高空间分辨率遥感地表温度数据计算方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种高空间分辨率遥感地表温度数据计算方法与装置，涉及地表温度遥感估算领域。首先获取地球目标区域在卫星过境时刻的遥感低空间分辨率地表温度数据及多种地表状态参数、多种空气状态参数；然后根据所述遥感低空间分辨率地表温度数据及所述多种地表状态参数、所述多种空气状态参数以及预设定的计算模型计算高空间分辨率地表温度与低空间分辨率地表温度的差值；最后根据遥感低空间分辨率地表温度数据、高空间分辨率地表温度与低空间分辨率地表温度的差值计算出高空间分辨率遥感地表温度，最终计算出来的高空间分辨率遥感地表温度的精确度高，从而实现了对低空间分辨率地表温度数据的空间降尺度。

【技术实现步骤摘要】
高空间分辨率遥感地表温度数据计算方法与装置
本专利技术涉及地表温度遥感估算领域，具体而言，涉及一种高空间分辨率遥感地表温度数据计算方法与装置。
技术介绍
地表温度是区域和全球尺度上地表能量平衡和水循环过程中的关键参数，用于评估地表能量与水文平衡、地表热惯量和土壤湿度，有助于获取全球表面温度及长期变化情况，对气候、气象和水文等研究具有重要意义。地表温度在空间上和时间上均存在很大的差异性。而通过卫星遥感技术获取地表温度时存在着空间分辨率和时间分辨率上的矛盾：空间分辨率高的卫星时间分辨率低，反之亦然。为了解决这个矛盾，通常需要通过低空间分辨率而高时间分辨率的数据得到高空间分辨率高时间分辨率的地表温度数据，该过程称为遥感地表温度的空间降尺度。目前进行遥感地表温度空间降尺度的方法主要是利用不同空间分辨率的植被指数之间的差异，通过植被指数与地表温度之间的经验回归关系，将低空间分辨率地表温度数据进行降尺度得到高空间分辨率地表温度，但是该类方法只考虑了与温度相关的植被指数这一个参数的作用，而忽略了与地表温度密切相关的其他多个参数的作用，严重影响所估算得到的高空间分辨率地表温度的精度。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例的目的在于提供一种高空间分辨率遥感地表温度数据计算方法与装置，以改善上述的问题。第一方面，本专利技术实施例提供了一种高空间分辨率遥感地表温度数据计算方法，所述高空间分辨率遥感地表温度数据生成计算方法包括：获取地球目标区域在卫星过境时刻的遥感低空间分辨率地表温度数据及多种地表状态参数、多种空气状态参数；根据所述遥感低空间分辨率地表温度数据及所述多种地表状态参数、所述多种空气状态参数以及预设定的计算模型计算高空间分辨率地表温度与低空间分辨率地表温度的差值；根据遥感低空间分辨率地表温度数据、高空间分辨率地表温度与低空间分辨率地表温度的差值计算出高空间分辨率遥感地表温度数据。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种高空间分辨率遥感地表温度数据计算装置，所述高空间分辨率遥感地表温度数据生成计算装置包括：信息获取单元，用于获取地球目标区域在卫星过境时刻的遥感低空间分辨率地表温度数据及多种地表状态参数、多种空气状态参数；第一计算单元，用于根据所述遥感低空间分辨率地表温度数据及所述多种地表状态参数、所述多种空气状态参数以及预设定的计算模型计算高空间分辨率地表温度与低空间分辨率地表温度的差值；第二计算单元，用于根据遥感低空间分辨率地表温度数据、高空间分辨率地表温度与低空间分辨率地表温度的差值计算出高空间分辨率遥感地表温度数据。与现有技术相比，本专利技术提供的高空间分辨率遥感地表温度数据计算方法与装置，首先获取地球目标区域在卫星过境时刻的遥感低空间分辨率地表温度数据及多种地表状态参数、多种空气状态参数；然后根据所述遥感低空间分辨率地表温度数据及所述多种地表状态参数、所述多种空气状态参数以及预设定的计算模型计算高空间分辨率地表温度与低空间分辨率地表温度的差值；最后根据遥感低空间分辨率地表温度数据、高空间分辨率地表温度与低空间分辨率地表温度的差值计算出高空间分辨率遥感地表温度，将多种地表状态参数、多种空气状态参数的对高空间分辨率地表温度的因素考虑在内，从而最终计算出来的高空间分辨率遥感地表温度的精确度高，从而实现了对低空间分辨率地表温度数据的空间降尺度，且更符合实际。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1为本专利技术实施例提供的本地服务器与气象台服务器的交互示意图；图2为本专利技术实施例提供的本地服务器的结构框图；图3为本专利技术实施例提供的高空间分辨率遥感地表温度数据计算方法的流程图；图4为本专利技术实施例提供的高空间分辨率遥感地表温度数据计算装置的功能模块框图。图标：100-本地服务器；200-气象台服务器；300-高空间分辨率遥感地表温度数据计算装置；101-处理器；102-存储器；103-存储控制器；104-外设接口；401-信息获取单元；402-第一计算单元；403-第二计算单元。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术较佳实施例所提供的高空间分辨率遥感地表温度数据计算方法与装置可应用于本地服务器100，该本地服务器100应用于高空间分辨率遥感地表温度数据计算系统。如图1所示，高空间分辨率遥感地表温度数据计算系统包含本地服务器100与气象台服务器200，本地服务器100与气象台服务器200之间建立通信连接。该本地服务器100可以是，但不限于，网络服务器、数据库服务器、云端服务器等等。图2示出了一种可应用于本专利技术实施例中的本地服务器100的结构框图。其中，本地服务器100包括高空间分辨率遥感地表温度数据计算装置300、外设接口104、存储器102、存储控制器103及处理器101。外设接口104、所述存储器102、存储控制器103及处理器101，各元件相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。所述高空间分辨率遥感地表温度数据计算装置200包括至少一个可以软件或固件(firmware)的形式存储于所述存储器102中或固化在服务器中的软件功能模块。所述处理器101用于执行存储器102中存储的可执行模块，例如，所述高空间分辨率遥感地表温度数据计算装置200包括的软件功能模块或计算机程序。其中，存储器102可以是，但不限于，随机存取存储器(RandomAccessMemory，RAM)，只读存储器102ReadOnlyMemory，ROM)，可编程只读存储器(ProgrammableRead-OnlyMemory，PROM)，可擦除只读存储器(ErasableProgrammableRead-OnlyMemory，EPROM)，电可擦除只读存储器(ElectricErasableProgrammableRead-OnlyMemory，EEPROM)等。其中，存储器102用于存储程序，所述处理器101在接收到执行指令后，执行所述程序，前述本专利技术实施例任一实施例揭示的流过程定义的服务端所执行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高空间分辨率遥感地表温度数据计算方法，其特征在于，所述高空间分辨率遥感地表温度数据生成计算方法包括：获取地球目标区域在卫星过境时刻的遥感低空间分辨率地表温度数据及多种地表状态参数、多种空气状态参数；根据所述遥感低空间分辨率地表温度数据及所述多种地表状态参数、所述多种空气状态参数以及预设定的计算模型计算高空间分辨率地表温度与低空间分辨率地表温度的差值；根据遥感低空间分辨率地表温度数据、高空间分辨率地表温度与低空间分辨率地表温度的差值计算出高空间分辨率遥感地表温度数据。

【技术特征摘要】
1.一种高空间分辨率遥感地表温度数据计算方法，其特征在于，所述高空间分辨率遥感地表温度数据生成计算方法包括：获取地球目标区域在卫星过境时刻的遥感低空间分辨率地表温度数据及多种地表状态参数、多种空气状态参数；根据所述遥感低空间分辨率地表温度数据及所述多种地表状态参数、所述多种空气状态参数以及预设定的计算模型计算高空间分辨率地表温度与低空间分辨率地表温度的差值；根据遥感低空间分辨率地表温度数据、高空间分辨率地表温度与低空间分辨率地表温度的差值计算出高空间分辨率遥感地表温度数据。2.根据权利要求1所述的高空间分辨率遥感地表温度数据计算方法，其特征在于，所述预设的计算模型为先根据Penman-Monteith公式、地表能量平衡方程、多种地表状态参数、多种空气状态参数以及遥感低空间分辨率地表温度数据确定地表温度表达式；再对确定的地表温度表达式进行全微分得到的预设的计算模型。3.根据权利要求2所述的高空间分辨率遥感地表温度数据计算方法，其特征在于，所述多种空气状态参数包括空气动力学阻抗、风速、近地空气温度、大气比辐射率，所述多种地表状态参数包括地表净辐射、植被覆盖度、地表反射率、地表接收到的太阳短波辐射、地表比辐射率；全植被覆盖和裸土条件下土壤热通量与地表净辐射的比值以及植被高度，所述地表温度表达式为，G＝f2(Fv,Rn)＝[ΓvFv+Γs(1-Fv)]Rn，其中，Rn为地表净辐射；Fv为植被覆盖度；ra为空气动力学阻抗；rs为地表阻抗；r为地表反射率；Rg为地表接收到的太阳短波辐射；εs为地表比辐射率；εa为大气比辐射率；σ为预设定的Stefan–Boltzmann常数；Ta为近地空气温度；TR为遥感低空间分辨率地表温度；Γv为在全植被覆盖条件下土壤热通量与地表净辐射的比值；Γs为裸土条件下土壤热通量与地表净辐射的比值，NDVI为预设定的归一化植被指数，NDVImax和NDVImin分别为预设定的归一化植被指数的最大值与最小值；zu为预设定的风速的观测高度、zt为预设定的气温的观测高度；h为植被高度；k为vonKarman常数；u为风速，Ts为地表温度。4.根据权利要求3所述的高空间分辨率遥感地表温度数据计算方法，其特征在于，所述根据所述遥感低空间分辨率地表温度数据及所述多种地表状态参数、所述多种空气状态参数以及预设定的计算模型计算高空间分辨率地表温度与低空间分辨率地表温度的差值的步骤包括：依据算式计算高空间分辨率地表温度与低空间分辨率地表温度的差值，其中，其中，当不考虑地表阻抗的变化时drs＝0，dTs为高空间分辨率地表温度与低空间分辨率地表温度的差值。5.根据权利要求4所述的高空间分辨率遥感地表温度数据计算方法，其特征在于，所述根据遥感低空间分辨率地表温度数据、高空间分辨率地表温度与低空间分辨率地表温度的差值计算出高空间分辨率遥感地表温度数据的步骤包括：依据算式Ts,h＝Ts,l+dTs计算出高...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐荣林，姜亚珍，李召良，黄凌霄，邸苏闯，
申请(专利权)人：中国科学院地理科学与资源研究所，中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11