一種用於城市地區的顆粒物光學厚度遙感監測方法

2023-05-25 00:08:11

一種用於城市地區的顆粒物光學厚度遙感監測方法
【專利摘要】本發明公開了一種用於城市地區的顆粒物光學厚度遙感監測方法，其包括以下步驟:MODIS數據的預處理，包括幾何糾正，雲識別，清晰圖像的大氣糾正；根據預處理後得到的清晰圖像和待反演圖像的幾何參數，耦合構建的城市地區BRDF模型，獲取待反演圖像的地表反射率；針對城市地區這一特殊的地表結構，提出改進的結構函數法，計算待反演圖像的地表反射率結構函數值和表觀反射率的結構函數值；最後根據待反演影像的幾何條件構建反演顆粒物光學厚度的查找表，通過該影像的地表反射率及表觀反射率的結構函數值查找其氣溶膠光學厚度。改進的結構函數計算方法能有效降低由於多幅圖像的匹配誤差對計算結果的影響，在城市地區具有更高的穩定性，提高了顆粒物光學厚度反演的準確性。
【專利說明】—種用於城市地區的顆粒物光學厚度遙感監測方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種用於城市地區的顆粒物光學厚度遙感監測方法。
【背景技術】
[0002]城市是人的聚集區，城市地區的顆粒物對人們生活具有重要的影響。當前，使用遙感手段監測顆粒物最多的是監測顆粒物的光學厚度。對於陸地上的顆粒物光學厚度反演，濃密植被算法已經比較成熟，但只能適用於紅藍波段地表反射率較低的濃密植被地區。城市地區，大部分地表在可見光波段的反射率都比較高，對於空間解析度較低的圖像，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的應用。對於地表反射率較高地區的顆粒物光學厚度的反演，Tanr6等提出了基於圖像模糊效應的結構函數法(或稱對比算法)。暗目標法是基於路徑輻射項來獲取顆粒物信息的，而結構函數法則是基於大氣透過率來獲取顆粒物的信息。
[0003]結構函數方法反演顆粒物光學厚度主要是基於大氣透過率的方法，獲取的顆粒物光學厚度是以多幅圖像的透過率的比率為基礎的。透過率的變化是有距離一個特定距離內的像素來決定的。由於不同區域都有其特定的空間分布結構故結構函數採用地表反射率的變化來衡量反射率在空間上的變化率。應用結構函數方法反演顆粒物光學厚度時，需以參考圖像的地表反射率的變化率作為對照，，故需要對參考圖像計算經大氣校正後的真實的地表反射率變化率的結構函數值Mp(d，，並計算待反演圖像的表觀反射率的變化率的結 構函數值滅/(式糹2)而:
【權利要求】
1.一種用於城市地區的顆粒物光學厚度遙感監測方法，其包括以下步驟: A、MODIS數據的預處理，包括幾何糾正，雲識別，清晰圖像的大氣糾正； B、根據待反演圖像與步驟A中獲得的清晰圖像的幾何參數，耦合構建的城市地區BRDF模型，獲取待反演圖像的地表反射率； C、計算待反演圖像的地表反射率結構函數值和表觀反射率的結構函數值； D、根據待反演影像的幾何條件構建反演顆粒物光學厚度的查找表，通過待反演影像的地表反射率及表觀反射率的結構函數值查找其顆粒物光學厚度。
2.根據權利要求1所述的顆粒物光學厚度遙感監測方法，其特徵在於，所述步驟A中還包括幾何糾正步驟:先利用MODIS數據中的經緯度數據作為控制點，同時，通過插值算法計算每個像元實際經緯度數據；然後針對每一個掃描帶的數據進行幾何糾正，最後將所有掃描帶的幾何糾正結果進行拼接完成幾何糾正。
3.根據權利要求1所述的顆粒物光學厚度遙感監測方法，其特徵在於，所述步驟A中還包括清晰圖像大氣糾正步驟:由衛星傳感器獲取的輻射值L(Uv)可由下式表示:
4.根據權利要求1所述的顆粒物光學厚度遙感監測方法，其特徵在於，所述步驟A中還包括雲識別步驟:一次讀入系列圖像的MODIS數據的波段信息，然後逐點檢測，最後生成雲標識文件。
5.根據權利要求1所述的顆粒物光學厚度遙感監測方法，其特徵在於，所述步驟C中還包括針對城市地區這一複雜地表提出的結構函數計算方法:
【文檔編號】G01S17/95GK103954974SQ201410158796
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月21日 優先權日:2014年4月21日
【發明者】孫林 申請人:山東科技大學