一种冰川反照率反演方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种冰川反照率反演方法及系统，该方法包括：获取研究区域的光学遥感影像和数字高程模型；对光学遥感影像进行辐射定标，得到光学遥感影像每个像元的表观反射率；基于太阳天顶角和每个像元的太阳有效入射角对光学遥感影像的阴阳坡进行划分，得到阴影模型；基于阴影模型对光学遥感影像进行地形校正，得到光学遥感影像每个像元地形校正后的表观反射率；对每个像元地形校正后的表观反射率进行大气校正，得到每个像元不同波段的地表反射率；通过半经验公式和每个像元对应波段的地表反射率，计算研究区域的冰川反照率，以解决人为划分阴阳坡所造成的地形校正过程繁琐且校正效果不理想的问题，从而提高冰川反照率的反演精度。反演精度。反演精度。

【技术实现步骤摘要】
一种冰川反照率反演方法及系统


[0001]本专利技术涉及遥感
，尤其涉及一种冰川反照率反演方法及系统。

技术介绍

[0002]冰川反照率是决定冰川消融的关键因子，它决定着冰川表面对太阳辐射的吸收量，能更好地反映全球气候变化。目前，国内外利用遥感影像进行地表反照率反演的方法是人为划分阴阳坡，存在一定程度的主观因素，造成地形校正过程繁琐且校正效果不理想，从而影响到冰川反照率的反演精度。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种冰川反照率反演方法及系统，能够解决人为划分阴阳坡所造成的地形校正过程繁琐且校正效果不理想的问题，以提高冰川反照率的反演精度。
[0004]本专利技术实施例提供了一种冰川反照率反演方法，包括：
[0005]获取研究区域的光学遥感影像和数字高程模型；
[0006]基于所述数字高程模型，得到所述光学遥感影像每个像元的坡度和坡向值；
[0007]对所述光学遥感影像中每个像元的亮度值进行辐射定标，得到所述光学遥感影像中每个像元的初始表观反射率；
[0008]从所述光学遥感影像中获取太阳天顶角和太阳方位角；
[0009]根据所述太阳天顶角、所述太阳方位角、所述光学遥感影像每个像元的坡度和坡向值，计算所述光学遥感影像中每个像元的太阳有效入射角；
[0010]根据所述太阳天顶角和所述光学遥感影像中每个像元的太阳有效入射角，对所述光学遥感影像的阴阳坡进行划分，以得到阴影模型；
[0011]基于所述阴影模型，对所述光学遥感影像中每个像元的初始表观反射率进行地形校正，得到所述光学遥感影像中每个像元地形校正后的表观反射率；
[0012]对所述光学遥感影像中每个像元地形校正后的表观反射率进行大气校正，得到所述光学遥感影像中每个像元在不同波段的地表反射率；
[0013]通过预先选取的半经验公式和所述光学遥感影像中每个像元在不同波段的地表反射率，计算所述光学遥感影像中每个像元对应的冰川反照率。
[0014]作为上述方案的改进，所述基于所述阴影模型，对所述光学遥感影像中每个像元的初始表观反射率进行地形校正，得到所述光学遥感影像中每个像元地形校正后的表观反射率，包括：
[0015]根据所述阴影模型每个像元的像元值、所述阴影模型中所有像元的像元值的平均值、所述光学遥感影像中所有像元的初始表观反射率的平均值、所述光学遥感影像中阴坡所有像元的初始表观反射率的平均值、所述光学遥感影像中阳坡所有像元的初始表观反射率的平均值，计算模型修正系数；
[0016]根据所述模型修正系数、所述阴影模型每个像元的像元值、所述阴影模型中所有
像元的像元值的平均值，对所述光学遥感影像中每个像元的初始表观反射率进行地形矫正，得到所述光学遥感影像中每个像元地形校正后的表观反射率。
[0017]作为上述方案的改进，所述根据所述阴影模型每个像元的像元值、所述阴影模型中所有像元的像元值的平均值、所述光学遥感影像中所有像元的初始表观反射率的平均值、所述光学遥感影像中阴坡所有像元的初始表观反射率的平均值、所述光学遥感影像中阳坡所有像元的初始表观反射率的平均值，计算模型修正系数，包括：
[0018]根据所述阴影模型每个像元的像元值和所述阴影模型所有像元的像元值的平均值，对所述光学遥感影像中每个像元的初始表观反射率进行一阶校正，得到所述光学遥感影像中每个像元一阶校正的表观反射率；
[0019]根据所述光学遥感影像中所有像元的初始表观反射率的平均值、所述光学遥感影像中阴坡所有像元的初始表观反射率的平均值、所述光学遥感影像中阳坡所有像元的初始表观反射率的平均值，所述光学遥感影像中阴坡所有像元一阶校正的表观反射率的平均值、所述光学遥感影像中阳坡所有像元一阶校正的表观反射率的平均值，计算模型修正系数。
[0020]作为上述方案的改进，所述根据所述阴影模型每个像元的像元值和所述阴影模型所有像元的像元值的平均值，对所述光学遥感影像中每个像元的初始表观反射率进行一阶校正，得到所述光学遥感影像中每个像元一阶校正的表观反射率，具体为：
[0021]根据以下公式，计算所述光学遥感影像中每个像元一阶校正的表观反射率
[0022][0023]其中，L
T
为光学遥感影像中对应像元的初始表观反射率，υ
K
为阴影模型中所有像元的像元值的平均值，X为阴影模型中对应像元的像元值。
[0024]作为上述方案的改进，所述根据所述光学遥感影像中所有像元的初始表观反射率的平均值、所述光学遥感影像中阴坡所有像元的初始表观反射率的平均值、所述光学遥感影像中阳坡所有像元的初始表观反射率的平均值，所述光学遥感影像中阴坡所有像元一阶校正的表观反射率的平均值、所述光学遥感影像中阳坡所有像元一阶校正的表观反射率的平均值，计算模型修正系数，具体为：
[0025]根据以下公式，计算模型修正系数C：
[0026][0027]其中，υ为光学遥感影像中所有像元的初始表观反射率的平均值，N为光学遥感影像中阴坡所有像元的初始表观反射率的平均值，N1为光学遥感影像中阴坡所有像元一阶校正的表观反射率的平均值，S为光学遥感影像中阳坡所有像元的初始表观反射率的平均值，S1为光学遥感影像中阳坡所有像元一阶校正的表观反射率的平均值。
[0028]作为上述方案的改进，所述根据所述模型修正系数、所述阴影模型每个像元的像元值、所述阴影模型中所有像元的像元值的平均值，对所述光学遥感影像中每个像元的初始表观反射率进行地形矫正，得到所述光学遥感影像中每个像元地形校正后的表观反射率，具体为：
[0029]根据以下公式，计算所述光学遥感影像中每个像元地形校正后的表观反射率
[0030][0031]其中，L
T
为光学遥感影像中对应像元的初始表观反射率，υ
K
为阴影模型中所有像元的像元值的平均值，X为阴影模型中对应像元的像元值，C为模型修正系数。
[0032]作为上述方案的改进，所述对所述光学遥感影像中每个像元的亮度值进行辐射定标，得到所述光学遥感影像中每个像元的初始表观反射率，包括：
[0033]获取所述光学遥感影像的校正增量系数和校正偏移量；
[0034]根据以下公式，计算所述光学遥感影像中每个像元的表观反射率L：
[0035]L＝Gain
·
DN+Bias；
[0036]其中，Gain为光学遥感影像的校正增量系数，DN为光学遥感影像中对应像元的亮度值，Bias为光学遥感影像的校正偏移量。
[0037]作为上述方案的改进，所述根据所述太阳天顶角、所述太阳方位角、所述光学遥感影像每个像元的坡度和坡向值，计算所述光学遥感影像中每个像元的太阳有效入射角，具体为：
[0038]根据以下公式，计算所述光学遥感影像中每个像元的太阳有效入射角i：
[0039][0040]其中，z为太阳天顶角，S为光学遥感影像中对应像元的坡度，为太阳方位角，为光学遥感本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种冰川反照率反演方法，其特征在于，包括：获取研究区域的光学遥感影像和数字高程模型；基于所述数字高程模型，得到所述光学遥感影像每个像元的坡度和坡向值；对所述光学遥感影像中每个像元的亮度值进行辐射定标，得到所述光学遥感影像中每个像元的初始表观反射率；从所述光学遥感影像中获取太阳天顶角和太阳方位角；根据所述太阳天顶角、所述太阳方位角、所述光学遥感影像每个像元的坡度和坡向值，计算所述光学遥感影像中每个像元的太阳有效入射角；根据所述太阳天顶角和所述光学遥感影像中每个像元的太阳有效入射角，对所述光学遥感影像的阴阳坡进行划分，以得到阴影模型；基于所述阴影模型，对所述光学遥感影像中每个像元的初始表观反射率进行地形校正，得到所述光学遥感影像中每个像元地形校正后的表观反射率；对所述光学遥感影像中每个像元地形校正后的表观反射率进行大气校正，得到所述光学遥感影像中每个像元在不同波段的地表反射率；通过预先选取的半经验公式和所述光学遥感影像中每个像元在不同波段的地表反射率，计算所述光学遥感影像中每个像元对应的冰川反照率。2.如权利要求1所述的冰川反照率反演方法，其特征在于，所述基于所述阴影模型，对所述光学遥感影像中每个像元的初始表观反射率进行地形校正，得到所述光学遥感影像中每个像元地形校正后的表观反射率，包括：根据所述阴影模型每个像元的像元值、所述阴影模型中所有像元的像元值的平均值、所述光学遥感影像中所有像元的初始表观反射率的平均值、所述光学遥感影像中阴坡所有像元的初始表观反射率的平均值、所述光学遥感影像中阳坡所有像元的初始表观反射率的平均值，计算模型修正系数；根据所述模型修正系数、所述阴影模型每个像元的像元值、所述阴影模型中所有像元的像元值的平均值，对所述光学遥感影像中每个像元的初始表观反射率进行地形矫正，得到所述光学遥感影像中每个像元地形校正后的表观反射率。3.如权利要求2所述的冰川反照率反演方法，其特征在于，所述根据所述阴影模型每个像元的像元值、所述阴影模型中所有像元的像元值的平均值、所述光学遥感影像中所有像元的初始表观反射率的平均值、所述光学遥感影像中阴坡所有像元的初始表观反射率的平均值、所述光学遥感影像中阳坡所有像元的初始表观反射率的平均值，计算模型修正系数，包括：根据所述阴影模型每个像元的像元值和所述阴影模型所有像元的像元值的平均值，对所述光学遥感影像中每个像元的初始表观反射率进行一阶校正，得到所述光学遥感影像中每个像元一阶校正的表观反射率；根据所述光学遥感影像中所有像元的初始表观反射率的平均值、所述光学遥感影像中阴坡所有像元的初始表观反射率的平均值、所述光学遥感影像中阳坡所有像元的初始表观反射率的平均值，所述光学遥感影像中阴坡所有像元一阶校正的表观反射率的平均值、所述光学遥感影像中阳坡所有像元一阶校正的表观反射率的平均值，计算模型修正系数。4.如权利要求3所述的冰川反照率反演方法，其特征在于，所述根据所述阴影模型每个
像元的像元值和所述阴影模型所有像元的像元值的平均值，对所述光学遥感影像中每个像元的初始表观反射率进行一阶校正，得到所述光学遥感影像中每个像元一阶校正的表观反射率，具体为：根据以下公式，计算所述光学遥感影像中每个像元一阶校正的表观反射率根据以下公式，计算所述光学遥感影像中每个像元一阶校正的表观反射率其中，L
T
为光学遥感影像中对应像元的初始表观反射率，υ
K
为阴影模型中所有像元的像元值的平均值，X为阴影模型中对应像元的像元值。5.如权利要求3所述的冰川反照率反演方法，其特征在于，所述根据所述光学遥感影像中所有像元的初始表观反射率的平均值、所述光学遥感影像中阴坡所有像元的初始表观反射率的平均值、所述光学遥感影像中阳坡所有像元的初始表观反射率的平均值，所述光学遥感影像中阴坡所有像元一阶校正的表观反射率的平均值、所述光学遥感影像中阳坡所有像元一阶校正的表观反射率...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建江，王明省，祁芳，张郁，郝旦，余锐，杨剑华，黄龙强，刘立越，吴闻，
申请(专利权)人：广州市城市规划勘测设计研究院，
类型：发明
国别省市：