[發明專利]一種基于GWDM的地表溫度降尺度方法在審
| 申請號： | 202210492139.7 | 申請日： | 2022-05-07 |
| 公開（公告）號： | CN114972986A | 公開（公告）日： | 2022-08-30 |
| 發明（設計）人： | 申曉群;羅小波 | 申請（專利權）人： | 重慶郵電大學 |
| 主分類號： | G06V20/10 | 分類號： | G06V20/10 |
| 代理公司： | 重慶市恒信知識產權代理有限公司 50102 | 代理人： | 劉小紅 |
| 地址： | 400065 重*** | 國省代碼： | 重慶;50 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 基于 gwdm 地表 溫度 尺度 方法 | ||
1.一種基于GWDM的地表溫度降尺度方法，其特征在于，包括以下步驟：
將空間杜賓模型SDM引入地理加權回歸，同時考慮地區間的空間非平穩和地表溫度數據間以及地表溫度與尺度因子之間的空間自相關，用于描述地表溫度和尺度因子之間的關系；地理加權杜賓模型GWDM是對地理加權回歸模型GWR的擴展，將空間杜賓模型SDM引入地理加權回歸模型GWR，用于描述地理變量的地理非平穩性和地表溫度間的空間自相關性，以及地表溫度與尺度因子間的空間自相關性；空間自相關性是指地理變量可能呈現出空間依賴效應，氣流和地表存在熱傳遞現象，使得熱運動產生，LST在空間上會互相影響，可能會存在自相關性，權重矩陣是基于兩個觀測點之間的地理空間距離來計算。
2.根據權利要求1所述的一種基于GWDM的地表溫度降尺度方法，其特征在于，所述GWDM模型表示如下：
式中，(ui,vi)表示點i在地理空間坐標中的位置信息；yi和xik是GWDM方法點i處的因變量和第k個自變量；β0(ui,vi)和βk(ui,vi)分別為自變量xk在點i處的截距和局部回歸系數；ρ(ui,vi)是因變量的自回歸系數；是第k個自變量的自回歸系數；εi是點i的回歸殘差；是空間鄰接矩陣，大小為(u×v)×(u×v)；Y是因變量矩陣；n是像素總數。
的計算方式如下：
式中，Wij表示i點與j點因變量的鄰接關系，1代表相鄰，0代表不相鄰，設定i點與自身不相鄰，b是帶寬，dij為i點和j點之間的空間距離。
3.根據權利要求2所述的一種基于GWDM的地表溫度降尺度方法，其特征在于，所述GWDM采用加權最小二乘法對參數進行估計，令β、ρ和分別表示回歸系數、因變量的自回歸系數和自變量的自回歸系數；其中δ(ui,vi)的估計表示為δ(ui,vi)表示系數矩陣，估算方式如下：
式中，表示變量矩陣，是Z的估計，Y是因變量矩陣，X是自變量矩陣，表示如下：
其中，n＝(u×v)；
W(ui,vi)是權重矩陣，其對角線元素表示其他點對某點提供的權重，大小為(u×v)×(u×v)，表示如下：
其中Wij的計算為：
最優帶寬采用局部回歸分析的交叉驗證法獲取，改變b的值來最小化CV即可得到最優帶寬，表示如下：
在降尺度算法中，需要選擇合適的解釋變量。
4.根據權利要求3所述的一種基于GWDM的地表溫度降尺度方法，其特征在于，選取NDVI、NDBI和NDWI作為尺度因子。
bNIR表示Landsat8TIRS的近紅外波段band5,表示Landsat8TIRS的第二短波紅外波段band6。
bSWIR1表示Landsat8TIRS的第一短波紅外波段band6，bNIR表示Landsat8TIRS的近紅外波段band5。
式中bNIR表示Landsat8TIRS的近紅外波段band5，bRed表示Landsat8TIRS的紅波段band4。
5.根據權利要求1所述的一種基于GWDM的地表溫度降尺度方法，其特征在于，所述將空間杜賓模型SDM引入地理加權回歸，還包括以下地表溫度降尺度步驟：
(1)尺度因子計算和升尺度步驟；
(2)低空間分辨率下回歸關系建立步驟；
(3)回歸系數和殘差插值步驟；
(4)高空間分辨率下地表溫度計算步驟。
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