[发明专利]一种夜间纯净灯光提取方法

说明书

本申请公开了一种夜间纯净灯光提取方法，解决了现有技术卫星观测的人造灯光区域辐射亮度值受云团、月光以及大气气溶胶影响的问题。包含以下步骤：对采集的影像进行除云处理。提取除云后的影像中月照分数和月球天顶角符合阈值标准的影像。提取影像中亮度大于第三阈值的像元对应的像元点。提取其中亮度值大于第三阈值的像元数量大于第四阈值的像元点。将提取的像元点上所有像元按照亮度大小排序，将亮度值最大的部分像元，按照排序每三个像元计算标准差，取对应最小标准差的三个值得平均值作为该像元点的纯净灯光值。本申请的方法在夜间观测人造灯光区域，去掉了云团、月光以及大气气溶胶影响，获得了纯净的灯光信息。

技术领域

本申请涉及遥感领域，尤其涉及一种夜间纯净灯光提取方法。

背景技术

近些年，卫星技术发展使得夜间微光观测成像成为可能，VIIRS是搭载于S-NPP卫星上的传感器，它独有的DNB(Day/Night Band)具有较宽的波段响应范围(0.5-0.9μm)，仪器敏感性和辐射分辨率高，可以用于全球夜间微光探测，但是，由于受到云、月光以及大气气溶胶的影响，纯净的灯光信息很难获得，尤其是大气气溶胶的影响。通过VIIRS DBN数据可以得到观测辐射亮度值，这些观测亮区即为灯光区，由于气溶胶和云团的存在，灯光区域和附近背景值之间的对比度降低(即通过散射、吸收和水平扩散被散射的人造光)，因此卫星实际观测得到的辐射亮度值并不是地面真实灯光值。并且现有研究中往往忽略大气气溶胶及极端亮值对卫星观测灯光辐射值的影响，在利用夜间灯光进行全球环境、经济变化，人类活动等研究会带来很大的不确定性，无论是科学研究还是社会需求，对地面真实灯光的确定都尤为重要。

发明内容

本申请提出一种夜间纯净灯光提取方法，解决了现有技术卫星观测的人造灯光区域辐射亮度值受云团、月光以及大气气溶胶影响的问题。

本申请实施例提供一种夜间纯净灯光提取方法，包含以下步骤：

对遥感影像进行除云处理，处理后的影像景数为M1；各景影像中相同位置的像元处于同一像元点；

提取M1景影像中月照分数小于第一阈值和月球天顶角大于第二阈值的影像，影像景数为M2；

M2景影像的中亮度大于第三阈值的像元对应的像元点设为灯光区；

提取灯光区中常亮的像元点，所述常亮的像元点上，亮度大于第三阈值的像元数量大于第四阈值；

将提取的像元点上所有像元按照亮度大小排序，选择排序后亮度值最大的部分像元；

按照排序每三个像元亮度值计算标准差，取最小标准差对应的三个像元亮度值求平均值作为该像元点的纯净灯光值。

优选地，所述灯光提取的时间周期为一年。

优选地，所述灯光提取的影像采集频率为1次/天。

优选地，所述除云处理使用的产品为VIIRS VCCLO。

优选地，所述夜间纯净灯光提取方法使用的数据为VIIRS DNB数据。

优选地，所述第一阈值为15％。

优选地，所述第二阈值为89°。

优选地，所述第三阈值为2.5×10^-9Wcm^-2sr^-1。

优选地，所述第四阈值为0.5×M2。

优选地，用VIIRS VCCLO提取云区，对云区边缘向外扩充3个像元。

本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：