[發明專利]一種消除植被冠層結構和地表背景影響的葉片反射率衛星遙感提取方法

有效

• 申請號: 201710789027.7
• 申請日: 2017-09-04
• 公開（公告）號: CN107688003B
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 方美紅;居為民;范渭亮;陳鏡明;張乾;邱鳳
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: G01N21/27
• 分類號: G01N21/27
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種消除植被冠層結構和地表背景影響的葉片反射率衛星遙感提取方法，主要包括以下步驟：

(1)將地面樣區的地理坐標與遙感影像匹配，提取對應像元的光譜，利用4-Scale模型確定遙感光譜對應的陽葉的可視概率(PT)、光照背景的可視概率(PG)；

(2)計算遙感影像像元光譜的角度指數(AI)：

其中λ₁、λ₂和λ₃為3個波段波長，設置λ₁＝645nm，λ₂＝858nm，λ₃＝1640nm，f₁、f₂和f₃分別為3個波段波長對應的反射率，同時將計算得到的AI與步驟(1)中得到的陽葉的可視概率(PT)、光照背景的可視概率(PG)進行相關分析，建立基于AI的PT和PG的估算模型；

(3)利用4-Scale模型模擬建立針對多次散射因子M的查找表，首先，根據傳感器的地面像元大小和成像條件來設置若干組符合客觀現實的觀測幾何參數、植被冠層結構參數，再選擇任意一組背景反射率ρ_PG和葉片反射率ρ_L，利用4-Scale模型模擬得到冠層反射率ρ、PT和PG，代入下式計算M：

然后，根據模擬結果以葉面積指數(LAI)、陽葉可視概率(PT)和光照背景可視概率(PG)作為3個檢索項，建立多個M的查找表，M值與波長相關；

(4)對于衛星觀測的遙感影像，先進行遙感影像的預處理，包括大氣校正、幾何校正、像元分類和非植被像元掩膜處理，得到植被像元的冠層反射率光譜ρ；然后根據地表背景類型，選擇土壤光譜數據庫中對應的典型地物反射率作為背景反射率ρ_PG；再利用基于AI的PT和PG的估算模型估算植被像元的PT和PG；同時，根據已經利用地面數據校準過的LAI的遙感估算模型，進行LAI的遙感反演，或者采用已有的經過系統驗證的LAI標準產品；進而基于PT、PG和LAI確定M；最后所有結果代入光譜降尺度模型中：

求得植被像元平均葉片反射率。

2.根據權利要求1所述的一種消除植被冠層結構和地表背景影響的葉片反射率衛星遙感提取方法，其特征在于步驟(2)中，通過計算遙感影像像元光譜的角度指數(AI)來刻畫冠層反射率的光譜形態特征，分別建立基于AI的陽葉可視概率(PT)和光照背景可視概率(PG)的估算模型，進而利用光譜的AI指數直接估算陽葉可視概率(PT)、光照背景可視概率(PG)。