叶片温度受气温、植物生理活动、病虫害干扰等共同影响,能间接反映植物蒸腾作用、光合作用、呼吸作用和其它代谢活动,准确的温度测量有利于推断植物的生长和生理状态。然而,热电偶测量的是接触点的温度,对于高大的树木而言测量顶端叶片较为困难;热红外温度计虽然能够实现不接触测量,但是这类非成像温度计在测量距离较远时难以准确判断测量的具体目标。红外热像仪的快速发展使高时空分辨率的冠层温度测量成为可能。但是,传感器接收的信号通常是被测目标和大气辐射的混合,因而必须对其进行校正才能获得真实的温度。本研究提出了一种通过手持式红外热像仪在地面向上观测间接测量冠层温度的方法。通过组合可见光图像和热红外图像以区分树冠像素和天空像素,同时建立一种热红外辐射传输经验模型,并基于大气实时廓线,为热像仪精确提取树冠温度的过程提供实时大气下行辐射参数输入。为了检验该方法的准确性,本研究使用FLIR T420热红外成像仪测量了56株单木的树冠温度,将校正的温度与通过热电偶直接测量的温度进行比较。校正后树冠温度的准确性得到显着提高,获取的冠层温度可作为遥感产品的地面验证数据。论文的主要结论如下:（1）本文所建立的热红外辐射传输经验模型在保证精度与可靠性的同时,有效提高了可操作性和计算效率。在典型热红外波段设置下（如GF5）,大气校正参数的拟合较好,并且模型运行速度相比MODTRAN快了大约27倍。在FLIR T420热像仪单个宽波段设置下,大气透射率和大气下行辐射拟合结果良好,并且计算速度比MODTRAN快了至少5倍。（2）校正后热像仪树冠温度的精度显著提高。平均绝对误差从3.73°C降低至0.64°C,均方根误差从4.39°C降低至0.81°C。研究结果证实了热像仪精确连续监测树冠温度的潜力,可用于树冠温度昼夜变化和季节变化的相关研究。本研究提出的方法可以为树冠温度的长期、连续监测提供有效的途径,提取的树冠温度可用于林业和生态研究。