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在气候、生态、水文和生地化学等许多研究领域，地表温度（Land surface temperature，LST）都具有重要的研究意义。并且，地表温度也是陆地和大气界面的重要参数之一。遥感是获取区域尺度上地表温度日变化的唯一方式。 本研究主要内容包括：⑴遥感温度时间归一化方法的对比和分析。利用黑河流域生态-水文过程综合遥感观测联合试验（Heihe Watershed Allied Telemetry Experimental Research, HiWATER）的 TASI遥感地表温度数据对现有的相对归一化方法（直方图匹配Histogram Match-HM、线性回归Linear Regression-LR和多项式回归Polynomial Regression-PR）和基于日内温度循环模型的时间归一化方法进行详细的比较，分析了两种方法的不足。研究结果表明：线性回归方法和直方图匹配方法具有较好的精度，可以用于相邻航带地表温度的时间归一化，而多项式回归的精度较差。两种方法相比，整体上基于日内温度循环模型的方法要优于相对归一化方法。⑵日内温度循环模型的改进和发展。以现有的日内温度循环模型为基础，结合地表能量方程和土壤热传导方程，进行总结和推导论证，得到改进日内温度循环模型形式。然后，结合地面站点实测的气象数据，主要包括风速、空气温度、空气湿度、气压和风向等气象因素，分析地表温度瞬时波动和气象要素之间的关系，对改进日内温度循环模型中的参数进行量化，最终得到可应用的改进日内温度循环模型的最终形式。⑶改进日内温度循环模型的验证和评价。结合地面站点实测的地表温度数据、ASTER地表温度对 TASI地表温度时间归一化结果进行了验证和评价。验证评价结果表明：第一、改进日内温度循环模型时间归一化结果的精度在绝大多数时刻都要高于未改进模型时间归一化结果的精度；第二、相比于未改进的模型，改进日内温度循环模型时间归一化的结果与真实的状况下的地表温度变化曲线更加接近，两者的吻合程度要更好一些；第三、利用ASTER地表温度对TASI时间归一化结果进行验证，相比于未改进的模型，改进模型时间归一化结果与ASTER地表温度更加接近，从视觉上来看，两者的一致性也比较好，尤其戈壁和荒漠两种地物类型。