[發明專利]一種TM/ETM+影像大氣校正產品質量評價方法

有效

• 申請號: 201110388540.8
• 申請日: 2011-11-30
• 公開（公告）號: CN102495405A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 劉耀林;趙翔;劉艷芳;劉殿鋒;馬瀟雅;王華;劉中秋
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G01S7/497
• 分類號: G01S7/497
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 魯力

1.?一種TM/ETM+影像大氣校正產品質量評價方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，獲取產品影像，并隨機選取一期經過驗證的高質量TM/ETM+地表反射率影像作為產品影像大氣校正質量評價的參考影像；

步驟2，匹配步驟1中的產品影像和參考影像之間的地理坐標系；

步驟3，采用系統抽樣的方法，分別根據地表分布狀況從產品影像和參考影像中抽取若干樣本，并分別計算產品影像和參考影像對應樣本在參考影像和產品影像上的光譜值，其中樣本各波段光譜值為樣本在該波段像元集合光譜值的平均值；

步驟4，分別進行上述步驟2中的產品影像和參考影像對應樣本在產品影像和參考影像的不變地物樣本識別，并保存有效的不變地物樣本；

步驟5，采用回歸分析方法根據步驟4中有效的不變地物樣本分析產品影像的大氣校正質量。

2.?根據權利要求1所述的一種TM/ETM+影像大氣校正產品質量評價方法，其特征在于，所述的步驟1中，參考影像是通過實地驗證的高質量影像或者美國NASA下載的表面反射率產品。

3.?根據權利要求1所述的一種TM/ETM+影像大氣校正產品質量評價方法，其特征在于，所述的步驟2中，該匹配步驟包括比較產品影像和參考影像之間的空間分辨率、地理坐標系的投影參數、橢球參數是否一致，若不一致，則進行參數的一致性處理后執行步驟3。

4.?根據權利要求1所述的一種TM/ETM+影像大氣校正產品質量評價方法，其特征在于，所述的步驟3中，劃分若干樣本的具體方法為：根據產品影像的地表分布狀況，每隔固定的行列設置一個3*3或5*5像元大小的樣本，用于提取和比較產品影像與參考影像之間的光譜一致性；并依據實驗區的地表覆蓋復雜程度選擇執行：

當實驗區的地表覆蓋復雜時，不變地物選擇采樣間距為：每隔10個像元進行采樣，樣本大小為：3*3；

當實驗區地表覆蓋單一，且不變地物較多時，不變地物選擇采樣間距為：每隔50-200個像元進行采樣，樣本大小為：5*5。

5.根據權利要求1所述的一種TM/ETM+影像大氣校正產品質量評價方法，其特征在于，所述的步驟3中光譜值的計算是計算上述步驟3劃分的若干樣本在TM/ETM+影像波段1,2,3,4,5,7上的像元光譜平均值和變異系數。

6.?根據權利要求1所述的一種TM/ETM+影像大氣校正產品質量評價方法，其特征在于，所述的步驟4中，不變地物樣本識別包括以下步驟：

步驟4.1，樣本同質性判斷步驟：設樣本S在波段i上所包含的像元集合為C，則樣本S在該波段的光譜值為C的像元光譜平均值；樣本在波段i上的變異系數用于度量樣本的同質性,其取值為集合C的像元光譜值標準差與平均值的比值，當樣本在參考影像和產品影像上各波段光譜變異系數同時滿足如下條件時，該樣本認為是同質樣本，并剔除無效的非同質樣本：樣本在TM/ETM+影像的波段1上的變異系數≤0.15，在波段2,3,4,5,7上的變異系數≤0.1；

步驟4.2，針對步驟4.1已經完成的同質樣本進行NDVI指數判斷后保存不變地物樣本，剔除無效的非不變地物樣本，具體步驟是：

步驟4.21，分別計算同質樣本在參考影像和產品影像上的歸一化植被指數NDVI；

步驟4.22，計算同質樣本在參考影像和產品影像上各波段光譜值的相關系數R和歸一化植被指數差值的絕對值ΔNDVI；

步驟4.23，當R≥0.9，且ΔNDVI≤0.1時，該同質樣本被認為是有效的不變地物樣本，同時剔除無效樣本。

7.?根據權利要求1所述的一種TM/ETM+影像大氣校正產品質量評價方法，其特征在于，所述的步驟5中，大氣校正質量的具體判斷步驟如下：

步驟1，采用線性回歸模型分析不變地物樣本在產品影像和參考影像上的光譜一致性，得到式一的回歸方程，并計算相關系數R即式二和樣本光譜均方根誤差RMSD即式三：

????????????????????????????????????????????????????????????????????式一

?????????????式二

?????????????????式三

式中：X為所有樣本在參考影像上各波段光譜值的集合，Y所有樣本在產品影像上對應光譜值的集合，X??為X的平均值，Y??為Y的平均值，N為樣本數量與影像波段數之積；

步驟2，評價TM/ETM+影像大氣校正產品質量：當a和R的值接近于1；且b和RMSD接近于0時，表明產品影像和參考影像之間光譜一致性好，影像大氣校正質量高。