遥感数据反演LST难点：1.辐射传输方程中显示，N个通道会有N+1个未知数，即N个比辐射率和1个温度，为了确定LST，至少需要知道一个比辐射率，或者在一些假设或者约束条件下LST和LSE能同时得到。2.测量数据中在TIR波段高度相关意味着仪器噪声和大气校正中的误差强烈影响LST反演精度，这种相关性使得即便LST在通过减少未知数或者增加方程及在合理假设的条件下得到，反演的结果也会不稳定，从而阻碍LST反演方法的发展。3.分离LST和LSE及大气下行辐射是非常困难的，因为大气下行辐射和地表辐射通过LSE耦合在一起，地面LSE的不均一降低地表辐射从而增加大气下行辐射返回大气，这个过程会减少或增加离地辐射（取决于大气状态和地表状态），所以从星上反演LST需要精确的大气校正和LSE，反之亦然。4.大气校正执行困难，大气校正需要知道大气垂直剖面的水汽含量和大气温度，而这些都是变动的。5.白天中红外区太阳反射比较难去除，如果地表反照率为0.1，引进中红外通道将大大降低RTE中通道的相关性，有利于提高反演精度。另外相比TIR通道，MIR对大气中水汽的敏感性比较低，在LST反演时MIR通道比辐射率误差敏感性大约是TIR波段的一半。看起来MIR通道代替TIR反演比较可行，但是很难估算白天太阳辐射，因为分离太阳辐射不但需要精确的大气信息还需要地面双向性反射率。6.怎样物理解释LST测量结果也是个问题，地表温度Ts被定义为地表辐射能力，这应该是辐射温度或表层温度（对应于穿透深度以上地表辐射能的大小）。穿透深度在热红外通道常几微米，这不同于其他温度（比如空气动力学温度是用温度计测量）7.LST在空间尺度测量的检验比较困难，地表温度在空间和时间变化比较快，常会有相邻几厘米的地方温度相差超过10K，时间相隔一分钟相差1K。空间异质性和时空变异性限制LST检验，使得LST检验局限在同质区域，比如湖泊、沙漠和密集植被区。

单通道法：TIR大气窗口的一个通道，利用大气衰减残余校正辐射，利用大气透射率或辐射法则（需要输入大气剖面）校正辐射率，然后LST通过RTE反演得到（前提LSE已知）。

大气透射率的精确估算依赖辐射传输模型（RTM），辐射能受大气分子吸收和气溶胶吸收/散射，常用的RTM有MODTRAN和4A/OP，已知大气廓线时大气校正精度误差能达到0.5%-2%，在3.4-4.1um和8-13um误差有0.4k-1.5k，大气剖面不完全确定即便RTM完全正确也会造成误差，1%的LSE误差会使得湿热大气0.3K误差，干冷大气0.7K误差，单窗算法常选在10um附近，Qin单窗算法是用近地面大气温度和水汽含量代替大气廓线，利用大气透射率和水汽含量的经验模型，平均大气温度和近地面大气温度线性经验模型。单窗不适用于at high atmospheric water vapor contents。

多通道法：劈窗算法优点是不需要知道大气廓线数据

热红外遥感反演陆表温度的算法有很多,根据采用的红外波段数来大致可分为:传统的辐射传输方程法;单通道算法;两通道算法,即劈窗算法;多通道算法。传统的辐射传输方程模型非常复杂,所需参数较多,难以在现实中推广,而相对于单窗和多通道算法,劈窗算法具有如下优势:不需要大气水汽和气温的探空数据;与单通道要考虑绝对大气传输不同,分裂窗算法通过相邻热红外波段的吸收差异来消除大气影响,这样对大气光学传输性质的不确定性的敏感性降低;此外劈窗算法较简单,计算效率高,比较适合大区域、多时相的地表温度反演。

单通道算法是利用卫星传感器上单独的一个位于大气窗口内的热红外通道获得辐射能,反演必备条件包括地表发射率,辐射传输模型,大气廓线,大气温湿度廓线借助于无线电探空或卫星遥感获取的,该种方法比较复杂,实用性较差。

劈窗算法基本原理是利用大气窗口内,两个相邻热红外通道(11um附近和12um附近)对大气吸收作用的不同,通过这两个通道观测值之间的各种组合来剔除大气的影响,修正大气和地表比辐射率,是一种发展比较完善的反演算法。劈窗算法主要是针对NOAAAVHRR两个热红外通道开发的,关于劈窗算法的研究工作很多,不同的地形热辐射传输方程简化方法以及考虑的反演参数的差异都会产生不同的算法,劈窗算法有简单模型(将大气效应及下垫面状况的影响用常数表示)、辐射率模型(将大气效应作为常数,考虑到地表比辐射率的影响)、两要素模型(从两因素:大气透过率和地表比辐射率来考虑大气和辐射面影响)和复杂模型(大气和辐射面影响均作为变量,考虑因素不只两因素)4大类。

劈窗算法主要是针对NOAA/AVHRR4和5通道即（10.3um一11.3 um）、(11.5um一12.5um)；热红外通道开发的,主要思想是利用两个通道对水汽吸收和比辐射率的差异来分别建立方程,通过解方程组获得地表温度的反演"MODIS的31(10.78um-11.28um)、32(11.77um-12.27um)波段与NOAA/AVHRR这两个通道十分相近,也比较适用于劈窗算法.最早劈窗算法是运用于海表温度反演,Price1984年利用NOAA资料首次把劈窗算法推广到陆表温度的反演,他将地表看作黑体,只考虑水汽吸收和辐射作用,将Planclc函数代入辐射传输方程,并做一级Taylor展开取近似,最终导出如下所示的分裂窗算法:

Ts=Ti+A(Ti一Tj)+B式中,Ts是所求的地表温度,Ti和Tj是i和j热红外通道的亮度温度,A和B是分裂窗系数,一般由大气透过率和地表比辐射率估算，上式即为劈窗算法的一般形式,不同人着重考虑的因素不同,给出了不同的系数。

具体有QIN辟窗算法和Wan-Dozier劈窗算法（详见陈瀚阅硕士论文：劈窗算法陆表温度反演精度比较与敏感性分析）

 总之，热红外遥感LST反演成功关键在于(1)精确计算大气影响，包括透过率和大气上下行辐射(2)精确计算地表比辐射率。（3)热红外资料自身状况，包括光谱响应函数的稳定性、信噪比、辐射精度、定标精度等。影响大气状况精确估计的主要因素是大气水汽吸收和气溶胶的实时垂直廓线分布。地表比辐射率精确计算十分困难，因为针对不同通道，地表发射率有差异，且地表发射率还随着观测角度的变化而变化，尤其是观测角度很容易受地形坡度影响而超过60度，加大了地表反射率精确测量的难度，这一直是LST反演研究的难点。