德國航空航天中心 (DLR)——全球變化背景下衛星反演地表溫度動態：綜述| MDPI Remote Sensing

本文概述了衛星反演LST如何用于測量全球變化的各個方面，首次將氣候研究和地表過程的應用匯集在一起，對衛星測量的LST動態研究進行了系統回顧。特別關注了與全球變化主題相關的LST時空尺度分析研究。主要討論以下研究問題：

(1) 隨著時間的推移，研究領域是如何發展的；

(2) 在哪些地方和哪些尺度上分析了LST動態；

(3) 利用LST分析了哪些與全球變化相關的過程；哪些是主要的研究重點；

(4) LST在氣候變化研究中的適用性如何；

(5) 使用了哪些傳感器；

(6) 分析了哪些時間分辨率和尺度；

(7) 使用了哪些方法來量化LST動態。

作者查閱了過去二十年中發表的關于LST動態的科學文章，以獲得有關地球陸地表面和氣候過程的知識。作者按照圖1所示的工作流程，使用Web of Science平臺進行了文獻的檢索與分析，其中包括164篇經過同行評審的文章。為了與本文研究范圍相匹配，這些研究主要與三個主題相關：LST、衛星遙感、時間動態與空間模式。

本綜述得出了以下主要結論：

(1) 在過去二十年中，與衛星反演LST動態相關的出版物數量有所增加。
(2) 大多數研究集中在中國 (53項研究，占32%) 和美國 (15項研究，占9%)，其次是印度 (8項研究，占5%)、巴西 (5項研究，占3%) 和加拿大 (5項研究，占3%)；沒有發現對澳大利亞、非洲大部分地區、中亞和南美洲部分地區的研究。
(3) 半數以上的研究對人類圈進行了分析 (91項研究，55%)，這是因為城市化和地表城市熱島研究課題在LST研究領域占據了突出地位 (90項研究，55%)；其次是生物圈 (42項研究，占26%)，其中最常見的主題是“一般植被動態”(20項研究，占12%)。
(4) 到目前為止，最常用的傳感器系統是MODIS (86項研究，52%)，其次是Landsat (55項研究，34%)。
(5) 大多數研究分析的是LST時間序列，也有相當數量的研究采用多時相時間步長。
(6) MODIS的廣泛使用在很大程度上決定了研究時段：大多數研究始于2000年前后，因此研究周期短于25年。

(7) 空間異常分析中最常見的對象是SUHI，而在空間回歸分析中對LST和NDVI之間關系的分析最常見。
(8) LST時間序列的編制方法大多旨在考慮LST的季節行為；線性時間趨勢大多是通過Theil-Sen-Estimator和Mann-Kendall顯著性檢驗得出的；熱浪和干旱是最常見的時間異常研究案例。

LST是全球變化的重要指標，一方面反映了城市化和森林砍伐等地表過程，另一方面也反映了氣候變化。通過這篇綜述，作者廣泛概述了全球變化背景下衛星反演LST動態的應用，共分析了來自14種國際期刊的164篇文章。為提高LST時間序列在氣候研究中的利用率，作者建議：通過使用AVHRR LST來延長時間序列，更好地表示云層下的LST，將LST與氣溫和再分析變量等傳統氣候變化測量數據進行比較，并將驗證擴展到不同的地點。