[發明專利]一種顧及時空特征的云覆蓋像元地表溫度重建方法

有效

• 申請號: 202010616766.8
• 申請日: 2020-07-01
• 公開（公告）號: CN111915694B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 王愛輝;楊英寶;潘鑫;章勇;胡解君德;朱晶晶;姜松秀
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G06T11/00
• 分類號: G06T11/00;G01J5/48;G01N21/17;G01N21/55;G01W1/02
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 常虹

1.一種顧及時空特征的云覆蓋像元地表溫度重建方法，其特征在于，包括：

S1、對目標區域在時間段T_last＝[d_begin,t_begin,d_stop,t_stop]內的LST圖像序列進行像元判斷，將云覆蓋像元處的LST值設為無效，其他像元處的LST值設為有效；所述LST圖像序列由靜止氣象衛星采集；T_last的起始時刻為d_begin日t_begin時，終止時刻為d_stop日t_stop時；

根據目標區域的快速大氣訂正云圖產品計算目標區域的NDVI數據，并對NDVI數據進行處理，得到時間段T_last內目標區域的NDVI圖像序列；

S2、遍歷時間段T′_last＝[d_begin+nt,t_begin,d_stop-nt,t_stop]內每一個LST值無效的像元，對其進行時間域LST重建，nt為時間窗口尺寸值；

S3、如目標區域在時間段T′_last內仍有無效LST值，遍歷每一個LST值無效的像元，對其進行空間域LST重建；

S4、如目標區域在時間段T′_last內仍有無效LST值，跳轉至步驟S2進行下一次時空重建，直到目標區域在時間段T′_last內的LST值均有效；

S5、對步驟S4得到的目標區域在時間段T′_last內的LST圖像序列進行S-G濾波；

所述步驟S2中時間域LST重建具體步驟為：

S21、設待重建(x_p,y_p)處像元在d_p日t_p時的LST值；根據LST圖像序列獲取(x_p,y_p)處像元在時間段T_last內的LST值序列，截取其中LST值無效的子序列，獲取子序列兩端LST值有效的時刻，分別記為LST(x_p,y_p,d₀,t₀)和LST(x_p,y_p,d_end,t_end)；如果d₀＝d_end＝d_p，按照步驟S22對(x_p,y_p)處像元在d_p日t_p時的LST值進行重建，否則結束(x_p,y_p)處的時間域LST重建，跳轉至S21進行下一個LST無效像元的時間域重建；

S22、構建(x_p,y_p)處像元以d_p日為中心的時間窗口：d_p-nt≤d_k≤d_p+nt；

計算時間窗口內同一日中t₀、t_p、t_end時(x_p,y_p)處LST值均有效的數量Nt；如果Nt＝0，結束(x_p,y_p)處的時間域LST重建，跳轉至S21進行下一個LST無效像元的時間域重建；否則，待重建(x_p,y_p)處像元在d_p日t_p時的LST值為：

LST(x_p,y_p,d_p,t_p)＝T₀LST₀(x_p,y_p,d_p,t_p)+T_endLST_end(x_p,y_p,d_p,t_p)

其中LST₀(x_p,y_p,d_p,t_p)、LST_end(x_p,y_p,d_p,t_p)分別為無效開始時刻和結束時刻臨近天LST值，T₀、T_end分別為無效開始時刻和結束時刻臨近天LST值權重；

將(x_p,y_p)處像元在d_p日t_p時的LST值設為有效；

所述步驟S3中空間域LST重建具體步驟為：

S31、設待重建(x_p,y_p)處像元在d_p日t_p時的LST值；構建空間窗口區域：x_p-ns≤x_i≤x_p+ns，y_p-ns≤y_i≤y_p+ns；ns為空間窗口尺寸值；

S32、計算d_p日t_p時NDVI圖像中空間窗口內像元的NDVI的標準差σ_w；

計算空間窗口內每個像元與(x_p,y_p)像元處的NDVI差值θ_i：

θ_i＝NDVI(x_i,y_i)-NDVI(x_p,y_p)；

其中NDVI(x_i,y_i)和NDVI(x_p,y_p)分別為d_p日t_p時NDVI圖像中像元(x_i,y_i)和(x_p,y_p)處的NDVI；

如果|θ_i|＜σ_w且(x_i,y_i)處的LST值有效，則(x_i,y_i)為(x_p,y_p)的有效像元；設Ns為(x_p,y_p)在空間窗口區域內有效像元的個數；

如Ns＝0，結束(x_p,y_p)處的空間域LST重建，跳轉至S31進行下一個LST無效像元的空間域重建；如Ns≠0，執行步驟S33；

S33、待重建(x_p,y_p)處像元在d_p日t_p時的LST值為：

其中(x_i,y_i)為(x_p,y_p)的有效像元，其LST值為LST(x_i,y_j,d_p,t_p)；W_i為(x_i,y_i)對(x_p,y_p)的LST值權重，D_i為(x_i,y_i)對(x_p,y_p)的空間距離權重，S_i為(x_i,y_i)對(x_p,y_p)的紋理相似性權重，S_i＝|NDVI(x_i,y_j)-NDVI(x_p,y_p)|；

將(x_p,y_p)處像元在d_p日t_p時的LST值設為有效。