Note ABES Directionality of thermal radiation modeling in urban environments Modélisation de la directionnalité du rayonnement thermique en milieu urbain ULST La directionnalité du rayonnement thermique en milieu urbain L’effet du rayonnement adjacent L’émissivité équivalente de surface terrestre ULST Urban thermal radiation directionality Adjacent radiation effect Equivalent land surface emissivity 621.367 Îlot thermique urbain Transfert radiatif Télédétection La température de surface urbaine (ULST) constitue un paramètre essentiel dans les recherches sur le changement climatique, tandis que la directionnalité du rayonnement thermique urbain (UTRD) représente un facteur déterminant limitant les applications de l’ULST. Afin de remédier à cette problématique, de nombreux modèles ont été proposés pour quantifier et corriger l’influence de l’UTRD sur l’ULST. Néanmoins, ces approches existantes présentent plusieurs limitations notables: (1) certains modèles n’ont pas été initialement développés dans le cadre des observations en TIR; (2) la plupart ne sont pas spécifiquement conçus pour représenter les environnements urbains; (3) les modèles disponibles négligent la contribution du rayonnement adjacent entre les bâtiments; (4) les hypothèses de certains modèles divergent du concept fondamental de l’UTRD. Cette étude propose un modèle PUT basé sur une approche physique et établit l’équation ELSE en intégrant l’effet du rayonnement adjacent, et analyse les principaux facteurs influençant l’UTRD dans les environnements urbains. Les résultats montrent que le modèle PUT et l’équation ELSE proposés présentent de meilleures performances, avec une RMSE d’environ 0.5 K dans la direction du nadir. De plus, l’émissivité des surfaces composantes et la géométrie urbaine affectent de manière significative l’estimation de l’UTRD. Le modèle PUT et l’équation ELSE proposés démontrent ainsi leur potentiel d’application dans les études relatives à l’ULST. Urban land surface temperature (ULST) is a key parameter in climate change research, whereas urban thermal radiation directionality (UTRD) is a critical factor constraining ULST applications. To address this issue, numerous models have been proposed to quantify and eliminate the influence of UTRD on ULST. Nevertheless, those existing approaches exhibit several notable limitations: (1) Some models were not originally developed within the framework of TIR observations; (2) Most models were not specifically designed to represent urban scenarios; (3) Available models neglect the contribution of adjacent radiation among urban buildings; (4) The assumptions of some models diverge from the fundamental conceptual of UTRD. This study has developed a physics-based urban thermal directionality (PUT) model and the ELSE equation considering the adjacent radiation, as well as analyzed the key factors influencing UTRD in urban environments. Results show the proposed PUT and ELSE have a better performance with an RMSE of approximately 0.5 K at nadir-view direction, and the component surface emissivity and urban geometry can significantly affect the estimation of UTRD. The proposed PUT model and ELSE equation exhibit the potential applied to the applications of ULST. Electronic Thesis or Dissertation Text en PDF 10180387 https://publication-theses.unistra.fr/restreint/theses_doctorat/2025/ZHU_Xiaolin_2025_ED269.pdf http://www.theses.fr/2025STRAD039/abes Zhu Xiaolin 1995-02-28 CN 293249547 213177294KB 22126523 4200046 https://theses.fr/2025STRAD039 2025STRAD039 https://doi.org/10.70675/02384773zc45cz4e40z9187za0c787765978 2025-12-16 Sciences de L’Imagerie / Télédétection Strasbourg 131056549 Doctorat Docteur es non oui Li Zhao-Liang MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 116002239 Nerry Françoise MADS_PRESIDENT_DU_JURY 034052887 Zhao Enyu MADS_MEMBRE_DU_JURY_1 293249709 Sobrino Rodriguez José Antonio MADS_RAPPORTEUR_1 149982313 Gao Caixia MADS_RAPPORTEUR_2 283605367 École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 269 156504863 Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 260728 176969721 ddc:620 Li Zhao-Liang Nerry Françoise Zhao Enyu Sobrino Rodriguez José Antonio Gao Caixia École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....) Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....) PDF 10180387 restriction 2025-12-16 2027-01-17 restriction 2025-12-16 2027-01-17