一种基于改进地理加权回归模型的地表温度降尺度方法技术

本发明专利技术属于遥感图像增强的技术领域，涉及一种基于改进地理加权回归模型的地表温度降尺度方法，包括获取遥感数据进行预处理，根据预处理的遥感数据计算尺度因子和温度差异系数；利用温度差异系数构建改进的地理加权回归模型，建立低空间分辨率下地表温度与尺度因子的回归关系，得到回归系数和残差；通过普通克里金插值将回归系数和残差的低空间分辨率提高到目标高空间分辨率；降低尺度并输入改进的地理加权回归模型，根据之前的地表温度与尺度因子的回归关系得到高空间分辨率下的地表温度值，本发明专利技术加入不同地表覆盖类型下的温度情况来表征不同地类之间的差异，通过不同地表覆盖类型的温度差异系数优化模型中的权重矩阵，提升降尺度结果的精度。提升降尺度结果的精度。提升降尺度结果的精度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于改进地理加权回归模型的地表温度降尺度方法


[0001]本专利技术属于遥感图像增强的
，涉及一种基于改进地理加权回归模型的地表温度降尺度方法。

技术介绍

[0002]地表温度(Land Surface Temperature,LST)是影响环境生态和气候系统的关键参数之一，在地表能量平衡分析，野火探测，研究不同空间尺度的气候变化等应用中至关重要。由于地表温度与城市热岛息息相关，也广泛用于研究城市热岛效应。通过热红外遥感可以动态地探测地表温度以及其空间上的分布差异。很多卫星传感器可以提供热红外光谱数据，包括Landsat TM/ETM+和TerraASTER等，由此衍生出许多公开可用的地表温度产品。极轨卫星地表温度产品具有良好的辐射精度和中高等的空间分辨率，但获取时间间隔较长。静止卫星提供了更高频率的探测，然其空间分辨率较低，通常为3千米或4千米。对于单个卫星传感器来说，由于卫星荷载量和传感器技术所限，获取的地表温度数据存在时间和空间分辨率上的固有矛盾。
[0003]目前的单个卫星传感器不能同时提供高空间和时间分辨率的热红外数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于改进地理加权回归模型的地表温度降尺度方法，包括以下步骤：S1.获取遥感数据并进行预处理，根据预处理后的遥感数据计算尺度因子和温度差异系数；S2.利用温度差异系数构建改进的地理加权回归模型，通过改进的地理加权回归模型建立低空间分辨率下地表温度与尺度因子的回归关系，根据回归关系得到低空间分辨率下的回归系数和残差；S3.通过普通克里金插值将回归系数和残差的低空间分辨率提高到目标高空间分辨率；S4.降低预处理后的遥感数据的尺度并输入改进的地理加权回归模型，根据低空间分辨率下地表温度与尺度因子的回归关系得到高空间分辨率下的地表温度值。2.根据权利要求1所述的一种基于改进地理加权回归模型的地表温度降尺度方法，其特征在于，获取的遥感数据包括MODIS地表温度数据、MODIS土地覆盖数据和Landsat 8地表反射率数据，采用几何裁剪和重投影对遥感数据进行预处理。3.根据权利要求2所述的一种基于改进地理加权回归模型的地表温度降尺度方法，其特征在于，采用Landsat 8地表反射率数据计算尺度因子，尺度因子包括归一化植被指数NDVI、归一化水体指数NDWI和归一化建筑指数NDBI，计算方式为：计算方式为：计算方式为：其中R
RED
，R
NIR
，R
SWIR1
，R
GREEN
分别为Landsat 8红波段、近红外波段、第一短波红外波段和绿波段的地表反射率。4.根据权利要求2所述的一种基于改进地理加权回归模型的地表温度降尺度方法，其特征在于，根据MODIS土地覆盖数据统计出每种地表覆盖类型下的数据点，然后根据MODIS地表温度数据计算出各地表覆盖类型的平均地表温度、最高和最低平均地表温度，由此计算不同地表覆盖类型的温度差异系数，计算方式为：其中，和分别表示数据点i和数据点j所在地表覆盖类型的平均地表温度，和分别表示MODIS地表温度数据中所有地表覆盖类型的最高平均地表温度和最低平均地表温度。5.根据权利要求1所述的一种基于改进地理加权回归模型的地表温度降尺度方法，其特征在于，构建的改进的地理加权回归模型表示为：
其中，(u
i
,v
i
)代表数据点i的空间坐标，n是尺度因子个数，y
i
是地表温度在数据点i的观测值，x
ik
是第k个尺度因子在数据点i的观测值，β0(u
i
,v
i
)和β
k
(u
i
,v
i
)是回归参数，β
k
(u
i
,v
i

【专利技术属性】
技术研发人员：罗小波，王植，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：