地表温度是反映土壤—植被—大气系统能量流动与物质交换的重要参数,是地球观测类卫星数据反演地面参数的主要内容之一。气象卫星为快速获取大范围辐射面瞬时温度提供了重要手段,其中FY-3 MERSI在保留了极轨气象卫星高时间分辨率观测的基础上,其远红外波段空间分辨率提高到了250 m,提高了温度反演的空间精度。应用FY-3 MERSI第5通道长波辐射观测数据,并结合1 km分辨率高光谱数据,获取反演地温所需的2个重要参数——大气水汽含量及地表比辐射率,实现了地表温度反演。反演算法利用两通道比值法得到大气透过率,并计算出大气水汽含量;应用NDVI阈值方法获得地表比辐射率;根据FY3 MERSI通道特点改进和构造了各参数反演算法;并利用热红外通道数据,使用单通道算法反演地表温度。通过对辽宁地区3个时次的地表温度反演,并与MODIS分裂窗地表温度算法进行了比较分析。结果表明温度精度达到了预期水平,空间精度有显著提高。