[發(fā)明專利]一種高空間分辨率地表溫度生成方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910562425.4
• 申請日: 2019-06-26
• 公開（公告）號: CN110319938B
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 侯舒維;袁素春;鄭小松;張建華;周月恒
• 申請（專利權(quán)）人: 西安空間無線電技術(shù)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

本發(fā)明涉及一種高空間分辨率地表溫度生成方法，屬于數(shù)字圖像處理技術(shù)領(lǐng)域。與現(xiàn)有的高空間分辨率的地表溫度生成方法不同，本專利考慮到不同傳感器之間的差異，結(jié)合了高空間分辨率的地表覆蓋信息和低空間分辨率地表溫度回歸模型的優(yōu)勢，直接建立了高空間分辨率的地表溫度回歸模型，從而解決了熱紅外遙感器空間分辨率普遍較低，無法提供細化的地表溫度問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高空間分辨率地表溫度生成方法，屬于數(shù)字圖像處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

地表溫度是環(huán)境監(jiān)測的重要參數(shù)，比如能量平衡與輻射傳輸模型建模、城市熱島效應監(jiān)測、陸地表面碳的回收等。除此之外，它還可以用于火點監(jiān)測、水體熱污染監(jiān)測、鋼鐵廠去產(chǎn)能監(jiān)測及氣候變化監(jiān)測等。

然而，具有熱紅外遙感的傳感器空間分辨率不高，因此，要獲得細化的高空間分辨率的地表溫度十分困難。實際應用中，很多的環(huán)境監(jiān)測應用都需要進行小尺度的地表溫度反演，比如小面積的秸稈焚燒監(jiān)測、水體的熱污染監(jiān)測、工廠的去產(chǎn)能監(jiān)測等。因此，研究高空間分辨率的地表溫度生成方法技術(shù)，對于提升熱紅外遙感器的監(jiān)測能力具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)解決問題是：針對目前熱紅外遙感器的空間分辨率較低，而具有高空間分辨率的遙感器又不具有熱紅外譜段的問題，本發(fā)明提出一種高空間分辨率地表溫度生成方法，該方法可以融合不同遙感器的優(yōu)勢，直接得到高空間分辨率的地表溫度值，這將在節(jié)省熱紅外遙感器性能改進成本的情況下，通過本方法即可解決地表溫度的細化問題，該方法首先根據(jù)低分辨多光譜譜段信息，進行低分辨地表覆蓋信息的計算，然后結(jié)合數(shù)據(jù)級細化的地表溫度結(jié)果，建立低分辨地表溫度的回歸模型；然后，利用該回歸模型和高分辨地表覆蓋信息，預測高分辨地表溫度，預測過程中加入低分辨地表溫度回歸模型的殘差，從而最終得到高分辨地表溫度。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種高空間分辨率地表溫度生成方法，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(qū)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(jù)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(jù)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(jù)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(shù)據(jù)級細化的低分地表溫度；

(5)根據(jù)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(jù)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(jù)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，即得到目標地上每個像素級區(qū)域的溫度值；

(8)根據(jù)步驟(7)得到的每個像素級區(qū)域的溫度值與設(shè)定閾值進行比較，根據(jù)比較結(jié)果，如果像素級區(qū)域的溫度值高于設(shè)定閾值，則表示目標地上該像素級區(qū)域的溫度異常，根據(jù)異常結(jié)果對目標地上該像素級區(qū)域的溫度高溫異常措施進行指導，如果像素級區(qū)域的溫度值不高于設(shè)定閾值，則表示目標地上該像素級區(qū)域位置的溫度正常。

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；