一种基于Landsat长时间序列的合成图像构建方法技术

本发明专利技术提出的是一种基于Landsat长时间序列的合成图像构建方法，首先收集Landsat系列所有可用的云量低于80%的图像，然后去除云、云影、雪等Landsat影像中的噪声观测点，接着对每个清晰观测值按照一定的规则进行拟合，建立各波段各像元的地表反射率变化曲线，最终能够生成每日的Landsat地表反射率的合成图像。本发明专利技术有效提高了图像构建的时间分辨率，能有效排除地表出现的偶然情况，且不受云检测算法未能识别的噪声影响，反映由地表的季节性变化和太阳高度角变化引起的地表反射率周期变化状况，得到反射率的年际变化趋势。

A method of building synthetic image based on Landsat long time series

【技术实现步骤摘要】
一种基于Landsat长时间序列的合成图像构建方法
本专利技术涉及的是一种基于Landsat长时间序列的合成图像构建方法，属于遥感制图

技术介绍
Landsat(美国陆地卫星)自1972年发射以来，已经积累了大量的地球表面遥感影像数据，Landsat凭借连续观测周期、适中的空间分辨率、高质量、科学的数据处理及存档等优势，在土地覆盖变化分析，植被生长监测，农作物估产等方面发挥着重要甚至是不可替代的作用。但是Landsat系列卫星影像的重复观测周期为16天，并且在对地观测时会受到云、雪等天气等状况的影响，以及LandsatETM+传感器影像自2003年5月以来出现条带，数据缺失，这些都限制了Landsat数据的进一步使用。所以生成任意给定日期的、完全无云、清晰的Landsat影像将显著提升数据的科学价值。目前的遥感合成图像大多是基于高时间频率，低空间分辨率的遥感数据(如中分辨率成像光谱仪，MODIS)生成的，现有关于Landsat合成的图像产品不多，并且采用的方法多是结合MODIS时间序列来生成Landsat合成的影像，合成图像的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于Landsat长时间序列的合成图像构建方法，其特征是具体包括如下步骤：/n1)数据获取；/n2)云、阴影和积雪的掩膜；/n3)初始化模型的建立；/n4)突变点的确立；/n5)任意给定日期图像的生成；/n6)精度评价与结果分析。/n

【技术特征摘要】
1.基于Landsat长时间序列的合成图像构建方法，其特征是具体包括如下步骤：
1)数据获取；
2)云、阴影和积雪的掩膜；
3)初始化模型的建立；
4)突变点的确立；
5)任意给定日期图像的生成；
6)精度评价与结果分析。


2.根据权利要求1所述的基于Landsat长时间序列的合成图像构建方法，其特征是所述的步骤1)数据获取具体包括如下步骤：下载云量小于80％的LandsatTM/ETM+/OLI的陆地卫星影像，所使用的数据产品包括地表反射率数据、大气上层反射率数据和亮温数据，根据获取的地表反射率数据生成相应的增强型植被指数和不透水层指数。


3.根据权利要求1所述的基于Landsat长时间序列的合成图像构建方法，其特征是所述的步骤2)云、阴影和积雪的掩膜具体包括如下步骤：使用Fmask通用算法对单一影像上的云、阴影和积雪掩膜，掩膜后把属于同一波段所有年份的数据按照时间大小顺序进行堆栈，以便后续同一位置所有年份像元的提取。


4.根据权利要求1所述的基于Landsat长时间序列的合成图像构建方法，其特征是所述的步骤3)初始化模型的建立具体包括如下步骤：提取同一位置所有年份的像元，利用每个像元在时间序列里的前18个去除干扰源后的清晰像元的遥感实际观测值，使用稳健迭代重新加权最小二乘算法对模型进行拟合，从而建立初始化的时间序列模型，8个波段分别建立相应的时间序列模型，具体模型公式如下：






式中：x是儒略日期，i是波段编号，T＝365，a0,i是第i波段总体均值的系数，a1,i,b1,i，a2,i,b2,i是第i波段年内变化的系数(季节变动项)；c1,i是第i波段年际变化的系数(渐变趋势项)；是第i波段在儒略日期x的预测值；T*p表示时间序列中的第p个断点(急剧变化)出现的时间。

【专利技术属性】
技术研发人员：李明诗，张亚丽，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32