由辐射测量反演地表温度和发射率在本质上是病态反演问题，属于使用N个方程求解N+1个未知数，方程组不完备。非同温像元的r-emissivity提取相当于使用N个方程求解N+n个未知数（n≤N）,为待反演的辐射温度个数，这无疑会加重反演的难度。高光谱分辨率虽不能改变温度与发射率分离的病态性质，但光谱分辨率的提高可以提炼出具有物理意义的约束条件，给温度与发射率的分离带来希望。　　当定义非同温像元的发射率为r-emissivity时，其辐射温度在热红外光谱区间（714-1250cm-1）是随波长变化的。假设在比较窄的光谱区间内的辐射温度近似不变，可以用CBTES算法，计算大气下行辐射与地表发射率光谱之间的相关性来反演非同温像元在窄光谱区间内的等效温度，多个窄光谱区间反演的等效温度可以较好地刻画非同温像元辐射温度的变化趋势。　　对于具有典型三维结构的非同温像元，三维结构引起的像元内部的多次散射，对BRDF和地表出射辐射具有不可忽视的影响，如何反演典型三维结构非同温像元等效温度与r-emissivity是需要探讨的科学问题。本文的主要研究内容有：　　（1）使用蒙特卡罗方法模拟了典型三维非同温结构（V形谷）在不考虑组分温差情况下的等效发射率；　　（2）考虑到V形谷不同温组分在各方向上投影面积，在MC模拟的基础上，计算了非同温三维结构像元的等效方向发射率；并给出特定观测天顶角处，像元等效方向发射率在波数范围714-1250cm-1的变化。　　（3）在光谱714-1250cm-1范围内，利用基于相关性的温度与发射率分离算法（CBTES），解决基于高光谱热红外数据的非同温典型三维结构的温度与发射率分离，进而提取非同温典型三维结构的r-emissivity，并和光谱迭代平滑温度与发射率分离算法(ISSTES)作比较。