[发明专利]一种云下像元真实地表温度重建方法

摘要

一种云下像元真实地表温度重建方法，其通过对连续多日的MODIS日产品数据进行处理，获得指定日期的MODIS日产品数据中的云下像元的真实地表温度，本发明所提供的一种云下像元真实地表温度重建方法，不仅能实现大面积云下像元LST的重建，且重建后的LST与地面实测的LST间具有较高的相关性。

主权项

1.一种云下像元真实地表温度重建方法，其特征在于，其通过对连续多日的MODIS日产品数据进行处理，获得指定日期的MODIS日产品数据中的云下像元的真实地表温度，其包括如下步骤：步骤1，对于待处理的指定日期的MODIS数据，进行像元判断，获得云下像元位置，并将该像元值设定为无效值；同时对与指定日期相邻的多日的MODIS日产品数据进行同样的像元判断。步骤2，对于步骤1处理后的指定日期的MODIS数据，创建一个9*9像元大小的移动窗口，按照从左至右，从上到下的遍历方式，逐一判断，使窗口中心像元为云下像元，同时创建不同的数组分别存放对应相邻的多日的MODIS日产品数据的移动窗口内的晴空像元值；步骤3，对于步骤2所创建的移动窗口，确定每个像元对的距离参数(D_i)，也即是每个晴空像元相对中心的云下像元的距离参数，D_i的计算公式如下：上式中，(x₀，y₀)为窗口中心像元在空间上的位置，(x_i，y_i)为移动窗口内晴空像元所在的位置。步骤4，计算步骤2的移动窗口中的像元对的环境相似参数S_i，计算公式如下：S_i＝R_i×K+1式中，S_i为环境相似参数，K为常数，R_i表征中心像元(x₀，y₀)和晴空像元(x_i，y_i)之间的地表环境的差异，其计算公式如下：R_i＝|R_c‑R_v|R_c＝B(x₀，y₀，t₀)‑B(x₀，y₀，t_p)R_v＝B(x_i，y_i，t₀)‑B(x_i，y_i，t_p)式中，B为地表反射率，R_c为移动窗口内中心像元(x₀，y₀)地表反射率在邻近时间上的差异；R_v为窗口内晴空像元(x_i，y_i)地表反射率在邻近时间上的差异。步骤5，根据步骤3、步骤4中获得的D_i和S_i，计算每个晴空像元的权重系数W_i，具体计算公式如下：上式中，N为待处理的指定日期的MODIS数据中的移动窗体内的晴空像元的总个数。步骤6，计算相关的MODIS日产品数据对于指定日期的MODIS数据的云校正因子CF，具体计算公式如下：其中，m为与云相关的参数，其计算公式如下：m＝R_c‑R_vF为用于反映与植被类型、土壤类型及土壤湿度相关的参数，G_clear为晴空条件下太阳辐射能量，albedo为地表反照率。步骤7，重建步骤2的窗口中心的云下像元的真实地表温度，具体按如下公式计算：上式中，LST(x₀，y₀，t₀)为移动窗口内中心像元重建后的LST值，P为数据日期，N为待处理的指定日期的MODIS数据中的移动窗体内的晴空像元的总个数，W_i为步骤5中基于距离参数和环境相似参数计算的权重系数，LST(x₀，y₀，t_p)为中心像元在t_p时的LST值，LST(x_i，y_i，t_p)为邻近晴空像元在t_p时的LST值，LST(x_i，y_i，t₀)为t₀时晴空像元LST值，CF_p为步骤6中获得的对应的MODIS的日产品数据计算所得的云校正参数。