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地表温度是地表与大气相互作用过程中的一个重要物理学参量,它综合了地气之间相互作用过程中物质与能量交换的结果,它与土壤温度、近地气温、蒸散发等都有直接的关系,是地表能量平衡的重要参数;土壤温度也是土壤主要物理参量,在作物播种、出苗、防霜抗冻,甚至在工程设施等方面都具有重要作用。因此,开展遥感精确反演区域地表温度和土壤温度研究对气候变化研究,土壤过程模拟及土壤管理具有重要意义。本文利用MODIS数据在参数研究基础上,使用分裂窗算法反演了陕西省的地表温度,并且采用地表温度的定量反演模型耦合CERES中的土壤温度模型进一步反演冬季该研究区裸土区域的各层土壤温度,并分析了研究区地表温度和多层裸土土温的空间变化规律,对反演结果进行了精度验证。研究结果表明:根据MODIS遥感影像的特点,在完成大气校正、几何校正、辐射定标等数据预处理工作后的基础上,提取实时的完全植被覆盖以及完全裸土的NDVI值,然后选用分裂窗法进行地表温度反演,开展了亮度温度、大气透过率和地表比辐射率确定研究,通过验证,地表温度反演结果能较为精确真实地反映研究区地表热量空间差异状况,经过参数NDVI微调整后的地表温度反演值精确度平均绝对误差达到0.59℃。在获取陕西省地表温度的基础上,选取研究区NDVI在0～0.2之间的裸土区域,通过遥感信息与CERES中的土壤温度估算模型耦合,进一步反演该区域的各层土壤温度,实现了裸土不同深度土壤温度空间分布的反演。土壤温度的模拟值与实测值变化趋势比较一致,且反演值与实测值的高值区和低值区基本吻合;5cm、10cm、15cm、20cm、40cm、60cm的土层土壤温度的平均绝对误差随土层逐渐降低,在40cm和60cm土层土壤温度的平均绝对误差降至1℃以内,60cm土层的平均误差最小,仅为0.56℃,且不同土层反演值和地面观察值的相关性均达到0.01的极显著水平,说明本项研究所采用的方法具有一定的精确度。但对于小于20cm和大于80cm的土层反演精度仍相对较低。