[发明专利]一种获取像元尺度地表宽波段半球发射率的方法

说明书

本发明公开了一种获取像元尺度地表宽波段半球发射率的方法，具体步骤如下：1)提取多时相相关数据，多时相相关数据包括地表窄波段方向发射率数据和观测天顶角数据；2)根据核驱动模型，将地表窄波段方向发射率进行参数化表达；同时，将地表窄波段方向发射率的核函数进行参数化表达；3)对地表窄波段方向发射率的核函数权重系数进行逐像元率定；4)利用步骤2)的参数化表达结果，对地表窄波段半球发射率进行参数化表达；5)获取像元尺度地表宽波段半球发射率。本发明突破现有方法物理意义不明确的限制，摆脱现有方法较多依赖假设条件且计算精度不高的尴尬现状，提高像元尺度地表宽波段半球发射率遥感获取的精度和效率。

技术领域

本发明涉及一种方法，尤其涉及一种获取像元尺度地表宽波段半球发射率的方法，属于信息技术服务领域。

背景技术

地表发射率是地表固有属性，是地表发射的热辐射与同温度下黑体发射热辐射的比值，与地表组成成分、粗糙度、含水量等因素有关。在地表温度反演、地表分类、土壤形成和侵蚀、稀疏植被覆盖与变化估算、岩床制图和资源勘探、能量平衡研究、军事等方面都有重要的意义。然而，受制于遥感载荷自身限制，当前地表发射率仅能获取载荷观测天顶角所对应的地表窄波段方向发射率，这就使得在后续行业应用过程只能忽略地表发射率的方向性，简单假设地表发射率为朗伯表面，将地表方向发射率近似代替地表半球发射率，这就使得像元尺度地表宽波段半球发射率的获取具有不确定性。当地表发射率各向异性时，这种近似会造成较大的误差，难以得到精确的像元尺度地表宽波段半球发射率遥感产品，严重影响了地表半球发射率产品的质量，无法满足各行业领域对于地表半球发射率遥感应用的精度需求。

现有的像元尺度地表宽波段半球发射率的获取，主要是简单用地表方向发射率来近似代替半球发射率。现有方法主要存在两方面的缺陷：第一，没有从物理层面上考虑地表方向发射率和半球发射率的差别，没有有效建立起利用若干角度的地表方向发射率估算地表半球发射率的物理模型；第二，假设地表发射率为朗伯表面，忽略了地表方向发射率的角度效应，对于地表发射率各向异性的下垫面会造成较大的误差，难以得到精确的像元尺度地表宽波段半球发射率遥感产品。

发明内容

为了解决上述技术所存在的不足之处，本发明提供了一种获取像元尺度地表宽波段半球发射率的方法。

为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种获取像元尺度地表宽波段半球发射率的方法，具体步骤如下：

1)提取多时相相关数据，多时相相关数据包括地表窄波段方向发射率数据和观测天顶角数据；

2)根据核驱动模型，将地表窄波段方向发射率进行参数化表达；同时，采用不同初等函数形式对地表窄波段方向发射率的核函数进行曲线拟合，将地表窄波段方向发射率的核函数进行参数化表达；

3)依据参数化表达后的地表窄波段方向发射率、步骤1)获取的地表窄波段方向发射率数据和观测天顶角数据，对地表窄波段方向发射率的核函数权重系数进行逐像元率定；

4)利用步骤2)的参数化表达结果，对地表窄波段半球发射率进行参数化表达；

5)利用地表宽波段半球发射率与地表窄波段半球发射率间存在的高度相关性、步骤3)以及步骤4)的结果，获取像元尺度地表宽波段半球发射率。

进一步地，步骤1)中地表窄波段方向发射率数据的提取过程为：根据待获取地区的时空范围，下载相应卫星上搭载的成像光谱仪中的地表方向发射率产品，从地表方向发射率产品中提取成像光谱仪的波段号i的原始计数值，并根据公式①将波段的原始计数值转换到对应的地表窄波段方向发射率，公式①如下所示：

其中，表示第i个波段的地表窄波段方向发射率，θ_v表示观测天顶角，表示第i个波段地表窄波段方向发射率的原始计数值。