[发明专利]一种山区邻近地表反射辐射的计算方法

说明书

本发明属于遥感技术领域，具体公开一种山区临近地表反射辐射的计算方法：设置邻近地表反射的距离范围，结合遥感图像空间分辨率，确定滤波窗口尺寸；以滤波窗口中心点为原点，采用极坐标方式，计算每个滤波窗口像元与中心点之间的距离值、角度值、权重值；依据滤波窗口像元的角度值、距离值，以及遥感图像像元对应的高程值、坡向值，进行比较判定分析，确定对滤波窗口中心产生邻近反射辐射的遥感图像像元；基于确定的邻近反射辐射图像像元，开展地表邻近反射辐射计算；对遥感图像所有像元，依次序重复上述步骤，确定每个遥感图像像元接收的邻近地表反射辐射。该方法能够精确地开展山地遥感影像的大气辐射校正与反射率反演。

技术领域

本发明属于遥感技术领域，具体涉及到一种山区临近地表反射辐射的计算方法。

背景技术

在山区，地形的存在改变了太阳—地面目标—传感器之间的几何位置关系，造成山区各部位地面目标接收的太阳辐射能量有很大差异，从而导致传感器得到的测量值与地物真实的光谱反射率或辐射亮度之间存在差异，形成地形影响效应。地形效应是影响遥感定量分析的主要障碍之一。

在可见光-短波红外(0.4～2.5μm)波段，遥感器接收的地物信号主要是地物对太阳光等入射能量的反射为主。精确的大气辐射校正与反射率反演是基于遥感图像开展地物分类识别应用的基础。

地表反射率是指地面反射辐射量与入射辐射量之比，表征地面对太阳辐射的吸收和反射能力。如果要基于遥感图像实现高精度的地物反射率反演，需要对其接收的入射辐射能量有准确的估算。在地表为水平朗伯体情况下，地物接收的辐射能量主要包括：(1)太阳直射辐射、(2)天空漫射辐射、(3)地表与大气之间的多次散射漫射。然而在山区地表环境下，由于地形的存在，导致地表接收入射能量发生了变化。(1)太阳直接辐射：对于起伏地表而言，由于太阳光线的入射角不同，因此接收的太阳辐射量有显著差异，地形坡面的阳面能够接收到太阳直接辐射，阴面则无法接收到太阳直接辐射。(2)天空散射辐射：在山区，地形的遮蔽阻挡了部分天空散射辐射，因此在山区计算地物接收的天空散射辐射时需要考虑到地形的影响。在水平地表前提下，地物接收的天空散射辐射是半球空间的辐射量，而在山地条件下，则受到地形条件制约，只能接收到部分天空散射辐射。(3)临近地表反射辐射：与水平地表不同的是，由于地形的起伏，山区像元的入射能量中，还有一部分来自于周围山地的地物反射光。反射辐射的计算与地表的坡度、坡向以及地表的反射率都有关系。

如果要准确计算山区环境地物接收的入射辐射能量，就必须除太阳直接辐射、天空散射辐射以外，还要计算邻近地表反射辐射。

发明内容

本发明的目的在于提出一种山区邻近地表反射辐射的计算方法，该方法能够精确地开展山地遥感影像的大气辐射校正与反射率反演。

实现本发明目的的技术方案：一种山区邻近地表反射辐射的计算方法该方法具体包括以下步骤：

步骤(1)设置邻近地表反射的距离范围，并结合遥感图像空间分辨率，确定滤波窗口尺寸；并以滤波窗口中心点为原点，采用极坐标方式，计算每个滤波窗口像元与中心点之间的距离值、角度值、权重值；

步骤(2)依据滤波窗口像元的角度值、距离值，以及遥感图像像元对应的高程值、坡向值，进行比较判定分析，确定对滤波窗口中心产生邻近反射辐射的遥感图像像元；

步骤(3)基于步骤(2)中确定的邻近反射辐射图像像元，开展地表邻近反射辐射计算；

步骤(4)对遥感图像所有像元，依次序重复步骤(2)、步骤(3)的计算过程，确定每个遥感图像像元接收的邻近地表反射辐射。

所述的步骤(1)的具体步骤如下：

步骤(1.1)确定参与邻近地表辐射计算的范围距离值为d；

步骤(1.2)设遥感影像空间分辨率为r米，则