一种适用于热红外遥感影像的大气补偿方法技术

技术编号:24848981 阅读:146 留言:0更新日期:2020-07-10 19:04
本发明专利技术提供了一种适于热红外遥感影像的大气补偿方法,包括如下步骤:获取观测影像数据以及配套大气廓线和地表发射率光谱信息,然后进行质量控制和信息提取,再进行信息融合;选择合适的滑动窗口长度以及滑动步长,逐窗口提取相应的大气廓线信息;利用大气辐射传输模型计算各窗口位置的大气参数信息,利用线性或非线性插值的方法计算其窗口内的精细大气参数矩阵;计算窗口函数值的代价函数,然后利用代价函数逐窗口/像元计算其函数值,返回与其对应的各项大气参数,并完成大气修正过程。本发明专利技术不仅不依赖任何经验关系和特殊像元,且适用于各类常见地表和大气环境,可实现对大气温度廓线和湿度廓线的同步补偿,具有更高的普适性和实用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于热红外遥感影像的大气补偿方法
本专利技术涉及热红外遥感领域,尤其涉及一种适用于热红外遥感影像的大气补偿方法。
技术介绍
在热红外遥感领域中,任何卫星传感器观测到的辐射信息都是受到大气和地表综合作用后的结果。简单来说,在热红外波段,卫星观测到的辐射能量主要包括大气的发射辐射,以及经大气散射和吸收作用后达到传感器的地表辐射部分,显然,若想从卫星观测影像中实现关键地表参数的反演,如地表温度(LST)和发射率,就必然要考虑如何消除这些大气作用的影响,这一过程也被成为大气校正或大气补偿。通常情况下,现有的大气校正方法是通过将已知的大气温度廓线,湿度廓线和其他气体成分的大气分布等信息输入辐射传输模型,然后进行相关参数的直接估算并用于地表参数反演。显然,此类方法将导致地表参数的反演精度显著依赖所采用大气廓线的产品精度,而就目前的既有大气产品和相关地表反演算法而言,其很难满足高精度反演的需求。虽然,目前也有学者提出了其他的大气校正方法,但往往存在着自身的局限性。例如,基于图像的ISAC和AAC方法因其需要一定数量的特殊像元,且其并不直接提供完整的大气本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适于热红外遥感影像的大气补偿方法,其特征在于,包括如下步骤:/n步骤100,获取观测影像数据以及配套大气廓线和地表发射率光谱信息,然后进行质量控制和信息提取,再进行信息融合;/n步骤200,根据所采用遥感影像数据的空间分辨率特点,选择合适的滑动窗口长度以及滑动步长,逐窗口提取相应的大气廓线信息,并初始化大气参数靶标向量,且根据所采用大气廓线数据的精度特点对具体取值进行调整;/n步骤300,利用大气辐射传输模型计算各窗口位置的大气参数信息,初始化大气补偿向量,基于每个滑动窗口所对应的基础大气参数矩阵,利用线性或非线性插值的方法计算其窗口内的精细大气参数矩阵;/n步骤400,通过普朗克定律...

【技术特征摘要】
1.一种适于热红外遥感影像的大气补偿方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤100,获取观测影像数据以及配套大气廓线和地表发射率光谱信息,然后进行质量控制和信息提取,再进行信息融合;
步骤200,根据所采用遥感影像数据的空间分辨率特点,选择合适的滑动窗口长度以及滑动步长,逐窗口提取相应的大气廓线信息,并初始化大气参数靶标向量,且根据所采用大气廓线数据的精度特点对具体取值进行调整;
步骤300,利用大气辐射传输模型计算各窗口位置的大气参数信息,初始化大气补偿向量,基于每个滑动窗口所对应的基础大气参数矩阵,利用线性或非线性插值的方法计算其窗口内的精细大气参数矩阵;
步骤400,通过普朗克定律和辐射传输方程计算出通道地表温度,再计算出当前像元通道地表温度的平均值,得到计算窗口函数值的代价函数,然后利用代价函数逐窗口/像元计算其函数值,默认使得代价函数取最小值时其所对应的大气温度漂移和水汽缩放值为最优解,返回与其对应的各项大气参数,并完成大气修正过程。


2.根据权利要求1所述的大气补偿方法,其特征在于,
所述步骤100中的大气廓线信息采用既有廓线产品或大气再分析数据,所述地表发射率光谱通过现有算法进行估算得到或直接使用可获取的相关产品。


3.根据权利要求2所述的大气补偿方法,其特征在于,
所述质量控制及信息提取包括从卫星图像中筛选优质无云像元并提取观测辐射信息,从大气产品中提取影像范围内的大气温度廓线,湿度廓线以及压强和地面高程等信息,从发射率产品中提取影像范围内的通道发射率。


4.根据权利要求3所述的大气补偿方法,其特征在于,
所述信息融合是基于卫星影像的地理位置信息,实现观测辐射、大气廓线以及地表参数间的时空配准。


5.根据权利要求1所述的大气补偿方法,其特征在于,
所述大气参数靶标向量包括大气温度廓线的温度漂移向量,和大气水汽廓线的缩放向量。


6.根据权利要求5所述的大气补偿方法,其特征在于,
所述步骤300中的大气辐射传输模型包括但不限于MODTR...

【专利技术属性】
技术研发人员:张雨泽艾云飞耿丹阳苏航邓蕾孙云华赵鹏志孙士凯佘绍一
申请(专利权)人:中国交通通信信息中心中交信息技术国家工程实验室有限公司
类型:发明
国别省市:北京;11

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