基于长波红外大气底层辐射和可见光波段线性混合模型的亚像元温度反演方法，属于遥感图像领域，本发明为解决现有红外波段温度反演方法未将混合像元和纯净像元加以区分，导致像元特别是混合像元温度反演不准确的问题。本发明所述反演方法的具体过程为：步骤1、对可见光波段，采用自动目标提取算法进行光谱解混，实现纯像元与混合像元的定位和混合像元各组分丰度的初步估计；步骤2、对与可见光波段配准后的热红外波段图像，结合解混获得的像元丰度信息，与大气、传感器参数实现亚像元温度反演。本发明用于红外波段光谱图像处理。