[发明专利]一种基于辐射校正的长时间序列夜光遥感图像的获取方法

说明书

本发明公开了一种基于辐射校正的长时间序列夜光遥感图像的获取方法，包括如下步骤：对NPP2012‑2018夜光图做去噪处理，以及临时灯光的去除；采用改进的脊回归法对DMSP1992‑2011的夜光图做相对辐射校正；利用DMSP和NPP重合的年份2012、2013年度图像构造出绝对辐射校正参数；将待校正的DMSP1992‑2011夜光图分别乘以绝对校正参数得到校正后的DMSP1992‑2011的夜光图像，最终获得长时间序列的夜光遥感图像。本发明采用改进的脊回归法进行相对辐射校正，创造性的提出绝对辐射的概念，构造出绝对辐射校正参数，提出绝对辐射校正的方法，将DMSP遥感图像与NPP遥感图像进行融合，整合DMSP/OLS和NPP/VIIRS两种数据源的夜光遥感图像，获得更长时间序列的夜光遥感图像，为进一步的科学研究提供长时间序列数据。

技术领域

本发明属于遥感图像处理领域，具体涉及一种基于辐射校正的长时间序列夜光遥感图像的获取方法。

背景技术

基于遥感手段获取的夜光分布与强度信息与人类活动密切相关，将夜间灯光数据应用于城市扩张与人口、污染、GDP等社会经济参量的模拟研究具有广阔发展前景。

当前，主流的夜间灯光遥感数据有DMSP/OLS数据与NPP/VIIRS数据两类。第一代夜光数据DMSP/OLS来源于上个世纪美国国防气象卫星计划搭载的线性扫描系统传感器。该数据空间分辨率约1km,具有较强的光电放大特性，对城市灯光、火光等人类活动迹象十分敏感。第二代夜光数据NPP/VIIRS来源于美国国家极轨环境卫星系统预备计划卫星携带的可见光红外成像辐射仪。该数据空间分辨率约500m，具有比DMSP/OLS 数据更高的灵敏度，能够更为精确、丰富地反映地表人类社会经济活动的空间信息。

显然，在反映地物细节能力方面，空间分辨率更高的NPP/VIIRS数据优于 DMSP/OLS数据。在辐射分辨率方面，DMSP/OLS数据仅以[0,63]的灰度值来表示夜光强度，存在更强的“溢出效应”和“饱和效应”。在数据校正方面，DMSP/OLS数据受传感器设计影响，无法进行准确的星上定标。江威等(2016)和Hu等(2017)的研究均表明NPP/VIIRS数据在社会经济参量模拟方面的效果优于DMSP/OLS数据，但同时他们又认为DMSP/OLS数据具有全球最长时序的数据存量(1992～2013年)，NPP/VIIRS数据存量周期仅为2012年4月至今，无法替代DMSP/OLS数据，所以整合两种数据资源将是未来的重要探索方向。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的DMSP和NPP两种数据源的夜光遥感图像难以整合的不足，提供一种基于辐射校正的长时间序列夜光遥感图像的获取方法。

技术方案：为实现上述目的，本发明提供一种基于辐射校正的长时间序列夜光遥感图像的获取方法，包括如下步骤：

S1：对现有年份的NPP夜光图做去噪处理，以及临时灯光的去除；

S2：采用改进的脊回归法对DMSP夜光图做相对辐射校正；

S3：利用DMSP和NPP重合年份的年度图像构造出绝对辐射校正参数；

S4：将待校正的DMSP夜光图分别乘以绝对校正参数得到校正后的DMSP的夜光图像，最终获得长时间序列的夜光遥感图像。

进一步的，所述步骤S1中去噪处理具体为：对于现有年份的NPP夜光遥感图像中DN值小于零的值赋值为0。

进一步的，所述步骤S1中临时灯光的去除具体为：选取稳定年份的NPP夜光遥感图像为参考图像，对临时灯光中DN值异常的点赋值为0。