[发明专利]一种低太阳辐射下地表地热异常信息提取方法

权利要求书

1.一种低太阳辐射下地表地热异常信息提取方法，其特征在于，包括以下具体步骤：

步骤1：采集待提取地区若干时期的冬至时段Landsat8遥感数据，Landsat8遥感数据包括OLI数据和TIRS热红外数据；

步骤2：对每个时期的遥感数据分别进行辐射校正，获得校正后数据；

步骤3：对校正后数据采用单窗算法进行地表温度反演，获得地表温度；

步骤4：对每个时期反演的所述地表温度进行叠加，获得地表温度时间序列数据；

步骤5：对所述地表温度时间序列数据逐像元计算方差，获得地表温度离散度数据；

步骤6：优选一个时期OLI数据进行大气校正，采用光谱角方法提取干扰地物，作为掩膜数据；

步骤7：根据所述掩膜数据对地表温度离散度数据进行掩膜处理及滤波处理，获得处理后的地表温度离散度数据；

步骤8：根据设定的切割阈值对处理后的地表温度离散度数据进行阈值切割，将小于阈值部分作为地热异常信息。

2.根据权利要求1所述的一种低太阳辐射下地表地热异常信息提取方法，其特征在于，所述步骤3采用单窗算法进行地表温度反演的公式为：

T_s＝[a(1-C-D)+(b(1-C-D)+C+D)T_b-DT_a]/C (1)

C＝ετ (2)

D＝(1-τ)[1+τ(1-ε)] (3)

其中，T_s为地表温度；a、b为设定常数；ε为地表比辐射率；τ为大气透过率；T_a为大气平均作用温度；T_b为亮度温度。

3.根据权利要求2所述的一种低太阳辐射下地表地热异常信息提取方法，其特征在于，地表比辐射率需要估算确定，估算时将地球表面不同区域的地表结构分为水体、植被、裸地和建筑用地，其中植被辐射率为0.986，水体为0.995，估算表达式为：

当NDVI0.05时，表示水体为主，ε＝0.995；

当NDVI0.72时，表示植被为主，ε＝0.986；

当0.05≤NDVI≤0.72时，表示裸地或建筑用地为主，

ε＝0.985×P_v+0.960×(1-P_v)+0.06×P_v×(1-P_v) (4)

其中，

式中NDVI为归一化植被指数；R代表红波段，对应OLI数据中的第4波段；NIR代表近红外波段，对应OLI数据中的5波段；

式中，P_v为植被在像元中的比重，NDVI_s和NDVI_v分别为裸地NDVI阈值和植被NDVI阈值。

4.根据权利要求1所述的一种低太阳辐射下地表地热异常信息提取方法，其特征在于，所述步骤5中方差计算公式为：

其中，x为时间序列数据的像元对应的一个时期反演的地表温度值；M为像元对应地表温度的平均值；n为期数；S²为方差。

5.根据权利要求1所述的一种低太阳辐射下地表地热异常信息提取方法，其特征在于，根据方差统计每个时期的地表温度相对均值的偏离状态，并使用平方的方式进行求和取平均，获得地表温度离散程度图。

6.根据权利要求1所述的一种低太阳辐射下地表地热异常信息提取方法，其特征在于，所述步骤6中光谱角方法包括：

步骤61：计算所述OLI数据的光谱角，公式为：

其中，α为光谱角；d为参考干扰地物光谱；y为OLI数据中的影像光谱；

步骤62：将所述光谱角小于设定光谱角阈值对应的所述OLI数据判断为干扰地物，作为掩膜数据。

7.根据权利要求1所述的一种低太阳辐射下地表地热异常信息提取方法，其特征在于，地表温度离散度数据符合正态分布，将地表温度离散度数据对应的标准差作为切割阈值。