[发明专利]一种基于夜光遥感数据的道路夜间照明质量监测方法

权利要求书

1.一种基于夜光遥感数据的道路夜间照明质量监测方法，其特征在于，所述监测方法包括以下步骤：

S1，对JL1-3B夜间灯光遥感数据进行去噪和辐射定标处理，将灰度值转换为辐射亮度值，得到相应的辐射亮度图；以地形图数据或者具有准确定位的昼间高分辨率遥感图像为基准图像，对辐射定标后的辐射亮度图进行几何精校正，消除空间定位误差，得到预处理后的JL1-3B遥感图像；

S2，在卫星过境同时，选取典型区域作为观测点开展地表照度实地观测，记录观测点的经纬度数据和竖直方向上的实测照度；提取观测点对应的JL1-3B遥感图像像元的第1、2、3波段辐射亮度值进行求和，再与实测照度进行对数回归，构建地面照度遥感反演模型：

E＝β₀+β₁·ln(L₁+L₂+L₃)

式中，E为照度值，单位为lux；L₁、L₂、L₃分别为JL1-3B遥感图像像元的第1、2、3波段的辐射亮度值；β₀和β₁为经验系数，通过回归拟合得到；

将构建的地面照度遥感反演模型应用于预处理后的JL1-3B遥感图像，得到研究区的夜间地表照度空间分布；

S3，基于高分辨率昼间遥感图像，得到各条道路的无遮挡空间范围；

S4，分别提取各条道路无遮挡空间范围内所有像元的地表照度值，计算各条道路的照度平均值、标准差与变异系数，对道路照明质量进行评估。

2.根据权利要求1所述的基于夜光遥感数据的道路夜间照明质量监测方法，其特征在于，步骤S1中，得到预处理后的JL1-3B遥感图像的过程包括以下子步骤：

S11，对JL1-3B夜间灯光遥感数据的第1、2、3波段进行RGB真彩色合成，再进行HSV变换，按照下面的判断准则提取并标识噪声像元：

{|H-120|＜10 or|H-240|＜10 or|H-360|＜10}and{S＞0.8}and{V＞0.55}

式中，H、S、V分别为HSV颜色空间的色调、饱和度和亮度值；

S12，针对每个噪声像元，分别以周边非噪声像元第1、2、3波段值对相应波段进行空间插补，以插补值替换噪声像元值，去除噪声；

S13，对去噪后的JL1-3B夜间灯光遥感数据进行辐射定标处理，将灰度值转换为辐射亮度值，得到JL1-3B辐射亮度图：

式中，L_i为第i波段辐射亮度值，单位为W/(m2·sr)，DN_i为第i波段灰度值，a_i和b_i为第i波段为定标系数，i＝1,2,3；定标系数a_i和b_i的值分别为：a₁＝9681，b₁＝-4.73，a₂＝5455，b₂＝-3.703，a₃＝2997，b₃＝-4.471；

S14，以地形图数据或者具有准确定位的昼间高分辨率遥感图像为基准图像对辐射定标后JL1-3B辐射亮度图进行几何精校正，消除空间定位误差。

3.根据权利要求1所述的基于夜光遥感数据的道路夜间照明质量监测方法，其特征在于，步骤S2中，在卫星过境同时，选取典型区域作为观测点开展地表照度实地观测，记录观测点的经纬度数据和实测照度的过程包括以下子步骤：

S21，在地面选取若干个具有空旷无遮挡特性的典型区域作为观测点开展照度实地测量，观测时间为卫星过境时间前后1小时；

S22，将照度计的感光头水平朝上放置，记录照度值，并利用GNSS设备记录观测点经纬度值；

S23，结合人工筛选，使用3σ法剔除照度观测数据中的异常值。