[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

说明书

本发明公开了一种基于夜光遥感数据的道路夜间照明质量监测方法，包括：对JL1‑3B夜间灯光遥感数据进行去噪、辐射定标和几何精校正处理，得到预处理后的JL1‑3B遥感图像；构建地面照度遥感反演模型；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；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；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。本发明能够快速有效进行道路夜间照明质量的监测与评估，为改善道路夜间照明环境、保障交通安全提供技术支撑。

技术领域

本发明涉及道路照明质量监测技术领域，具体而言涉及一种基于夜光遥感数据的道路夜间照明质量监测方法。

背景技术

道路夜间照明是现代交通设施的重要组成部分，最重要的目的是为夜间出行车辆以及行人创造良好的光照环境。道路夜间照明的质量对车辆行驶安全有很大影响，过暗的照明条件降低了夜间能见度，存在交通隐患。而亮度变化过于大或者对比过于强烈，也会干扰驾驶员的反应速度和判断力。提高道路照明质量，对于保障夜间交通安全、提高交通效率具有重要意义。根据国际照明委员会(CIE) 报告，良好的夜间照明能让城市道路交通事故率降低30%。

为了营造良好的道路夜间照明环境，需要对道路照明质量进行有效监测。传统的道路照明质量监测方法是布点法，在选定路段按照一定间隔并利用照度计或者亮度计测量若干样点的照度或者亮度，然后计算平均照度或者平均亮度作为道路照明水平的表征，计算照度或者亮度最大值与最小值之差作为道路照明均匀性的表征。这样的测量方式存在一些缺陷：1）测量地点有限，只能以点代面，不能快速监测大范围下各条道路的照明质量；2）需要耗费大量的人力物力；3）测量作业会影响正常交通。夜间灯光遥卫星遥感的发展为道路照明质量监测提供了新的思路。与布点监测相比，卫星遥感能够在大范围内快速监测道路照明质量，并且不会影响交通，具有独特的优势。目前我国长光公司的JL1-3B遥感卫星能够提供空间分辨率高达0.92m的夜间灯光遥感图像，具备了道路照明监测的潜力。然而目前尚未有利用夜间灯光遥感的道路照明质量监测相关报道。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供一种基于夜光遥感数据的道路夜间照明质量监测方法，能够基于夜间灯光遥感数据快速有效进行道路夜间照明质量的监测与评估，为改善道路夜间照明环境、保障交通安全提供技术支撑。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明实施例提出了一种基于夜光遥感数据的道路夜间照明质量监测方法，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：

式中，为照度值，单位为lux；、、分别为JL1-3B遥感图像像元的第1、2、3波段的辐射亮度值；和为经验系数，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。