[發(fā)明專利]一種基于夜光遙感數(shù)據(jù)的道路夜間照明質(zhì)量監(jiān)測方法

有效

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• 申請日: 2022-02-25
• 公開（公告）號: CN114235148B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發(fā)明（設計）人: 徐永明;許諾;王國杰;閆逸斐;周翔;王柏智;郭紫璇;祝善友
• 申請（專利權(quán)）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: G01J1/00
• 分類號: G01J1/00;G06V20/10
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 陳月菊

本發(fā)明公開了一種基于夜光遙感數(shù)據(jù)的道路夜間照明質(zhì)量監(jiān)測方法，包括：對JL1?3B夜間燈光遙感數(shù)據(jù)進行去噪、輻射定標和幾何精校正處理，得到預處理后的JL1?3B遙感圖像；構(gòu)建地面照度遙感反演模型；將構(gòu)建的地面照度遙感反演模型應用于預處理后的JL1?3B遙感圖像，得到研究區(qū)的夜間地表照度空間分布；基于高分辨率晝間遙感圖像，得到各條道路的無遮擋空間范圍；分別提取各條道路無遮擋空間范圍內(nèi)所有像元的地表照度值，計算各條道路的照度平均值、標準差與變異系數(shù)，對道路照明質(zhì)量進行評估。本發(fā)明能夠快速有效進行道路夜間照明質(zhì)量的監(jiān)測與評估，為改善道路夜間照明環(huán)境、保障交通安全提供技術(shù)支撐。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及道路照明質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，具體而言涉及一種基于夜光遙感數(shù)據(jù)的道路夜間照明質(zhì)量監(jiān)測方法。

背景技術(shù)

道路夜間照明是現(xiàn)代交通設施的重要組成部分，最重要的目的是為夜間出行車輛以及行人創(chuàng)造良好的光照環(huán)境。道路夜間照明的質(zhì)量對車輛行駛安全有很大影響，過暗的照明條件降低了夜間能見度，存在交通隱患。而亮度變化過于大或者對比過于強烈，也會干擾駕駛員的反應速度和判斷力。提高道路照明質(zhì)量，對于保障夜間交通安全、提高交通效率具有重要意義。根據(jù)國際照明委員會(CIE) 報告，良好的夜間照明能讓城市道路交通事故率降低30%。

為了營造良好的道路夜間照明環(huán)境，需要對道路照明質(zhì)量進行有效監(jiān)測。傳統(tǒng)的道路照明質(zhì)量監(jiān)測方法是布點法，在選定路段按照一定間隔并利用照度計或者亮度計測量若干樣點的照度或者亮度，然后計算平均照度或者平均亮度作為道路照明水平的表征，計算照度或者亮度最大值與最小值之差作為道路照明均勻性的表征。這樣的測量方式存在一些缺陷：1）測量地點有限，只能以點代面，不能快速監(jiān)測大范圍下各條道路的照明質(zhì)量；2）需要耗費大量的人力物力；3）測量作業(yè)會影響正常交通。夜間燈光遙衛(wèi)星遙感的發(fā)展為道路照明質(zhì)量監(jiān)測提供了新的思路。與布點監(jiān)測相比，衛(wèi)星遙感能夠在大范圍內(nèi)快速監(jiān)測道路照明質(zhì)量，并且不會影響交通，具有獨特的優(yōu)勢。目前我國長光公司的JL1-3B遙感衛(wèi)星能夠提供空間分辨率高達0.92m的夜間燈光遙感圖像，具備了道路照明監(jiān)測的潛力。然而目前尚未有利用夜間燈光遙感的道路照明質(zhì)量監(jiān)測相關(guān)報道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于夜光遙感數(shù)據(jù)的道路夜間照明質(zhì)量監(jiān)測方法，能夠基于夜間燈光遙感數(shù)據(jù)快速有效進行道路夜間照明質(zhì)量的監(jiān)測與評估，為改善道路夜間照明環(huán)境、保障交通安全提供技術(shù)支撐。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明實施例提出了一種基于夜光遙感數(shù)據(jù)的道路夜間照明質(zhì)量監(jiān)測方法，所述監(jiān)測方法包括以下步驟：

S1，對JL1-3B夜間燈光遙感數(shù)據(jù)進行去噪和輻射定標處理，將灰度值轉(zhuǎn)換為輻射亮度值，得到相應的輻射亮度圖；以地形圖數(shù)據(jù)或者具有準確定位的晝間高分辨率遙感圖像為基準圖像，對輻射定標后的輻射亮度圖進行幾何精校正，消除空間定位誤差，得到預處理后的JL1-3B遙感圖像；

S2，在衛(wèi)星過境同時，選取典型區(qū)域作為觀測點開展地表照度實地觀測，記錄觀測點的經(jīng)緯度數(shù)據(jù)和實測照度；提取觀測點對應的JL1-3B遙感圖像像元的第1、2、3波段輻射亮度值進行求和，再與實測照度進行對數(shù)回歸，構(gòu)建地面照度遙感反演模型：

式中，為照度值，單位為lux；、、分別為JL1-3B遙感圖像像元的第1、2、3波段的輻射亮度值；和為經(jīng)驗系數(shù)，通過回歸擬合得到；

將構(gòu)建的地面照度遙感反演模型應用于預處理后的JL1-3B遙感圖像，得到研究區(qū)的夜間地表照度空間分布；

S3，基于高分辨率晝間遙感圖像，得到各條道路的無遮擋空間范圍；

S4，分別提取各條道路無遮擋空間范圍內(nèi)所有像元的地表照度值，計算各條道路的照度平均值、標準差與變異系數(shù)，對道路照明質(zhì)量進行評估。