一種用于城市地區(qū)的顆粒物光學(xué)厚度遙感監(jiān)測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于城市地區(qū)的顆粒物光學(xué)厚度遙感監(jiān)測(cè)方法，其包括以下步驟:MODIS數(shù)據(jù)的預(yù)處理，包括幾何糾正，云識(shí)別，清晰圖像的大氣糾正；根據(jù)預(yù)處理后得到的清晰圖像和待反演圖像的幾何參數(shù)，耦合構(gòu)建的城市地區(qū)BRDF模型，獲取待反演圖像的地表反射率；針對(duì)城市地區(qū)這一特殊的地表結(jié)構(gòu)，提出改進(jìn)的結(jié)構(gòu)函數(shù)法，計(jì)算待反演圖像的地表反射率結(jié)構(gòu)函數(shù)值和表觀反射率的結(jié)構(gòu)函數(shù)值；最后根據(jù)待反演影像的幾何條件構(gòu)建反演顆粒物光學(xué)厚度的查找表，通過該影像的地表反射率及表觀反射率的結(jié)構(gòu)函數(shù)值查找其氣溶膠光學(xué)厚度。改進(jìn)的結(jié)構(gòu)函數(shù)計(jì)算方法能有效降低由于多幅圖像的匹配誤差對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響，在城市地區(qū)具有更高的穩(wěn)定性，提高了顆粒物光學(xué)厚度反演的準(zhǔn)確性。
【專利說明】—種用于城市地區(qū)的顆粒物光學(xué)厚度遙感監(jiān)測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種用于城市地區(qū)的顆粒物光學(xué)厚度遙感監(jiān)測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]城市是人的聚集區(qū)，城市地區(qū)的顆粒物對(duì)人們生活具有重要的影響。當(dāng)前，使用遙感手段監(jiān)測(cè)顆粒物最多的是監(jiān)測(cè)顆粒物的光學(xué)厚度。對(duì)于陸地上的顆粒物光學(xué)厚度反演，濃密植被算法已經(jīng)比較成熟，但只能適用于紅藍(lán)波段地表反射率較低的濃密植被地區(qū)。城市地區(qū)，大部分地表在可見光波段的反射率都比較高，對(duì)于空間分辨率較低的圖像，很難在城市中找到濃密植被像元，限制了濃密植被法在城市地區(qū)的應(yīng)用。對(duì)于地表反射率較高地區(qū)的顆粒物光學(xué)厚度的反演，Tanr6等提出了基于圖像模糊效應(yīng)的結(jié)構(gòu)函數(shù)法(或稱對(duì)比算法)。暗目標(biāo)法是基于路徑輻射項(xiàng)來獲取顆粒物信息的，而結(jié)構(gòu)函數(shù)法則是基于大氣透過率來獲取顆粒物的信息。
[0003]結(jié)構(gòu)函數(shù)方法反演顆粒物光學(xué)厚度主要是基于大氣透過率的方法，獲取的顆粒物光學(xué)厚度是以多幅圖像的透過率的比率為基礎(chǔ)的。透過率的變化是有距離一個(gè)特定距離內(nèi)的像素來決定的。由于不同區(qū)域都有其特定的空間分布結(jié)構(gòu)故結(jié)構(gòu)函數(shù)采用地表反射率的變化來衡量反射率在空間上的變化率。應(yīng)用結(jié)構(gòu)函數(shù)方法反演顆粒物光學(xué)厚度時(shí)，需以參考圖像的地表反射率的變化率作為對(duì)照，，故需要對(duì)參考圖像計(jì)算經(jīng)大氣校正后的真實(shí)的地表反射率變化率的結(jié)構(gòu)函數(shù)值Mp(d，，并計(jì)算待反演圖像的表觀反射率的變化率的結(jié) 構(gòu)函數(shù)值滅/(式纟2)而:
【權(quán)利要求】
1.一種用于城市地區(qū)的顆粒物光學(xué)厚度遙感監(jiān)測(cè)方法，其包括以下步驟: A、MODIS數(shù)據(jù)的預(yù)處理，包括幾何糾正，云識(shí)別，清晰圖像的大氣糾正； B、根據(jù)待反演圖像與步驟A中獲得的清晰圖像的幾何參數(shù)，耦合構(gòu)建的城市地區(qū)BRDF模型，獲取待反演圖像的地表反射率； C、計(jì)算待反演圖像的地表反射率結(jié)構(gòu)函數(shù)值和表觀反射率的結(jié)構(gòu)函數(shù)值； D、根據(jù)待反演影像的幾何條件構(gòu)建反演顆粒物光學(xué)厚度的查找表，通過待反演影像的地表反射率及表觀反射率的結(jié)構(gòu)函數(shù)值查找其顆粒物光學(xué)厚度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顆粒物光學(xué)厚度遙感監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述步驟A中還包括幾何糾正步驟:先利用MODIS數(shù)據(jù)中的經(jīng)緯度數(shù)據(jù)作為控制點(diǎn)，同時(shí)，通過插值算法計(jì)算每個(gè)像元實(shí)際經(jīng)緯度數(shù)據(jù)；然后針對(duì)每一個(gè)掃描帶的數(shù)據(jù)進(jìn)行幾何糾正，最后將所有掃描帶的幾何糾正結(jié)果進(jìn)行拼接完成幾何糾正。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顆粒物光學(xué)厚度遙感監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述步驟A中還包括清晰圖像大氣糾正步驟:由衛(wèi)星傳感器獲取的輻射值L(Uv)可由下式表示:
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顆粒物光學(xué)厚度遙感監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述步驟A中還包括云識(shí)別步驟:一次讀入系列圖像的MODIS數(shù)據(jù)的波段信息，然后逐點(diǎn)檢測(cè)，最后生成云標(biāo)識(shí)文件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顆粒物光學(xué)厚度遙感監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述步驟C中還包括針對(duì)城市地區(qū)這一復(fù)雜地表提出的結(jié)構(gòu)函數(shù)計(jì)算方法:
【文檔編號(hào)】G01S17/95GK103954974SQ201410158796
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年4月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月21日
【發(fā)明者】孫林 申請(qǐng)人:山東科技大學(xué)