[发明专利]MERSI-2与MODIS的归一化植被指数转换方法

说明书

本发明提供FY‑3E MERSI‑2与MODIS的归一化植被指数转换方法，涉及遥感科学技术领域，通过在绿色植物反射波谱特征曲线图中提取MODIS和FY‑3E MERSI‑2在对应波长范围的反射光谱信息，得到MODIS中分辨率成像光谱仪的归一化植被指数表达式和FY‑3E MERSI‑2中分辨率成像光谱仪的归一化植被指数表达式，再结合MODIS中分辨率成像光谱仪关于波长和反射率的线性函数表达式得到将MODIS的归一化植被指数转换为FY‑3E MERSI‑2的归一化植被指数的转换表达式，以实现FY‑3E MERSI‑2与MODIS的归一化植被指数转换，有效保证两者对地球植被与生态环境监测的一致性。

技术领域

本发明涉及遥感科学技术领域，尤其涉及一种FY-3E MERSI-2与MODIS的归一化植被指数转换方法、系统、电子设备、非暂态计算机可读存储介质、以及计算机程序产品。

背景技术

归一化植被指数(NDVI)是近红外波段的反射率与红光波段的反射率之差与近红外波段的反射率与红光波段的反射率之和的比值，是最常用的一种遥感植被指数。

1999年12月18日，美国成功发射了地球观测系统(EOS)的第一颗先进的极地轨道环境遥感卫星Terra；2002年5月4日，又成功发射遥感卫星Aqua。搭载在Terra和Aqua两颗卫星上的中分辨率成像光谱仪(MODIS)是美国地球观测系统计划中用于观测全球生物和物理过程的重要仪器，其轨道高度为705km，扫描刈幅2330km，带宽10km，具有36个观测波段，共有250m、500m、1000m三种空间分辨率，可实现从0.4μm(可见光)到14.4μm(热红外)全光谱覆盖。MODIS同时搭载于Terra(上午星)和Aqua(下午星)两颗卫星上，每一到两天观测地球表面一次。Terra和Aqua均为极地轨道卫星，Terra在地方时(10:30)上午由北向南穿越赤道线，Aqua在地方时(1:30)下午由南向北穿越赤道线，Terra和Aqua每天对中国大部分地区观测达4次。基于MODIS的NDVI计算中，红光波段与近红外波段空间分辨率为250m，对应波长范围分别为620～670nm与841～876nm。

当前，我国国产风云卫星发展迅猛，风云卫星数据的广泛应用势在必行。风云三号E星(FY-3E)是风云三号极轨气象卫星系列的第五颗卫星，已于2021年7月5日发射，是风云卫星系列乃至世界业务气象卫星中的首颗晨昏轨道对地观测卫星，卫星上搭载有多套先进的遥感仪器，中分辨率成像光谱仪MERSI-2是其核心仪器之一，对提高植被与生态环境监测的精度和时效具有重要作用。晨昏轨道是指地方降交点时间(ETC)6:00左右的卫星观测轨道，晨昏轨道观测可有效弥补每6小时同化时间窗内具有卫星观测资料空白的不足，上午星、下午星及晨昏轨道卫星三星组网观测可使6小时同化窗内卫星资料100％全球覆盖，对提高全球数值天气预报的精度和时效具有重要作用。MERSI-2是FY-3E卫星的核心仪器之一，整合了原有风云三号卫星中分辨率光谱成像仪(MERSI-1)和可见光红外扫描辐射计(VIRR)的功能，具有25个通道，可无缝隙获取全球日尺度的250m分辨率真彩色图像，可对大气、陆地、海洋进行连续综合观测，实现云特性、气溶胶、陆地表面特性、海洋水色等地球物理要素的高精度定量遥感反演。基于FY-3E MERSI-2的NDVI指数计算中，红光波段与近红外波段空间分辨率为250m，对应波长范围分别为600～700nm与815～915nm。

尽管MERSI-2与MODIS的近红外波段与红光波段的空间分辨率相同，但其对应的波长范围不同，且在中国区域的过境时间不同，使得同日期同区域的通过FY-3E MERSI-2所得的NDVI与通过MODIS所得的NDVI并不相同，导致两者对地球植被与生态环境的监测结果产生差异。

发明内容

本发明提供一种FY-3E MERSI-2与MODIS的归一化植被指数转换方法，实现FY-3EMERSI-2的归一化植被指数与MODIS的归一化植被指数的转换，有效保证两者对地球植被与生态环境监测的一致性。

本发明提供一种FY-3E MERSI-2与MODIS的归一化植被指数转换方法，包括：