城市地表温度遥感：从方向温度、全表面温度到三维表面温度

城市地表温度是城市下垫面能量收支和局地气候变化的重要参数，较大范围的城市地表温度一般通过遥感技术手段获取。城市地表显著的三维结构，使其具有较强的热辐射方向性。热红外遥感通常可以提供传感器在特定方向视场中所有组分表面的平均温度（即方向温度），方向温度随传感器观测角度变化，且与城市表面温度的真实分布状况存在差异。为更好地表征城市下垫面与大气的能量交换，已有研究常采用“全表面温度”代表城市表面温度特征。目前，“全表面温度”仅在描述城市表面温度的平均状况方面有所突破，但无法体现城市表面温度的高时空分辨率特征，不能满足精细城市热环境评估的需求。本文梳理了城市地表温度从“方向温度”（二维）到“全表面温度”（2.5维）再到“三维表面温度”（三维）的发展脉络；概括了目前利用遥感方向观测获取城市地表不同维度温度的进展；厘清了不同维度城市地表温度的差异及其相互关系；阐述了不同维度城市地表温度的应用。在总结存在的问题的基础上，指出了城市地表温度遥感的未来发展趋势：（1）面向应用的城市三维表面温度定义；（2）面向城市三维表面温度重建的立体化观测；（3）三维表面温度产品与城市气候模型的耦合。