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原文传递气溶胶光学厚度遥感反演方法、装置及电子设备

专利名称：	气溶胶光学厚度遥感反演方法、装置及电子设备
摘要：	本发明提供了一种气溶胶光学厚度遥感反演方法、装置及电子设备，涉及遥感技术领域，在进行气溶胶光学厚度遥感反演时，先建立查找表，然后基于MODIS地表反射率产品、历史MERSI II数据以及AERONET数据，构建月尺度、不同方位角和不同散射角下的MERSI II蓝波段地表反射率库，再计算得到表观反射率计算数据，进而得到与表观反射率实际数据相匹配的匹配表观反射率计算数据，并在查找表中查表得到对应的气溶胶光学厚度数据。这样可以有效的提取月尺度、不同方位角和不同散射角下的地表信息，避免地表反射率低估，从而提供稳定的地表反射率库，进而提高了气溶胶光学厚度的反演精度。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	航天宏图信息技术股份有限公司
发明人：	杨富坤;张晗;王宇翔;陈彦红;宋毅
专利状态：	有效
申请日期：	2023-10-19T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-24T00:00:00+0800
申请号：	CN202311353173.7
公开号：	CN117110216A
代理机构：	北京超凡宏宇知识产权代理有限公司
代理人：	董艳芳
分类号：	G01N21/25;G01N21/47;G01B11/06;G06C3/00;G06F17/18;G06F18/22;G;G01;G06;G01N;G01B;G06C;G06F;G01N21;G01B11;G06C3;G06F17;G06F18;G01N21/25;G01N21/47;G01B11/06;G06C3/00;G06F17/18;G06F18/22
申请人地址：	100094 北京市海淀区翠湖北环路2号院4号楼
主权项：	1.一种气溶胶光学厚度遥感反演方法，其特征在于，包括：根据辐射传输模型，建立设定参数下程辐射反射率、半球反射率和大气透过率的查找表；其中，所述设定参数包括太阳天顶角、观测天顶角、太阳与卫星间相对方位角和气溶胶光学厚度；基于中分辨率成像光谱仪MODIS地表反射率产品、历史MERSI II数据以及气溶胶自动监测网络AERONET数据，构建月尺度、不同方位角和不同散射角下的MERSI II蓝波段地表反射率库；根据所述查找表中的程辐射反射率、半球反射率和大气透过率，以及所述MERSI II蓝波段地表反射率库中的地表反射率数据，利用辐射传输方程计算得到表观反射率计算数据；将所述表观反射率计算数据与基于当前MERSI II数据计算得到的表观反射率实际数据进行数值对比，得到与所述表观反射率实际数据相匹配的匹配表观反射率计算数据，并在所述查找表中查表得到对应的气溶胶光学厚度数据。 2. 根据权利要求1所述的气溶胶光学厚度遥感反演方法，其特征在于，所述AERONET数据包括AERONET气溶胶光学厚度数据；所述基于中分辨率成像光谱仪MODIS地表反射率产品、历史MERSI II数据以及气溶胶自动监测网络AERONET数据，构建月尺度、不同方位角和不同散射角下的MERSI II蓝波段地表反射率库，包括：对所述MODIS地表反射率产品的历史数据进行按月统计，针对预设的多个角度条件，从每月对应的多景影像中选取符合每个所述角度条件的像元；其中，所述历史数据包括500米分辨率的蓝波段数据和250米分辨率的红波段数据，所述角度条件包括方位角和散射角分别处于相应的角度范围；对于每月每个所述角度条件，确定每个像元分别在所述蓝波段数据和所述红波段数据下符合该角度条件的符合个数，并根据每个像元的相应符合个数，确定该像元在该月该角度条件下的蓝波段地表反射率和红波段地表反射率，得到500米分辨率MODIS蓝波段地表反射率库和250米分辨率MODIS红波段地表反射率库；根据所述500米分辨率MODIS蓝波段地表反射率库和所述250米分辨率MODIS红波段地表反射率库，构建第一转换关系，得到250米分辨率MODIS蓝波段地表反射率库；将所述历史MERSI II数据转换为历史MERSI II蓝波段表观反射率数据；根据所述历史MERSI II蓝波段表观反射率数据和对应位置的AERONET气溶胶光学厚度数据，利用辐射传输方程，计算得到250米分辨率MERSI II蓝波段日尺度地表反射率点数据；根据所述250米分辨率MERSI II蓝波段日尺度地表反射率点数据，提取250米分辨率MERSI II蓝波段月尺度地表反射率点数据；根据所述250米分辨率MERSI II蓝波段月尺度地表反射率点数据和所述250米分辨率MODIS蓝波段地表反射率库，构建第二转换关系，得到250米分辨率MERSI II蓝波段地表反射率库。 3.根据权利要求2所述的气溶胶光学厚度遥感反演方法，其特征在于，所述根据每个像元的相应符合个数，确定该像元在该月该角度条件下的蓝波段地表反射率和红波段地表反射率，包括：当所述符合个数小于或等于1时，确定该像元在该月该角度条件下对应的相应波段地表反射率不存在；当所述符合个数等于2时，确定该像元在该月该角度条件下对应的相应波段地表反射率为符合该角度条件的两个地表反射率的均值；当所述符合个数大于2，同时小于或等于N/2-1时，确定该像元在该月该角度条件下对应的相应波段地表反射率为符合该角度条件的第二小地表反射率和第三小地表反射率的均值。 4.根据权利要求2所述的气溶胶光学厚度遥感反演方法，其特征在于，所述第一转换关系包括：；其中，表示所述250米分辨率MODIS红波段地表反射率库中不同月份M、不同相对方位角/>、不同散射角/>下的MODIS蓝波段地表反射率，/>表示所述250米分辨率MODIS红波段地表反射率库中不同月份M、不同相对方位角/>、不同散射角/>下的MODIS红波段地表反射率分别，/>、/>表示不同月份M、不同相对方位角/>、不同散射角/>下的转换系数。 5. 根据权利要求2所述的气溶胶光学厚度遥感反演方法，其特征在于，所述将所述历史MERSI II数据转换为历史MERSI II蓝波段表观反射率数据，包括：通过如下公式将所述历史MERSI II数据中每个像元的DN值转换为所述历史MERSI II蓝波段表观反射率数据中的相应表观反射率：；其中，、/>、/>分别表示给定的定标系数，/>表示日地距离，/>表示太阳天顶角余弦。 6. 根据权利要求1所述的气溶胶光学厚度遥感反演方法，其特征在于，所述AERONET数据包括AERONET气溶胶光学厚度数据；所述基于中分辨率成像光谱仪MODIS地表反射率产品、历史MERSI II数据以及气溶胶自动监测网络AERONET数据，构建月尺度、不同方位角和不同散射角下的MERSI II蓝波段地表反射率库，包括：对所述MODIS地表反射率产品中500米分辨率的蓝波段数据进行按月统计，针对预设的多个角度条件，从每月对应的多景影像中选取符合每个所述角度条件的像元；其中，所述角度条件包括方位角和散射角分别处于相应的角度范围；对于每月每个所述角度条件，确定每个像元符合该角度条件的符合个数，并根据每个像元的符合个数，确定该像元在该月该角度条件下的蓝波段地表反射率，得到500米分辨率MODIS蓝波段地表反射率库；将所述历史MERSI II数据转换为历史MERSI II蓝波段表观反射率数据；根据所述历史MERSI II蓝波段表观反射率数据和对应位置的AERONET气溶胶光学厚度数据，利用辐射传输方程，计算得到250米分辨率MERSI II蓝波段日尺度地表反射率点数据；对所述250米分辨率MERSI II蓝波段日尺度地表反射率点数据进行下采样和月尺度提取，得到500米分辨率MERSI II蓝波段月尺度地表反射率点数据；根据所述500米分辨率MERSI II蓝波段月尺度地表反射率点数据和所述500米分辨率MODIS蓝波段地表反射率库，构建第二转换关系，得到500米分辨率MERSI II蓝波段地表反射率库。 7.根据权利要求1-6中任一项所述的气溶胶光学厚度遥感反演方法，其特征在于，所述MODIS地表反射率产品包括500米分辨率MOD09的蓝波段数据。 8.一种气溶胶光学厚度遥感反演装置，其特征在于，包括：建立模块，用于根据辐射传输模型，建立设定参数下程辐射反射率、半球反射率和大气透过率的查找表；其中，所述设定参数包括太阳天顶角、观测天顶角、太阳与卫星间相对方位角和气溶胶光学厚度；构建模块，用于基于中分辨率成像光谱仪MODIS地表反射率产品、历史MERSI II数据以及气溶胶自动监测网络AERONET数据，构建月尺度、不同方位角和不同散射角下的MERSI II蓝波段地表反射率库；计算模块，用于根据所述查找表中的程辐射反射率、半球反射率和大气透过率，以及所述MERSI II蓝波段地表反射率库中的地表反射率数据，利用辐射传输方程计算得到表观反射率计算数据；反演模块，用于将所述表观反射率计算数据与基于当前MERSI II数据计算得到的表观反射率实际数据进行数值对比，得到与所述表观反射率实际数据相匹配的匹配表观反射率计算数据，并在所述查找表中查表得到对应的气溶胶光学厚度数据。 9.一种电子设备，包括存储器、处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-7中任一项所述的气溶胶光学厚度遥感反演方法。 10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器运行时执行权利要求1-7中任一项所述的气溶胶光学厚度遥感反演方法。
所属类别：	发明专利