[發明專利]基于光譜不變理論的植被藍天空反照率估算方法及裝置

有效

• 申請號: 202210770366.1
• 申請日: 2022-06-30
• 公開（公告）號: CN115292616B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發明（設計）人: 范聞捷;胡玲;彭乃杰;楊斯棋
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: G06F16/9537
• 分類號: G06F16/9537;G06F16/2455;G06F16/215;G01N21/55;G06F30/27
• 代理公司: 北京君尚知識產權代理有限公司 11200
• 代理人: 余長江

1.一種基于光譜不變理論的植被藍天空反照率估算方法，所述方法包括：

獲取目標地區的Sentinel-2數據與靜止氣象衛星數據；

提取所述Sentinel-2數據中晴空的Sentinel-2數據，并基于晴空Sentinel-2數據，確定葉片單次散射反照率和土壤背景反射率；

計算所述目標地區的植被生長節律，并結合所述Sentinel-2數據，確定逐日植被葉面積指數時間序列；

基于所述靜止氣象衛星數據，確定逐小時天空散射光比例；

基于所述葉片單次散射反照率、所述土壤背景反射率、所述逐日植被葉面積指數時間序列以及所述逐小時天空散射光比例，獲取所述目標地區的植被藍天空反照率；其中，所述基于所述葉片單次散射反照率、所述土壤背景反射率、所述逐日植被葉面積指數時間序列以及所述逐小時天空散射光比例，獲取所述目標地區的植被藍天空反照率，包括：

設定光子被葉片散射后再次與葉片發生碰撞的概率P，并結合所述葉片單次散射反照率，計算單一方向入射的光子在和植被元素經過一次或多次碰撞后被植被吸收的概率a_{c_dir}與半球方向入射的光子在和植被元素經過一次或多次碰撞后被植被吸收的概率a_{c_diff}；

設定描述冠層葉傾角分布的函數G與聚集指數ξ，并結合所述逐日植被葉面積指數時間序列，計算每一日的冠層對單方向入射光子的攔截概率i₀；

計算所述攔截概率i₀在半球空間的積分，得到冠層對半球方向入射光子的攔截概率

設定與葉片發生碰撞后被散射的光子向下逸出冠層的概率q_d，并結合所述葉片單次散射反照率與所述概率P，計算各個方向均勻入射光子的植被散射反射率

基于所述土壤背景反射率、所述植被散射反射率所述攔截概率分別計算光子經歷土壤和植被之間的任意次碰撞后均未被吸收的概率P_sr與光子經歷土壤和植被之間的任意次碰撞后被吸收的概率P_sa；

根據所述逐小時天空散射光比例、所述攔截概率i₀、所述概率a_{c_dir}、所述概率a_{c_diff}、所述植被散射反射率以及所述概率P_sr，得到不同波長下植被部分的吸收；

根據所述土壤背景反射率、所述逐小時天空散射光比例、所述攔截概率i₀、所述植被散射反射率以及所述概率P_sa，得到不同波長下土壤部分的吸收；

依據所述不同波長下植被部分的吸收與所述不同波長下土壤部分的吸收，獲取植被藍天空反照率。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述提取所述Sentinel-2數據中晴空的Sentinel-2數據，包括：

在所述Sentinel-2數據中獲取云覆蓋度小于設定值的Sentinel-2數據；

對小于設定值的Sentinel-2數據進行預處理，得到所述晴空Sentinel-2數據，其中，所述預處理包括：影像的輻射定標、幾何校正和大氣校正。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述Sentinel-2數據中的晴空Sentinel-2數據，確定葉片單次散射反照率，包括：

針對所述晴空Sentinel-2數據在可見光波段的葉片單次散射反照率變化，基于PROSAIL模型建立葉綠素值為查找條件的查找表，以確定可見光波段的葉片單次散射反照率；

基于所述晴空Sentinel-2數據，建立從紅外土壤反射率、植被覆蓋度、純植被冠層近紅外反射率指數到所述葉片單次散射反照率的查找表，以確定近紅外波段的葉片單次散射反照率；

根據葉片的等效水厚度與所述在近紅外波段的葉片單次散射反照率，得到在短波紅外波段的葉片單次散射反照率；

綜合可見光波段、近紅外波段與短波紅外波段的葉片單次散射反照率，得到所述葉片單次散射反照率。