[發明專利]一種基于多源遙感數據的高分辨率衛星遙感估算方法

有效

• 申請號: 201610307332.3
• 申請日: 2016-05-10
• 公開（公告）號: CN106019408B
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發明（設計）人: 史舟;劉用;馬自強;楊亞輝
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01W1/10
• 分類號: G01W1/10
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司33200
• 代理人: 張法高,傅朝棟

1.一種基于多源遙感數據的高分辨率衛星遙感估算方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1)數據獲取：獲取待測區域的TMPA 3B43 v7降水數據、MODIS衛星遙感影像數據以及ASTERGDEM衛星遙感影像數據，同時收集待測區域內地面觀測站點的日降水量觀測值；其中MODIS衛星遙感影像數據包括MOD11A2數據產品和MOD13A2數據產品；

步驟2)數據預處理：將步驟1)獲取的TMPA 3B43 v7降水數據的時間分辨率處理為月；將ASTER GDEM衛星遙感影像數據進行聚合計算分別得到空間分辨率為1km和25km的DEM數據；從MOD11A2數據產品中提取白天地表溫度和晚上地表溫度參量，并通過聚合計算分別得到空間分辨率為1km和25km的白天地表溫度數據以及空間分辨率為1km和25km的晚上地表溫度數據；從MOD13A2數據產品中提取植被指數參量，經過異常值剔除處理后，通過聚合計算分別得到空間分辨率為1km和25km的植被指數數據；從ASTER GDEM衛星遙感影像數據中提取、聚合計算分別得到1km和25km的坡度、地形濕度指數、坡長坡度、谷底平坦指數、地表粗糙度和地表反射率數據；

步驟3)進行建模及參數率定：將步驟2)處理后的25kmTMPA 3B43 v7降水數據作為因變量，以空間分辨率為25km的植被指數、數字高程模型、白天地表溫、晚上地表溫、地形濕度指數、坡度、地表粗糙度、地表反射率和谷底平坦指數9個數據作為自變量進行建模及參數率定；

所采用的參數估算模型形式為：

其中，N表示參數估算模型中自變量個數；a_n表示第n個環境變量的系數；a₀表示模型參數的常數項系數；y_n表示降雨量預測值；x_n表示第n個環境變量；

a₀和a_n的計算公式如下：

其中:k代表地面觀測站點個數；x_in代表第i個地面觀測站點的第n個環境變量的值，y_i代表的是第i個地面觀測站點的日降水量觀測值，代表第n個環境變量因子的均值，代表所有地面觀測站點的日降水量觀測值的均值；

參數率定后的模型為：

Y_precip＝210.088+0.102×X_dem-20.7×X_{lst_day}+40.4×X_{lst_night}-8.4×X_slope+0.54×X_rug+1201×X_ndvi-23×X_twi+0.0005×X_rad+31×X_mrvbf

其中Y_precip是1km地面降雨預測值，X_dem代表的是1km數字高程模型的柵格值，X_{lst_day}代表的是1km白天地表溫度柵格值，X_{lst_night}代表的是1km晚上地表溫度柵格值，X_slope代表的是1km坡度柵格值，X_ndvi代表的是1km植被指數柵格值，X_twi代表的是1km地形濕度指數柵格值,X_rug代表的是1km地表粗糙度，X_rad代表的是1km地表反射率，X_mrvbf代表的是1km谷底平坦指數；

步驟4)高精度降水數據預測制圖：基于步驟3)在25km空間分辨率下建立的模型應用到空間分辨率為1km的環境變量中進行建模預測，從而得到1km的高精度降水數據；同時將空間分辨率為25km的降水殘差值進行重采樣得到空間分辨率為1km，并將其與空間分辨率為1km地面降水量預測值數據相加，得到空間分辨率為1km的高精度降水數據。

2.如權利要求1所述的一種基于多源遙感數據的高分辨率衛星遙感估算方法，其特征在于，所述的步驟1)中，TMPA 3B43 v7降水數據的空間分辨率為0.25°×0.25°，時間分辨率為月；所述的ASTER GDEM衛星遙感影像數據的空間分辨率為90m；所述的MODIS衛星遙感影像數據的空間分辨率為1km，時間分辨率為8天。