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原文传递一种城区表面反射率遥感反演方法

专利名称：	一种城区表面反射率遥感反演方法
摘要：	本发明公开了一种城区表面反射率遥感反演方法，包括如下步骤，S1、量化城区表面地物目标接收的总辐射；S2、量化传感器入瞳处的辐射亮度；S3、结合步骤S1和步骤S2计算城区表面反射率。优点是：该反演方法通过模拟太阳辐射在“城区—大气”界面的传输过程，考虑了城区建筑物对太阳直接辐射的遮挡、天空视域系数对天空漫辐射的影响、建筑物侧面与地表多次反射效应等物理过程，该模型物理意义明确，可较好地表征城区形态和结构特征对太阳辐射传输过程的影响。
专利类型：	发明专利
申请人：	胡德勇
发明人：	胡德勇;刘曼晴;于琛;张亚妮;曹诗颂;狄宇飞
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T09:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
申请号：	CN202010023388.2
公开号：	CN111198162A
代理机构：	北京市盛峰律师事务所
代理人：	于国强
分类号：	G01N21/17;G01N21/55;G01S7/48;G01S17/89;G06F17/10;G;G01;G06;G01N;G01S;G06F;G01N21;G01S7;G01S17;G06F17;G01N21/17;G01N21/55;G01S7/48;G01S17/89;G06F17/10
申请人地址：	100048 北京市海淀区西三环北路105号首都师范大学
主权项：	1.一种城区表面反射率遥感反演方法，其特征在于：包括如下步骤， S1、量化城区表面地物目标接收的总辐射； S2、量化传感器入瞳处的辐射亮度； S3、结合步骤S1和步骤S2计算城区表面反射率。 2.根据权利要求1所述的城区表面反射率遥感反演方法，其特征在于：步骤S1包括如下内容， S11、量化下行太阳直接辐射； S12、量化下行天空漫辐射； S13、量化环境辐射； S14、根据量化后的下行太阳直接辐射、量化后的下行天空漫辐射以及量化后的环境辐射，得到量化后的城区表面地物目标接收的总辐射。 3.根据权利要求1所述的城区表面反射率遥感反演方法，其特征在于：步骤S11具体为，利用公式1对下行太阳直接辐射进行量化，其中，为量化后的下行太阳直接辐射；Φ为判断地物目标是否被太阳直射的二值因子，当地物目标处于光照区内能够接收到太阳直接辐射时Φ＝1，当地物目标处于阴影区内无太阳直接辐射时Φ＝0；Es为大气层上界的太阳辐射照度；μs为太阳天顶角θs的余弦值；为下行太阳直接辐射的大气透过率；τ为大气光学厚度。 4.根据权利要求1所述的城区表面反射率遥感反演方法，其特征在于：步骤S12具体为，利用公式2对下行天空漫辐射进行量化，其中，为量化后的下行天空漫辐射；tdiff为下行天空漫辐射的大气透过率；V为当前地物目标对应的天空视域系数值，其为该地物目标为中心的天空可视部分球面与半球面的面积比值，V介于0-1之间。 5.根据权利要求1所述的城区表面反射率遥感反演方法，其特征在于：步骤S13中，所述环境辐射包括第一环境辐射和第二环境辐射，所述第一环境辐射为城区建筑物在接收来自太阳的直接辐射和天空漫辐射后对地物目标产生的反射辐射；所述第二环境辐射为地物目标的上行辐射传输过程中，城区建筑物侧面与地物目标之间经过多次反射作用后，地物目标接收到的辐射；所述第一环境辐射和所述第二环境辐射分别经公式3和公式4量化得到，其中，为量化后的第一环境辐射；为城区建筑物侧面接收到的太阳直接辐射后形成的反射辐射；为城区建筑物侧面接收到天空漫辐射后形成的反射辐射；ρe为城区建筑物侧面的反射率；其中，为量化后的第二环境辐射；ρt为城区表面反射率；m为城区建筑物侧面与地物目标之间的反射次数。 6.根据权利要求1所述的城区表面反射率遥感反演方法，其特征在于：步骤S13具体为，利用公式5对环境辐射进行量化，获取量化后的环境辐射；其中，为量化后的环境辐射；为第一环境辐射；为第二环境辐射。 7.根据权利要求1所述的城区表面反射率遥感反演方法，其特征在于：步骤S14具体为，采用公式6计算获得量化后的地物目标接收的总辐射，其中，为量化后的地物目标接收的总辐射；为量化后的下行太阳直接辐射；为量化后的下行天空漫辐射；为量化后的环境辐射。 8.根据权利要求1所述的城区表面反射率遥感反演方法，其特征在于：所述步骤S2具体包括如下内容， S21、利用公式7量化地物目标反射辐射经过大气衰减后的辐射亮度；其中，为量化后的地物目标反射辐射经过大气衰减后的辐射亮度，为量化后的地物目标接收的总辐射；为上行辐射的大气透过率；μv为传感器观测方向的天顶角θv的余弦值；ρt为城区表面反射率； S22、利用公式8量化地物目标周围环境的上行漫辐射；其中，为量化后的地物目标周围环境的上行漫辐射；为量化后的地物目标接收的总辐射；t'diff为上行漫辐射透过率；ρt为城区表面反射率； S23、利用公式9量化大气程辐射；其中，Lp为量化后的大气程辐射；Es为大气层上界的太阳辐射照度；μs为太阳天顶角θs的余弦值；ρa为大气的反射率； S24、利用公式(10)获取量化后的传感器入瞳处的辐射亮度；其中，LTOA为量化后的传感器入瞳处的辐射亮度；为量化后的地物目标反射辐射经过大气衰减后的辐射亮度；为量化后的地物目标周围环境的上行漫辐射；Lp为量化后的大气程辐射；Tv为上行辐射大气透过率， 9.根据权利要求1所述的城区表面反射率遥感反演方法，其特征在于：由于(1-V)<0，当m→∞时，量化后的地物目标接收的总辐射可表示为公式11，则，城区下垫面反射率可表示为公式12；其中，LTOA为量化后的传感器入瞳处的辐射亮度；Lp为量化后的大气程辐射；为量化后的地物目标接收的总辐射；为量化后的第一环境辐射；为量化后的下行天空漫辐射；Tv为上行辐射大气透过率；ρe为城区建筑物侧面的反射率；V为当前地物目标对应的天空视域系数值。
所属类别：	发明专利