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地表温度(LandSurfaceTemperature，LST)是地气相互作用和能量交换的结果，在地表与大气相互作用过程中起着重要的作用。热红外遥感具有不改变地表物体热力学性质的特点，并且利用热红外遥感可以大尺度、快速定量反演地表温度，因此热红外遥感被广泛应用于反演地表温度信息。在相同热力学条件下，如果地下埋藏有矿产资源或者是地下热源，如煤层气等，由于这些区域地下结构及导热性能不同于周围地区，因此会导致该地区的地表温度与周围地表温度不同，产生地表温度异常。煤层气(CoalBedMethane，CBM)是一种清洁、高效的能源，具有很大的开发、利用潜力，利用热红外遥感可以大范围、快速地监测地表温度异常区域，为煤层气资源勘查工作提供有利信息。
地表温度异常是地表能量辐射平衡被打破表现出的局部地域上的温度变化。本文在地表能量辐射平衡理论分析的基础上，探讨了地球内部热量传递导致地表温度异常的原因。同时本文以腾冲热海地区及河南煤层气富集区为研究区域，利用LandsatTM/ETM+及ASTER数掘结合分裂窗算法反演研究区地表温度信息，最后分析讨论了研究区地表温度异常的不同原因。论文主要工作和成果如下：
1.在地表能量辐射平衡理论分析的基础上，从岩石热传导、土壤热传导以及煤层气储层影响热导率分析等方面探讨了地下热传导机理，揭示了地球内部热量传递导致地表温度异常的原因。
2.选择云南腾冲及河南煤层气富集区作为热红外遥感监测区，运用LandsatTM/ETM+及ASTER热红外遥感数据进行温度反演。首先利用大气辐射传输模型MODTRAN4进行大气校正获得大气透过率，然后根据NDVI计算地表比辐射率，最后针对不同数据采用相应的地表温度反演算法反演地表温度。
3.分析研究区地表温度分布图，确定地表温度异常区域，并分析导致地表温度异常的不同原因。对于云南腾冲热海地区，通过分析该区地质结构，认为该地区地表温度异常是由于地下存在热源而引起。对于河南煤层气富集区，注意到富含煤层气对应的区域呈现温度异常，根据地下热传导机理，据此推断该区域温度异常是由于地下煤层富含煤层气从而导致地下热导率低于周围地层的热导率所致，该结论仍需要应用其他手段进一步验证。