[發明專利]一種多時相熱紅外遙感探測北方地熱異常方法

有效

• 申請號: 202011082256.3
• 申請日: 2020-10-12
• 公開（公告）號: CN112230299B
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發明（設計）人: 劉善偉;葉傳龍;孫欽婷;段忠豐
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: G01V8/10
• 分類號: G01V8/10;G01N25/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種多時相熱紅外遙感探測北方地熱異常方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)選取相同區域的n個時相的遙感影像G_i，i＝1,2,...,n，n＞2；

其中，影像選取要求：秋冬季植被落葉后的遙感影像，研究區域內無云；

(2)對步驟(1)中選取的遙感影像G_i進行輻射定標和幾何配準，得到處理后影像I_i，i＝1,2,...,n；

(3)利用步驟(2)中得到的處理后影像I_i計算背景場F_i，i＝1,2,...,n；

其中，背景場的計算步驟如下：

3.1)選取步驟(2)中拍攝時間最晚的處理后影像M；

3.2)隨機選取M中的四個像素點作為四個簇的質心，所述四個簇為植被、水體、裸地和不透水面；

3.3)將各像素點分到距離各簇質心最近的一簇中，重新計算每一簇的質心，其中像素點到各簇質心的距離計算公式如下：

式中表示像素點(j,k)到第t簇質心的距離，1≤t≤4，表示像素點(j,k)第p波段的像素值，1≤p≤b，b表示處理后影像M的全部波段數，Y_t^p表示第t簇第p波段的質心值，其計算公式如下：

式中表示第t簇中第s個像素點(j,k)的第p波段的像素值，N_t表示第t簇中所有像素點的個數；

3.4)重復步驟3.3)直到每一簇的質心不再改變，繪制每一簇質心曲線，分別與植被、水體、裸地和不透水面的光譜曲線進行匹配，得到每一簇的類別；

3.5)標記步驟3.4)中水體和不透水面的像素點，然后在各處理后影像I_i中刪除與標記像素點位置相對應像素點，得到各處理后影像I_i對應的背景場F_i，i＝1,2,...,n；

(4)利用步驟(3)中背景場F_i的熱紅外波段D_i，i＝1,2,...,n，基于單窗算法進行溫度反演，得到n個時相的地表溫度反演結果T_i，i＝1,2,...,n；

(5)利用步驟(4)中得到的地表溫度反演結果，提取各時相溫度異常區域；

其中，溫度異常區域提取過程如下：

5.1)將各時相的地表溫度反演結果經過Canny算子處理得到各溫度異常區域的邊界范圍，保留內部溫度大于外部溫度的溫度異常區域；

5.2)對各時相的溫度異常區域進行聚類處理，將相鄰距離小于20倍影像分辨率的溫度異常區域合并為一類，得到各時相溫度異常區域；

(6)利用步驟(5)中得到的各時相溫度異常區域，進行地熱異常區域判別；

其中，地熱異常區域判別過程如下：

6.1)選取任一時相的溫度異常區域作為地熱異常區域；

6.2)若地熱異常子區域與另一時相溫度異常子區域存在空間相交情況，則合并該兩子區域作為新的地熱異常子區域；

6.3)重復步驟6.2)，直至遍歷剩余n-2時相的溫度異常區域，得到最終的地熱異常區域。