[發明專利]一種高空間分辨率地表溫度生成方法

有效

• 申請號: 201910562425.4
• 申請日: 2019-06-26
• 公開（公告）號: CN110319938B
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 侯舒維;袁素春;鄭小松;張建華;周月恒
• 申請（專利權）人: 西安空間無線電技術研究所
• 主分類號: G01J5/00
• 分類號: G01J5/00;G06T7/33
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張麗娜

1.一種高空間分辨率地表溫度生成方法，其特征在于包括如下步驟：

(1)獲取目標地的高分辨遙感影像和低分辨遙感影像，目標地上分為N*N個像素級區域；

所述的高分辨遙感影像為多光譜譜段的遙感影像；

所述的低分辨遙感影像包括熱紅外譜段遙感影像和多光譜譜段遙感影像；

(2)將步驟(1)獲取的高分辨遙感影像和低分辨遙感影像進行譜段配準，得到配準后的高分辨遙感影像和配準后的低分辨遙感影像，配準后的低分辨遙感影像包括配準后的熱紅外譜段遙感影像和配準后的多光譜譜段遙感影像；

(3)根據步驟(2)得到的配準后的高分辨遙感影像計算高分地表覆蓋信息，根據步驟(2)得到的配準后的低分辨遙感影像計算低分地表覆蓋信息；

(4)根據步驟(2)得到的配準后的高分辨遙感影像和步驟(2)得到的配準后的熱紅外譜段遙感影像計算數據級細化的低分地表溫度；

(5)根據步驟(3)得到的低分地表覆蓋信息和步驟(4)得到的低分地表溫度，建立低分地表溫度回歸模型；

(6)根據步驟(5)建立的低分地表溫度回歸模型和步驟(3)得到的高分地表覆蓋信息，建立高分地表溫度回歸模型；

(7)根據步驟(6)得到的高分地表溫度回歸模型，得到目標地的地表溫度值，得到的目標地的地表溫度值包括若干個像素級的溫度值；

(8)根據步驟(7)得到的每個像素級區域的溫度值與設定閾值進行比較，根據比較結果，如果像素級區域的溫度值高于設定閾值，則表示目標地上該像素級區域的溫度異常，如果像素級區域的溫度值不高于設定閾值，則表示目標地上該像素級區域位置的溫度正常；

所述的步驟(3)中，地表覆蓋信息指的是地物類型光譜指數，包括歸一化植被指數NDVI、歸一化水體指數NDWI和歸一化建筑物指數NDBI；

所述的步驟(4)中，計算數據級細化的低分地表溫度的方法為：

第一步，根據配準后的高分辨遙感影像，得到地表比輻射值ε；

第二步，根據配準后的低分辨遙感影像，計算目標地上每個像素級區域的亮溫值T；

第三步，根據第一步得到的地表比輻射值ε和第二步得到的每個像素級區域的亮溫值T，采用單通道地表溫度反演方法，得到數據級細化的低分地表溫度值；

所述的步驟(5)中，低分地表溫度回歸模型為

LST_l＝f(NDVI_l,NDWI_l,NDBI_l)

其中，LST_l為低分地表溫度，NDVI_l為低分地表溫度歸一化植被指數的值，NDWI_l為低分地表溫度歸一化水體指數的值，NDBI_l為低分地表溫度歸一化建筑物指數的值；f為地表覆蓋信息和地表溫度之間的函數；

所述的步驟(6)中，高分地表溫度回歸模型為：

LST′_h＝f(NDVI_h,NDWI_h,NDBI_h)+Δ

Δ＝LST_h-LST_l

其中，LST′_h為高分地表溫度的預測值，NDVI_h為高分地表溫度歸一化植被指數的值，NDWI_h為高分地表溫度歸一化水體指數的值，NDBI_h為高分地表溫度歸一化建筑物指數的值；f為地表覆蓋信息和地表溫度之間的函數；Δ為回歸誤差，即為高分地表溫度與低分地表溫度回歸模型之間的 誤差，其中，LST_h為高分地表溫度，LST_l為根據低分地表溫度回歸模型計算得到的地表溫度。

2.根據權利要求1所述的一種高空間分辨率地表溫度生成方法，其特征在于：所述的步驟(1)中，多光譜譜段包括紅波段、綠波段、近紅外波段和短波紅外波段。

3.根據權利要求1所述的一種高空間分辨率地表溫度生成方法，其特征在于：所述的步驟(2)中，譜段配準包括低分辨遙感影像與高分辨遙感影像之間的配準，還包括低分辨遙感影像中熱紅外譜段遙感影像和多光譜譜段遙感影像之間的配準。