1.一种地表比辐射率计算方法,其特征在于,包括:
输入一幅经过几何精校正和辐射校正的Landsat5-TM遥感影像;
利用所述遥感影像计算归一化水体指数;
根据所述归一化水体指数进行水体像元和非水体像元的判别;
基于所述非水体像元的判别结果,从所述遥感影像的七个波段中选择反映植被信息的波段、反映裸土和城镇地表信息的波段进行主成分分析,输出四个组分;
从所述四个组分中确定所述反映植被信息的组分的第一辐射率指数,确定所述反映裸土和城镇地表信息的组分的第二辐射率指数;
将所述第一辐射率指数、所述第二辐射率指数中的暗像元转换为亮像元;
对进行过所述暗像元转换为亮像元的处理的所述第一辐射率指数和所述第二辐射率指数进行归一化处理,获得第一归一化辐射率指数和第二归一化辐射率指数;
基于第一归一化辐射率指数和第二归一化辐射率指数,取得Landsat5陆地卫星的TM6热红外波段的地表比辐射率计算公式,并获得所述地表比辐射率;
其中,所述基于所述非水体像元的判别结果的步骤中包括:
最能有效反映所述植被信息的波段选取TM3波段、TM4波段,最能有效反映所述裸土和城镇地表信息的波段选取TM2波段、TM5波段;对所述TM2波段、所述TM3波段、所述TM4波段、所述TM5波段共四个波段进行基于特征导向的所述主成分分析,输出所述四个组分;
所述从所述四个组分中确定所述反映植被信息的组分的第一辐射率指数的步骤中,确定所述第一辐射率指数、所述第二辐射率指数的方法为:所述TM3波段和所述TM4波段对应的特征向量绝对值较大且符号相反的组分即为所述第一辐射率指数所在的组分;所述TM2波段和所述TM5波段对应的特征向量绝对值较大且符号相反的组分即为所述第二辐射率指数所在的组分。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述输入一幅经过几何精校正和辐射校正的Landsat5-TM遥感影像的步骤中包括:所述Landsat5-TM遥感影像选取四级产品,其全部七个波段重采样至30米空间分辨率。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述利用所述遥感影像计算归一化水体指数的步骤中,所述归一化水体指数的计算公式为:NDWI=(TM2-TM5)/(TM2+TM5),
其中,NDWI—归一化水体指数,
TM2—Landsat5-TM遥感影像的第2波段的灰度值,TM5—Landsat5-TM遥感影像的第5波段的灰度值。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述根据所述归一化水体指数进行水体像元和非水体像元的判别的步骤中包括:水体像元判别:NDWI≥Twater,
非水体像元判别:NDWI<Twater,
其中,Twater—所述遥感影像中以样本阈值为采样个数的不同类型水体样本NDWI的平均值,其参考取值范围为0.391~0.415;
判别结果为水体像元的,其比辐射率ε取固定值0.9951;判别结果为非水体像元的,其比辐射率ε将利用所述地表比辐射率计算公式进行计算。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述将所述第一辐射率指数、所述第二辐射率指数中的暗像元转换为亮像元的方法为:经目视解译检查,所述第一辐射率指数对应的图像中有表现为暗像元的部分,则将所述第一辐射率指数中的对应元素乘以-1;经目视解译检查,所述第二辐射率指数对应的图像中有表现为暗像元的部分,则将所述第二辐射率指数中的对应元素乘以-1。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述对进行过所述暗像元转换为亮像元的处理的所述第一辐射率指数和所述第二辐射率指数进行归一化处理的步骤中,所述归一化处理的计算公式为:NEv=(Ev-Evmin)/(Evmax-Evmin),NEs=(Es-Esmin)/(Esmax-Esmin),式中,NEv—第一归一化辐射率指数,NEs—第二归一化辐射率指数,Ev—第一辐射率指数,Es—第二辐射率指数,Evmin—第一辐射率指数对应图像的最小值,Esmin—第二辐射率指数对应图像的最小值,Evmax—第一辐射率指数对应图像的最大值,Esmax—第二辐射率指数对应图像的最大值。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于第一归一化辐射率指数和第二归一化辐射率指数的步骤中,所述地表比辐射率的计算公式为:ε=0.9869+0.0047ln(NEv)-0.01246ln(NEs),其中,ε—地表比辐射率。
8.一种地表比辐射率计算方法的实现装置,其特征在于,包括:获取影像模块,输入一幅经过几何精校正和辐射校正的Landsat5-TM遥感影像;
水体指数计算模块,利用所述遥感影像计算归一化水体指数;
判别模块,根据所述归一化水体指数进行水体像元和非水体像元的判别;
主成分分析模块,基于所述非水体像元的判别结果,从所述遥感影像的七个波段中选择最能反映植被信息的波段、最能反映裸土和城镇地表信息的波段进行主成分分析,输出四个组分;
确定指数模块,从所述四个组分中确定所述反映植被信息的组分的第一辐射率指数,确定所述反映裸土和城镇地表信息的组分的第二辐射率指数;
转换模块,将所述第一辐射率指数、所述第二辐射率指数中的暗像元转换为亮像元;
归一化模块,对进行过所述暗像元转换为亮像元的处理的所述第一辐射率指数和所述第二辐射率指数进行归一化处理,得到第一归一化辐射率指数和第二归一化辐射率指数;
获得模块,基于第一归一化辐射率指数和第二归一化辐射率指数,取得Landsat5陆地卫星的TM6热红外波段的地表比辐射率计算公式,并获得所述地表比辐射率;
其中,主成分分析模块还用于:最能有效反映植被信息的波段选取TM3波段、TM4波段,最能有效反映裸土和城镇地表信息的波段选取TM2波段、TM5波段;对TM2波段、TM3波段、TM4波段、TM5波段共四个波段进行基于特征导向的主成分分析,输出四个组分;
确定指数模块还用于:确定第一比辐射率指数的方法为,TM3波段和TM4波段对应的特征向量绝对值较大且符号相反的组分即为第一辐射率指数所在的组分;TM2波段和TM5波段对应的特征向量绝对值较大且符号相反的组分即为第二辐射率指数所在的组分。