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海洋学研究中最重要的物理参数之一—海洋水体表面温度,简称为SST(Sea Surface Temperature),与许多的海洋过程,尤其是海洋动力过程有关。海洋在空间上的大尺度特性是海洋研究面临的一个主要问题。传统走航或站点测量不足以准确反映海洋温度场的整体状况,而卫星遥感手段使问题迎刃而解。论文主要探讨热红外遥感SST反演在我国自主卫星中的应用。简要介绍了热红外遥感的发展,包括热红外遥感器及热红外遥感温度反演理论的发展。给出了热红外遥感中重要的基本概念及定律,对太阳及地物的热红外辐射特性进行了简要分析,指出大气在热红外辐射传输中的作用及影响。阐述热红外遥感大气窗口的概念,并总结了现有主要海表温度反演算法。采用覆盖我国渤海及北黄海的长时间序列现场观测数据及相应FY-3A/VIRR数据,建立了适于FY-3A/VIRR数据的NLSST分裂窗算法,实测数据独立样本精度验证表明：算法平均误差为0.78℃。将FY-3A/MERSI数据的1030nm通道应用于大气水汽含量反演,建立了局地化的FY-3A海洋大气水汽反演算法,以岸基全自动太阳光度计(CE-318)野外定点长时间序列现场实测数据对算法进行评估,结果显示：改进后算法较经典算法精度明显提高。针对HJ-1B/IRS传感器波段特征,对云与海洋下垫面反射及发射特性进行分析,提出了一种便捷可业务化应用的海洋背景卫星图像云检测方法,与准同步的MODIS标准云检测产品(MOD35)进行一致性分析,发现该方法具有不同时相条件下的普适性。针对现有HJ-1B/IRS的SST反演研究缺乏实测数据验证的状况,以渤海及黄海为研究区,基于大量现场实测数据,创新性的将适用于HJ-1B/IRS数据的算法研究和实际应用相结合,建立了基于实测数据验证支持的高精度SST反演模型。最后,对热红外遥感发展面临的问题及未来可能的发展方向进行了展望。