[发明专利]基于MODIS逐日积雪产品的积雪覆盖比例的估算方法和装置

说明书

本申请涉及基于MODIS逐日积雪产品的积雪覆盖比例的估算方法和装置，属于积雪遥感产品处理技术领域，本申请的方法包括，对获取的积雪覆盖比例产品数据进行像元值重编码处理，确定待处理像元；之后依次基于时间关系的填补分析、局地雪线分析对待处理像元进行积雪覆盖度填补；再之后针对剩余的待处理像元分别构建时间‑空间局部加权回归模型并对构建的模型进行显著性检验，检验通过时，应用该模型对相应的待处理像元进行积雪覆盖度填补，否则，保持该待处理像元的编码不变；之后再采用临近日积雪覆盖度迭代计算进行积雪覆盖度填补，以得到逐日积雪覆盖比例的估算结果。本申请可显著提高积雪监测的精度。

技术领域

本申请属于积雪遥感产品处理技术领域，具体涉及一种基于MODIS逐日积雪产品的积雪覆盖比例的估算方法和装置。

背景技术

积雪是地球表面变化最活跃的要素之一，对地气系统的辐射平衡、能量交换、水分循环具有重要的影响。准确、快速的监测积雪的变化过程尤为重要。卫星遥感技术具有宏观、多波段、多尺度、多时相等优势，自20世纪60年代以来发展迅速，在积雪快速周期变化监测中发挥着重要的作用。Terra和Aqua卫星携带的MODIS传感器兼顾时间分辨率、空间分辨率和光谱分辨率，实现了对地表主要地物的逐日周期性数据获取和监测。基于MODIS数据，已经开发出了具有较高精度的积雪覆盖比例(Fractional Snow Cover)产品。但是，受云层覆盖的影响，该产品中存在大量的云像元，极大地限制了积雪产品的应用。因此，如何结合时间、空间上下文的特征获取云覆盖下的积雪覆盖比例是开展积雪监测的基础。

为了消除云覆盖对积雪产品的影响，近年来国内外学者开展了相关研究，并发表了部分论文。这些研究可大致分为三类：第一类是通过多日合成的方式消除或降低云的影响。第二类是结合微波遥感的数据，利用其能够穿云透雾的特性来填补云覆盖区积雪信息。第三类是利用积雪覆盖在时间和空间上相关的特性，通过制定一定的判别规则来区分“雪像元”和“非雪像元”。上述几种方法得到的去云积雪产品，多为二值积雪产品，由于二值分类算法的局限性，在积雪混合像元区域，会明显高估或低估地表实际积雪覆盖情况。多日合成的去云算法会降低积雪合成产品的时间分辨率，而结合微波遥感数据的方法得到的结果会存在明显的分块效应，这是由于现有的逐日覆盖的微波遥感产品分辨率显著低于MODIS光学遥感产品而造成的。

已有关于逐日积雪覆盖比例估算的专利有“一种基于MODIS逐日积雪覆盖图像的去云方法及装置(CN106127717B)”和“一种对逐日积雪覆盖率图像处理的方法(CN108053440B)”两项。专利CN106127717B实现了对MODIS逐日积雪影像的去云处理，但仅是通过二值判断的方式将像元分为“雪”与“非雪”两类，不能获得逐日积雪覆盖比例数据。专利CN106127717B实现了对逐日积雪覆盖度的计算，在通过一定的规则判定为积雪的像元，其积雪覆盖率表达为“时间相邻像元所对应的积雪覆盖率的平均值(时间平均)”或“空间相邻类型为积雪的像元所对应的积雪覆盖率的平均值(空间平均)”。在积雪覆盖率计算中，未将云像元一定时间和空间范围内的积雪覆盖像元纳入到同一个积雪覆盖比例估算模型，未引入地形因素对积雪覆盖比例进行估算，所得结果没有实现对全部云覆盖像元的去除。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种基于MODIS逐日积雪产品的积雪覆盖比例的估算方法和装置，有助于提高积雪覆盖度的估算精度，并实现了对估算结果精度的检验、估算方法不确定性的评估。

为实现以上目的，本申请采用如下技术方案：

第一方面，

本申请提供一种基于MODIS逐日积雪产品的积雪覆盖比例的估算方法，该方法包括：

步骤1、对获取的MODIS积雪覆盖比例产品数据进行像元值重编码处理，确定待处理像元，得到第一中间数据；