一种用于城市地区的颗粒物光学厚度遥感监测方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于城市地区的颗粒物光学厚度遥感监测方法，其包括以下步骤:MODIS数据的预处理，包括几何纠正，云识别，清晰图像的大气纠正；根据预处理后得到的清晰图像和待反演图像的几何参数，耦合构建的城市地区BRDF模型，获取待反演图像的地表反射率；针对城市地区这一特殊的地表结构，提出改进的结构函数法，计算待反演图像的地表反射率结构函数值和表观反射率的结构函数值；最后根据待反演影像的几何条件构建反演颗粒物光学厚度的查找表，通过该影像的地表反射率及表观反射率的结构函数值查找其气溶胶光学厚度。改进的结构函数计算方法能有效降低由于多幅图像的匹配误差对计算结果的影响，在城市地区具有更高的稳定性，提高了颗粒物光学厚度反演的准确性。
【专利说明】—种用于城市地区的颗粒物光学厚度遥感监测方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种用于城市地区的颗粒物光学厚度遥感监测方法。
【背景技术】
[0002]城市是人的聚集区，城市地区的颗粒物对人们生活具有重要的影响。当前，使用遥感手段监测颗粒物最多的是监测颗粒物的光学厚度。对于陆地上的颗粒物光学厚度反演，浓密植被算法已经比较成熟，但只能适用于红蓝波段地表反射率较低的浓密植被地区。城市地区，大部分地表在可见光波段的反射率都比较高，对于空间分辨率较低的图像，很难在城市中找到浓密植被像元，限制了浓密植被法在城市地区的应用。对于地表反射率较高地区的颗粒物光学厚度的反演，Tanr6等提出了基于图像模糊效应的结构函数法(或称对比算法)。暗目标法是基于路径辐射项来获取颗粒物信息的，而结构函数法则是基于大气透过率来获取颗粒物的信息。
[0003]结构函数方法反演颗粒物光学厚度主要是基于大气透过率的方法，获取的颗粒物光学厚度是以多幅图像的透过率的比率为基础的。透过率的变化是有距离一个特定距离内的像素来决定的。由于不同区域都有其特定的空间分布结构故结构函数采用地表反射率的变化来衡量反射率在空间上的变化率。应用结构函数方法反演颗粒物光学厚度时，需以参考图像的地表反射率的变化率作为对照，，故需要对参考图像计算经大气校正后的真实的地表反射率变化率的结构函数值Mp(d，，并计算待反演图像的表观反射率的变化率的结 构函数值滅/(式纟2)而:
【权利要求】
1.一种用于城市地区的颗粒物光学厚度遥感监测方法，其包括以下步骤: A、MODIS数据的预处理，包括几何纠正，云识别，清晰图像的大气纠正； B、根据待反演图像与步骤A中获得的清晰图像的几何参数，耦合构建的城市地区BRDF模型，获取待反演图像的地表反射率； C、计算待反演图像的地表反射率结构函数值和表观反射率的结构函数值； D、根据待反演影像的几何条件构建反演颗粒物光学厚度的查找表，通过待反演影像的地表反射率及表观反射率的结构函数值查找其颗粒物光学厚度。
2.根据权利要求1所述的颗粒物光学厚度遥感监测方法，其特征在于，所述步骤A中还包括几何纠正步骤:先利用MODIS数据中的经纬度数据作为控制点，同时，通过插值算法计算每个像元实际经纬度数据；然后针对每一个扫描带的数据进行几何纠正，最后将所有扫描带的几何纠正结果进行拼接完成几何纠正。
3.根据权利要求1所述的颗粒物光学厚度遥感监测方法，其特征在于，所述步骤A中还包括清晰图像大气纠正步骤:由卫星传感器获取的辐射值L(Uv)可由下式表示:
4.根据权利要求1所述的颗粒物光学厚度遥感监测方法，其特征在于，所述步骤A中还包括云识别步骤:一次读入系列图像的MODIS数据的波段信息，然后逐点检测，最后生成云标识文件。
5.根据权利要求1所述的颗粒物光学厚度遥感监测方法，其特征在于，所述步骤C中还包括针对城市地区这一复杂地表提出的结构函数计算方法:
【文档编号】G01S17/95GK103954974SQ201410158796
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年4月21日 优先权日:2014年4月21日
【发明者】孙林 申请人:山东科技大学