发明名称 一种基于HJ-1B IRS卫星数据反演LST的方法
摘要 本发明针对国产HJ‑1B卫星IRS传感器数据提供一种地表温度(LST)反演技术,该技术主要包括以下步骤:利用MODIS的植被指数产品反演地表发射率(LSE);利用单窗算法反演LST;利用遥感图像时空融合技术将不同时相的LST数据变换到基准时相下;区域数据镶嵌与裁切。本发明利用遥感图像时空融合技术,通过国外MODIS传感器高精度的LST产品来提高HJ‑1B IRS数据LST反演的精度,同时实现了生产大区域同时相HJ‑1B IRS LST产品的目的。
申请公布号 CN103983360B 申请公布日期 2016.09.28
申请号 CN201410241023.1 申请日期 2014.05.30
申请人 中国科学院遥感与数字地球研究所 发明人 胡昌苗;单小军;李宏益;唐亮;赵理君;郑柯
分类号 G01J5/00(2006.01)I 主分类号 G01J5/00(2006.01)I
代理机构 代理人
主权项 一种基于HJ‑1B IRS卫星数据反演陆地表面温度的方法,该方法是一种针对国产HJ‑1B IRS数据反演陆地表面温度(Land Surface Temperature,LST)的实用技术方法,其特征在于包含以下步骤:步骤一、获取时间在一个月以内的、地理位置相近的n景HJ‑1B IRS数据,其中n≥7,根据获取时间及地理位置下载对应的MODIS的植被指数产品,利用该产品反演每景HJ‑1B IRS数据对应的地表发射率(Land Surface Emissivity,LSE);步骤二、利用单窗算法反演每景HJ‑1B IRS数据的LST;步骤三、下载与每景HJ‑1B IRS数据获取时间及地理位置对应的MODIS地表温度产品,并选定某一时相作为基准时相,利用遥感图像时空融合技术将步骤二中获取的不同时相的HJ‑1B IRS LST数据变换到基准时相下;步骤三中所述的变换到基准时相下的HJ‑1B IRS LST数据镶嵌成一幅图的方法采用的是一种考虑数据融合的HJ‑1B IRS数据镶嵌算法,该算法假定在一个区域内有m景数据重叠,数据获取的时间有n个,分别为t<sub>1</sub>,t<sub>2</sub>,…t<sub>n</sub>,m景数据在进行遥感图像时空融合处理的目标时间为t<sub>i</sub>,记P<sub>k</sub>∈m(x,y,t<sub>j</sub>)表示重叠区域m景数据中的第k景数据,数据获取时间为t<sub>j</sub>,按照地理坐标对应的象素位置(x,y)的象素值,则镶嵌融合后的象素值P(x,y,t<sub>i</sub>)的计算公式为:<maths num="0001" id="cmaths0001"><math><![CDATA[<mrow><mi>P</mi><mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>,</mo><mi>y</mi><mo>,</mo><msub><mi>t</mi><mi>i</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><munderover><mi>&Sigma;</mi><mrow><mi>k</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>m</mi></munderover><msub><mi>&alpha;</mi><mi>k</mi></msub><msub><mi>P</mi><mi>k</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>,</mo><mi>y</mi><mo>,</mo><msub><mi>t</mi><mi>j</mi></msub><mo>)</mo></mrow></mrow>]]></math><img file="FSB0000154065600000011.GIF" wi="579" he="138" /></maths>其中α<sub>k</sub>,k∈[1,m]为权重系数,且有<img file="FSB0000154065600000012.GIF" wi="202" he="119" />α<sub>k</sub>的计算过程如下:首先计算m个象素点P<sub>k</sub>∈m(x,y,t<sub>j</sub>)的相似性,方法是以象素位置(x,y)为中心计算w×w象素尺寸的窗口,w可以取值8或者16,然后统计窗口象素属于重叠区域内并且不是背景值的象素,对这些象素位置计算m景图像两两窗口之间的相关系数,相关系数低于设定域值,则表明当前象素位置(x,y)在其中一景图像中为云、云下阴影或者地表发生变化,若m≥3,则设定比其它数据相关系数都低的那景数据对应的权重α<sub>k</sub>=0,若m=2,则设定与数据获取时间距离基准时间t<sub>i</sub>远的那景数据对应的权重α<sub>k</sub>=0,对于相关性高的象素点,α<sub>k</sub>权重分值根据数据获取时间确定;步骤四、将变换到基准时相下的n景HJ‑1B IRS LST数据镶嵌成一幅图,并根据矢量数据裁切出该幅图的LST反演结果。
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