[发明专利]一种Landsat8热红外数据大气水汽含量反演方法

权利要求书

1.一种Landsat8热红外数据水汽含量反演方法，以100米空间分辨率的Landsat 8TIRS数据为数据源，其步骤为：

设定一个m×m大小的窗口，假定在这个窗口内的大气条件是一致的；设定分组组数为n；下面是基于Landsat8影像求解一个给定窗口内的水汽含量的步骤：

第一步、计算10和11波段的亮度温度T₁₀和T₁₁和归一化植被指数NDVI；

第二步、分组窗口内的像元

2-1)根据影像上NDVI的最大值NDVI_max和最小值NDVI_min以及分组组数来计算分组的NDVI间隔值NDVI_D；

2-2)基于NDVI_k，NDVI_min和NDVI_D将窗口内的像元分组，NDVI_k表示第k个像元的NDVI；

第三步、基于SWCVR算法求解每一组的水汽含量

3-1)分别计算组内10和11波段亮度温度的平均值

3-2)去除噪声像元；

3-3)计算组内10和11波段亮度温度的协方差与方差比R_10，11和R_11，10和相关系数r²，以及平均NDVI值NDVI_m；

其中，N表示去除噪声像元后组内的像元个数，T_10，k表示第k个像元10波段的亮度温度，T_11，k表示第k个像元11波段的亮度温度；

3-4)基于NDVI阈值法利用组内的NDVI_m来计算其地表比辐射率，然后计算组内10和11波段地表比辐射率比；

式中，NDVI_S表示裸地的NDVI值；NDVI_V表示纯植被的NDVI值；P_V表示植被覆盖度；ε_S表示裸地的比辐射率，ε_V表示纯植被的比辐射率；

3-5)计算组内的透过率比值τ₁₁/τ₁₀；

其中，τ₁₀为10波段的大气透过率，τ₁₁为11波段的大气透过率，ε₁₀为10波段的地表比辐射率，ε₁₁为11波段的地表比辐射率；

3-6)计算组内的大气水汽含量；

w_i＝a(τ₁₁/τ₁₀)+b

其中，w_i是第i组水汽含量，a和b为水汽含量模型的系数；

第四步、基于加权求和法计算窗口的水汽含量

4-1)根据每组的r²去除无效组；

4-1)基于每组水汽含量和有效像元个数，利用加权求和法计算窗口的水汽含量；

其中，w表示整个窗口的水汽含量，n表示组数，w_i表示第i组的水汽含量，N_i表示去除噪声像元后第i组的像元个数；

移动窗口遍历整景影像即可完成全影像的水汽含量反演。