标，所以打开的数据即是经过了辐射定标的数据

MODIS1b数据是hdf格式，自带有经纬度坐标信息可自动进行几何校正，分别对热红外數据集和反射率和什么有关数据集进行自动几何校正

点击OK，在结果输出面板设置路径和文件名输出。

热红外数据集几何校正：方法与反射率和什么有关数据集校正方法一样选择31和32两个波段校正。

本文使用的是《高懋芳覃志豪等，MODIS数据反演地表温度的基本参数估计方法》中分裂窗算法模型进行海表温度反演旨在学习ENVI中的操作流程。

是分裂窗算法的参数分别定义如下:

是常量, 根据 MODIS的波段特征确定, 在地表温度 0 ~ 5 e 范围内, 这些常量

上述公式的中间参数分别计算如下:

? _i 是波段 i 的地表比辐射率。

由以上公式可以看出, 该算法要求卫星遥感器的31 和 32 波段數据来计算星上亮度温度, 同时还要求已知大气透过率和地表比辐射率, 才能进行地表温度的反演

大气透过率τ_i (?)是计算地表温度的基本参數, 通常是通过大气水汽含量来估计。经过前人研究可以用MODIS第 2 和 19 波段来反演大气水分含量，然后再根据大气水分含量与大气透过率之间的關系来估计大气透过率对于MODIS图像中的任何一个像元，其可能的大气水分含量用下式估计

使用bandmath工具计算大气水分含量：

B19：第19波段反射率和什么有关

大气透过率的计算中水汽是最主要的考虑因素，毛克彪等将MODTRAN等大气模型模拟出来的两者的关系应用到MODIS数据中，提高了地表温喥反演的精度和实时性本文采用模拟效果较好的指数关系模拟方程，拟合度达到了0.99以上公式为：

地表比辐射率主要取决于地表的物质結构，对MODIS来说大致分为水面、城镇和自然表面。对于反演来说利用混合像元分解的方法，根据植被覆盖率来计算自然表面和城镇的比輻射率水体的可以用常量：

有了这些参数，我们就可以计算C31、C32、D31、D32中间参数BandMath表示式分别为：

其中 B31：31波段大气透过率

B32：32波段大气透过率

將图像DN值定标维热辐射强度之后, 可用Planck函数求解出星上亮度温度, 计算公式如下：

把这些参数带入公式1中计算温度值，Bandmath表达式为：

 如下为得到嘚最终地表温度反演结果单位为摄氏度。通过/Statistics/Compute Statistics工具统计看到最初的结果会有一些数量很少的异常值几十个像素，这些异常值大多是处於影像的边缘如下图为统计的结果，小于-40的像元有57个大于32度的34个像元。可以将这些像元处理如用以下bandmath处理：-40>b1<32。