地表温度(LST)是表征地表物理过程的重要参数,是地表-大气在能量交换中不可缺少的驱动因子,也是众多基础学科研究中的关键参数,广泛应用于气候、水文、生态和气象研究中,还可以对全球气候变化、森林火灾、农业干旱等方面进行监测和预警,满足诸多应用需求。卫星遥感影像是快速获取全球和区域上地表温度的时空分布的重要途径,目前已经有MODIS、Landsat、ASTER、VIIRS等成熟的地表温度产品可供用户使用。欧空局于2016年成功发射了哨兵3A(Sentinel-3A)卫星,该卫星上搭载的海陆表面温度辐射计(SLSTR)具有前向观测(55°)和垂直观测(0°)的能力,同时还拥有两个热红外通道和较高的时间分辨率,可以对全球海表温度和陆表温度进行测量,也为研究地表亮温的方向性差异提供了条件。为了获取高精度的地表温度产品,同时对比分析前向观测和垂直观测的地表亮温差异,有必要开展针对SLSTR的地表温度反演算法的研究。本文以SLSTR影像为主要数据源,采用ASTER GED产品估算地表比辐射率,提出一种分裂窗算法用于反演SLSTR地表温度。利用SLSTR多角度观测的能力,对比两个观测角度的地表亮温在不同地表覆盖类型的差异。本文具体的研究内容和结论如下:(1)在地表温度反演中,地表比辐射率的精度至关重要,为了获取更高精度的地表比辐射率,本研究利用ASTER GED产品获取裸土背景值,并使用ASTER地物波谱库确定植被比辐射率,采用NDVI阈值法确定每个SLSTR像元的地表比辐射率。(2)SLSTR具有两个热红外通道,因此提出了一种基于分裂窗的地表温度反演算法,可以在一定程度上减少不同角度观测的大气效应。分别利用模拟数据和地面站点实测数据对该算法进行了精度评价,并与SLSTR地表温度产品进行比较。结果表明该算法的均方根误差(RMSE)小于1 K,在大气水汽值较高的情况下算法精度会降低。反演的地表温度与SLSTR地表温度产品在草地上的地表温度差异较小,在裸土上差异较大。反演的地表温度与达拉特和乌海站点实测的地表温度验证精度分别为1.29 K和0.95 K,比SLSTR地表温度产品的验证精度高。(3)为了对比SLSTR两个观测角度的地表亮温在不同地表覆盖类型的差异,深入研究两个观测角度地表亮温差异较大的地表覆盖类型并分析该差异与哪些因素相关,使用MCD12Q1产品中的IGBP分类系统,选取了5种分类均一的地物覆盖类型进行研究。使用分裂窗算法分别获得0°与55°的地表亮温,从时间、NDVI和地表覆盖类型三个角度进行了分析。结果表明,常绿针叶林、作物、草地和裸地站点在白天两角度地表亮温差异较大;在夜间两角度地表亮温差异比较稳定,在不同季节没有显著变化。常绿阔叶林站点两角度地表亮温在白天与夜间差异基本一致,在不同季节没有显著变化。此外,当NDVI大于0.7时,0°与55°的地表亮温差异较小。