MODIS LST提供了全球覆盖、免费使用的一天四次的遥感温度观测。遥感温度对冻土研究尤其有用，是因为冻土观测站点十分少，如果能够建立观测站点温度（比如0cm地温）与LST之间的关系，那么有望得到区域的温度数据，很多区域冻土研究就可以开展。但MODIS LST存在严重云污染导致的数据丢失，而且这种丢失往往是大范围长时序的连续丢失。这使得传统的地统计方法很难被用于MODIS LST的有效插值。
我们从2011年开始思考MODIS LST缺失数据的插值问题。一种较好的思路是利用微波遥感得到的不受云影响的但空间分辨率很粗的温度数据，里面的难点是如何有效融合高空间分辨率的MODIS LST与粗分辨率的微波遥感温度，已经有很多这方面的研究工作，但目前好像没有特别有效的方法。与这个思路类似的是利用一些模型参与生成的再分析温度数据，也存在分辨率很粗，而且误差较大，存在同样有效融合的问题。
另一种思路是拓展地统计的方法。虽然因为大范围数据缺失，地统计基于的邻近相似原则不那么有效，但我们是否可以同时利用邻近时刻的观测图像，从而改善样本点。这是一种以时间换空间的思路。我们2015年的工作（Yu et al. 2015) 就是基于这样的思路：找到一个有效数据情况较多的遥感图像作为参考影像，对于每一个数据缺失点，从插值影像和参考影像上找到一些具有相同温度变化规律的点，利用这些点对（同时存在于插值影像与参考影像）间的关系，实现对缺失数据的插值。我们在具有MODIS LST观测的区域挖掉大部分面积构成数据缺失的情况，利用我们的方法对之插值，从而验证方法的有效性。结果表明我们这个方法蛮有效。
但这个方法还存在很多不足，第一点，从本质上讲，这个方法插值的结果仍然是反映晴空的，而不是云下，因为利用的样本点都是睛空下的。这点我们暂时没法解决，但大约有个思路。回头再说。第二点，找到的能用的参考影像往往离待插值影像在时间上过远，影响到所谓“相同温度变化规律的点”的质量。
为了解决第二点，我们发展了基于贝叶斯的方法，即利用多个时间邻近影像作为参考影像，从而对一个插值点估计多个可能温度值，然后利用贝叶斯方法估计一个最优值。由于参考影像现在是时间上近邻的，所以前述方法的第二个问题就得以解决，而且通过贝叶斯融合也提高了质量。这个方法发表在 Chen, et al. (2021)。我们的验证表明这个方法可以取得满意效果。
我们把上述方法插值后得到的反映晴空条件的温度叫理论晴空温度（clear-sky equivalent)。它并没有反映云的影响。为了解决这个问题，我们构造的思路是这样：如果我们能得到理论睛空温度与云下真实温度的统计关系，那么我们就可以将这个关系应用于得到的理论睛空温度，从而得到云下温度。
观测站可以提供云下温度，然而在青藏高原这样的地方，观测站太少，不足以代表260万平方公里，此外一般气象观测站也不能提供LST观测（只有装配了四分量辐射计的站点才可以计算LST）。所以前述思路迟迟没有得以实现，直到最近我们找到一个新方法（Chen et al. 2023）。
这个方法是巧妙利用太阳—云—卫星的观测几何关系。由于三者并非一个直线，存在夹角，我们就可以找到一部分像元，这些像元位于云下但可以被卫星观测到。我们可以利用这些像元上的观测云下LST作为样本，对卫星观测不到的云下像元LST进行插值。
与现有工作的交叉比对表明，我们这个方法得到的插值效果还真不错。未来的工作计划实现一个在线工具，只要选定一个区域，就可以得到插值后的全天气条件的无缺MODIS LST数据。
相关文献
Chen Y, Nan Z, Cao Z, Ou M, Feng K. A stepwise framework for interpolating land surface temperature under cloudy conditions based on solar-cloud-satellite geometry. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing. 2023, 197: 292-308. doi:10.1016/j.isprsjprs.2023.02.004.
Chen Y, Nan Z, Zhao S, Xu Y. A Bayesian approach for interpolating clear-sky MODIS land surface temperatures on areas with extensive missing data. IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing. 2021, 14: 515-528. doi:10.1109/JSTARS.2020.3038188.
Yu W, Nan Z, Wang Z, Chen H, Wu T, Zhao L. An Effective Interpolation Method for MODIS Land Surface Temperature on the Qinghai-Tibet Plateau. IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing. 2015, 8(9): 4539-4550. doi:10.1109/JSTARS.2015.2464094.