[发明专利]一种基于面向对象分类的白天陆地辐射雾的遥感监测方法

摘要

本发明提供一种基于面向对象分类的白天陆地辐射雾遥感监测方法。其选择空间分辨率最高达到250米的EOS/MODIS卫星遥感数据，通过基于大气辐射传输模型模拟和统计大量EOS/MODIS卫星遥感数据两个角度相结合，构建云雾特征参数，并选择合适的遥感影像分割算法，对云雾特征参数进行影像分割。对分割获取的各个同质单元逐个计算其光谱特征、纹理特征、几何特征以及云雾特征参数特征值，结合地面实测气象观测数据，采用决策树分类算法对影像分割后构建的各个同质单元的各种属性进行训练，构建白天陆地辐射雾遥感监测方法用于雾检测。本发明能够有效避免低云和雾由于光谱和纹理的相似性导致难以区分的问题。

主权项

一种基于面向对象分类的白天陆地辐射雾遥感监测方法，其特征在于包括如下步骤：（1）利用Streamer大气辐射传输模型模拟各种典型云类和陆地辐射雾在可见光、近红外、中红外波段，不同粒子大小、不同光学厚度条件下的光谱辐射特征；（2）利用Internet从美国航空航天局、中国国家卫星气象中心下载获取EOS/MOSIS卫星遥感数据，基于步骤（1）对各种典型云类和陆地辐射雾在可见光、近红外、中红外波段的光谱特征模拟，并结合统计大量EOS/MODIS卫星遥感数据，确定MODIS数据能够用于云雾检测的波段或波段组合，根据云类和陆地辐射雾在可见光波段和中红外波段反射率的差异，构建NDFI归一化雾指数作为云雾特征参数，所述NDFI归一化雾指数的定义为$\mathrm{NDFI}=\frac{R_1-R_{20}}{R_1+R_{20}}\×100\%$其中，R₁是MODIS第1波段反射率，R₂₀是MODIS第20波段的反射率；（3）通过对下载的每条EOS/MODIS卫星数据进行辐射定标处理、几何定位处理，获取EOS/MODIS卫星数据可见光、近红外波段的反射率、中红外波段亮度温度和热红外波段亮度温度，并计算相应的太阳天顶角角度信息，按照步骤（2）计算NDFI云雾特征参数；（4）对所述NDFI云雾特征参数进行图像分割，获取至少两个同质单元的分割后图像；（5）对分割获取的各个同质单元逐个计算其属性信息，所述属性信息包括光谱特征、纹理特征、几何特征以及云雾特征参数特征值；（6）利用步骤（5）计算获取的各个同质单元的属性信息，结合地面实测气象观测数据，引入同质单元的面积、第1波段反射率平均值、归一化积雪指数（NDSI）平均值、第2波段反射率平均值、第20波段反射率平均值、第26波段反射率平均值、第31波段亮度温度方差值、归一化雾指数（NDFI）平均值作为云雾识别的判别特征，结合中国气象局气象数据共享平台获取全球地面天气资料定时值数据集，采用决策树分类算法对分割后构建的同质单元的各种属性进行训练，确定同质单元的各个属性判别阈值，对分割得到的同质单元逐个进行云雾分离判断，得到大雾分布专题影像。