【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于蒸散发或土壤水分遥感反演的
，特别是涉及一种有效选择地表温度-植被指数特征空间干湿限的方法及装置。
技术介绍
地表蒸散发和土壤水分是水循环的关键要素，决定了土壤-植被-大气系统中的水、热传输，其定量估算是评价陆地生态系统生产力、区域耗水、作物产量以及土地利用／土地规划的基础，更是全球或区域气候变化研究的重要内容。基于遥感可反演参数发展发展全遥感的蒸散发和土壤水分估算方法已成为定量遥感领域一个重要的研究方向。在土壤水分和植被覆盖度全范围变化条件下，由遥感地表温度(或温差，或归一化地表温度)-植被指数／反照率(NDVI、土壤调节植被指数(SAVI)、归一化的NDVI、植被覆盖度(Fr)和地表反照率)构建的特征空间，已经被广泛应用于土壤水分含量与区域蒸散发估算等方面的研究。地表温度-植被指数／反照率特征空间由两个具有物理意义的边界控制：逐渐下降的干限和近似水平的湿限。这两条边界分别代表不同植被指数情况下土壤水分和蒸发比的极限状况(...
【技术保护点】
一种地表温度‑植被指数特征空间干湿限选择的方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1：确定研究区大小和像元的空间分辨率大小，初步构建地表温度‑植被指数特征空间的输入数据集； 步骤2：通过质量控制，剔除受云污染的像元数据，并通过数字高程模型与高程阈值的设定，进一步剔除与感兴趣区像元高程差异较大的像元数据，并将余下的像元数据进一步处理； 步骤3：余下的像元数据，以植被指数为横坐标、地表温度为纵坐标，构建植被指数二维散点图特征空间； 步骤4：进行植被指数二维散点图特征空间的干湿限选择。
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.一种地表温度-植被指数特征空间干湿限选择的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：确定研究区大小和像元的空间分辨率大小，初步构建地表温度-植被指数特征空间的输入数据集；
步骤2：通过质量控制，剔除受云污染的像元数据，并通过数字高程模型与高程阈值的设定，进一步剔除与感兴趣区像元高程差异较大的像元数据，并将余下的像元数据进一步处理；
步骤3：余下的像元数据，以植被指数为横坐标、地表温度为纵坐标，构建植被指数二维散点图特征空间；
步骤4：进行植被指数二维散点图特征空间的干湿限选择。
2.如权利要求1所述的干湿限选择的方法，其特征在于，所述步骤1中，所述确定研究区大小为满足表层相对土壤含水量和植被覆盖度均具有全范围变化的条件；所述像元空间分辨率与地表温度的空间分辨率相同。
3.如权利要求1所述的干湿限选择的方法，其特征在于，所述步骤3中，所述构建地表温度-植被指数二维散点图特征空间由分别代表表层相对土壤含水量为0和1的干限和湿限控制。
4.如权利要求1所述的干湿限选择的方法，其特征在于，所述步骤4的具体步骤为：对地表温度-植被指数二维散点图特征空间的“假”干点数据进行剔除。
5.如权利要求4所述的干湿限选择的方法，其特征在于，所述进行剔除的具体步骤为：
步骤4011：将地表温度-植被指数二维散点图特征空间内的植被指数VI平均划分为M个区间，M个区间对应M个植被指数，然后对 每一个植被指数区间再划分为N个子区间；
步骤4012：从第一个区间开始到最后一个区间结束，通过迭代算法，获得所有M个区间内的最大地表温度；
步骤4013：线性拟合经过步骤4012所保存的M个植被指数与相应的M个区间内的最大地表温度；
步骤4014：利用由步骤4013所得线性方程估算在各个植被指数区间内的最大地表温度Tp，并计算最大地表温度实际值与估算值之间的均方根误差RMSD；
步骤4015：如果某一或多个植被指数区间内的最大地表温度小于相应的最大地表温度Tp与2倍的RMSD之差，则舍弃该一个或多个植被指数区间，进入步骤4016；否则，迭代结束，进入步骤4019；
步骤4016：重新线性拟合经过步骤4015所剩余的植被指数与相应的最大地表温度；
步骤4017：重新利用由步骤4016所得线性方程估算在各个植被指数区间内的最大地表温度Tp，并计算最大地表温度实际值与估算值之间的均方根误差RMSD；
步骤4018：回到步骤4015；
步骤4019：通过上述迭代步骤，得到以下的干限线性回归方程，公式一：
Tmax＝a+bVI
其中，VI为植被指数，Tmax为不同植被指数条件下的干限温度，a为截距，b为斜率；
步骤4020：根据由步骤4019得到的线性回归方程，在不同的植被指数条件下，分别得到相应的地表温度，即为干限温度；
步骤4021：假定湿限温度为一常数并且等于干限在全植被覆盖处的温度，即湿限温度为a+bVImax，其中VImax为全植被覆盖时的植被指数。
6.如权利要求5所述的干湿限选择的方法，其特征在于，所述步骤4011中，所述区间M≤20；所述子区间N≥5。
7.如权利要求5所述的干湿限选择的方法，其特征在于，所述步骤4012的具体步骤为：
a)对于一个给定的植被指数区间m，寻找并保存该区间内所有子区间的最大地表温度，并分别计为Tm，1，Tm，2，…，Tm，N；所述植被指数区间m小于等于区间个数M；
b)计算植被指数区间m内所有子区间最大地表温度的平均值Taver，m和标准偏差σm作为初始状态估计，如下公式二及公式三：
c)如果植被指数区间m内的某一个或多个子区间上的最大地表温度小于Taver，m-σm，则舍弃该一个或多个子区间；
d)重新计算植被指数区间m内剩余子区间上最大地表温度的平均值Taver，m和标准偏差σm；
e)如果植被指数区间m内余下子区间的个数大于给定阈值并且σm也大于给定阈值时，则重复步骤c-步骤e；否则，迭代结束，进入到步骤f；
f)采用Taver，m作为植被指数区间m内的最大地表温度。
8.如权利要求7所述的干湿限选择的方法，其特征在于，所述步骤a)中所述区间m≤M，其中M为区间个数。
9.如权利要求5所述的干湿限选择的方法，其特征在于，所述步骤4013、
技术研发人员：唐荣林，李召良，唐伯惠，吴骅，
申请(专利权)人：中国科学院地理科学与资源研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11
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