本發(fā)明屬于遙感影像處理，特別涉及基于多因子權(quán)重優(yōu)選的地表反射率數(shù)據(jù)融合方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、近年來(lái)，遙感光學(xué)地表反射率數(shù)據(jù)在氣候變化研究、農(nóng)業(yè)管理、環(huán)境監(jiān)測(cè)和防災(zāi)減災(zāi)等領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。準(zhǔn)確的遙感光學(xué)地表反射率數(shù)據(jù)對(duì)于研究地表形態(tài)變化、生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)、水資源管理和氣象預(yù)報(bào)等方面具有重要意義。隨著遙感衛(wèi)星成像技術(shù)的不斷發(fā)展，獲取大范圍反射率數(shù)據(jù)逐步變得高效和便捷。遙感光學(xué)地表反射率數(shù)據(jù)的需求不斷增加的同時(shí)也對(duì)新研制的遙感衛(wèi)星成像系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置提出了更高的要求。高質(zhì)量的地表反射率數(shù)據(jù)對(duì)于遙感衛(wèi)星的成像參數(shù)設(shè)置也具有重要意義。

2、傳統(tǒng)的遙感光學(xué)地表反射率數(shù)據(jù)獲取方法主要依賴于單一傳感器的數(shù)據(jù)。然而，這種方法存在顯著的局限性。單一傳感器的數(shù)據(jù)往往具有偏向性，無(wú)法全面反映地表的真實(shí)情況。此外，云層覆蓋是遙感數(shù)據(jù)獲取的一個(gè)重大挑戰(zhàn)，云層會(huì)阻擋衛(wèi)星的觀測(cè)，導(dǎo)致地表反射率數(shù)據(jù)的缺失。這些問(wèn)題限制了傳統(tǒng)遙感數(shù)據(jù)在高時(shí)間分辨率和連續(xù)監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用。

3、為了彌補(bǔ)數(shù)據(jù)缺失的問(wèn)題，研究人員通常采用簡(jiǎn)單拼接的方法對(duì)缺失的數(shù)據(jù)進(jìn)行填補(bǔ)。然而，這種方法也存在明顯的缺點(diǎn)。拼接方法容易引入誤差，特別是在不同數(shù)據(jù)源之間存在觀測(cè)條件差異時(shí)。此外，拼接方法無(wú)法有效處理地表反射率的動(dòng)態(tài)變化，尤其是在氣候條件變化劇烈的時(shí)段和區(qū)域。

4、基于此，多源異構(gòu)數(shù)據(jù)融合方法逐漸受到重視。通過(guò)結(jié)合來(lái)自多個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行帶通調(diào)整，可以生成更加全面和準(zhǔn)確的地表反射率數(shù)據(jù)。然而，這種方法也存在不足之處。目前的多源數(shù)據(jù)融合方法在生成地表反射率數(shù)據(jù)時(shí)，一是通常忽略了光譜響應(yīng)函數(shù)（rsr）之間的差異。不同傳感器具有不同的光譜響應(yīng)特性，這會(huì)導(dǎo)致觀測(cè)到的地表反射率數(shù)據(jù)存在系統(tǒng)性偏差，影響數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和一致性，導(dǎo)致融合后的數(shù)據(jù)無(wú)法真實(shí)反映地表的實(shí)際情況，降低了數(shù)據(jù)在科學(xué)研究和應(yīng)用中的可靠性；二是往往沒(méi)有充分考慮氣溶膠、云、雨等因素的綜合影響，而大氣和云可能會(huì)對(duì)遙感數(shù)據(jù)的可靠性產(chǎn)生重要影響，造成遙感數(shù)據(jù)的缺值和錯(cuò)誤，如果不能將這種影響量化并納入考量，則會(huì)影響最終生產(chǎn)的地表反射率數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了基于多因子權(quán)重優(yōu)選的地表反射率數(shù)據(jù)融合方法及系統(tǒng)，采用光譜帶通調(diào)整因子技術(shù)（spectral?band?adjustment?factor，sbaf）技術(shù)對(duì)光譜進(jìn)行調(diào)整，采用多因子權(quán)重融合技術(shù)，綜合考慮云、雨、氣溶膠對(duì)成像的影響，提高了最終融合數(shù)據(jù)的質(zhì)量和可靠性，顯著改善了光學(xué)多源遙感數(shù)據(jù)融合的效果，滿足了科學(xué)研究和實(shí)際應(yīng)用的需求。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

3、一方面，本發(fā)明提供一種基于多因子權(quán)重優(yōu)選的地表反射率數(shù)據(jù)融合方法，所述方法包括如下步驟：

4、步驟一、分別對(duì)modis、landsat8?oli多光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行輻射定標(biāo)、幾何校正處理，生成大氣層頂反射率數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)大氣校正處理生成不同譜段的地表反射率數(shù)據(jù)；

5、步驟二、利用光譜帶通調(diào)整因子技術(shù)將landsat8?oli的地表反射率數(shù)據(jù)調(diào)整為與modis的地表反射率數(shù)據(jù)譜段范圍一致；

6、步驟三、利用hot-vbr指數(shù)法計(jì)算云權(quán)重因子，利用modra算法計(jì)算降雨權(quán)重因子，利用暗像元法計(jì)算各像元的氣溶膠權(quán)重因子，以及歸一化所有數(shù)據(jù)的時(shí)間來(lái)計(jì)算歸一化時(shí)間權(quán)重因子并將云權(quán)重因子、降雨權(quán)重因子、氣溶膠權(quán)重因子歸一化；

7、步驟四、結(jié)合歸一化的云權(quán)重因子、降雨權(quán)重因子、氣溶膠權(quán)重因子、時(shí)間權(quán)重因子計(jì)算綜合權(quán)重因子，通過(guò)綜合權(quán)重因子篩選函數(shù)篩選綜合權(quán)重因子，將綜合權(quán)重因子影響最小的像元用于數(shù)據(jù)融合。

8、另一方面，本發(fā)明提供一種基于多因子權(quán)重優(yōu)選的地表反射率數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)，包括：

9、數(shù)據(jù)預(yù)處理單元，用于分別對(duì)modis、landsat8?oli多光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行輻射定標(biāo)、幾何校正處理，生成大氣層頂反射率數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)大氣校正處理生成不同譜段的地表反射率數(shù)據(jù)；

10、數(shù)據(jù)調(diào)整單元，用于利用光譜帶通調(diào)整因子技術(shù)將landsat8?oli的地表反射率數(shù)據(jù)調(diào)整為與modis的地表反射率數(shù)據(jù)譜段范圍一致；

11、權(quán)重因子計(jì)算單元，用于利用hot-vbr指數(shù)法計(jì)算云權(quán)重因子，利用modra算法計(jì)算降雨權(quán)重因子，利用暗像元法計(jì)算各像元的氣溶膠權(quán)重因子，計(jì)算時(shí)間權(quán)重因子并歸一化；

12、綜合權(quán)重因子篩選單元，用于結(jié)合歸一化的云權(quán)重因子、降雨權(quán)重因子、氣溶膠權(quán)重因子、時(shí)間權(quán)重因子計(jì)算綜合權(quán)重因子，通過(guò)綜合權(quán)重因子篩選函數(shù)篩選綜合權(quán)重因子，將綜合權(quán)重因子影響最小的像元用于數(shù)據(jù)融合。

13、第三方面，本發(fā)明提供一種電子設(shè)備，包括：一個(gè)或多個(gè)處理器；存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)程序；其中，當(dāng)一個(gè)或多個(gè)程序被所述一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)，使得所述一個(gè)或多個(gè)處理器實(shí)現(xiàn)前述的一種基于多因子權(quán)重優(yōu)選的地表反射率數(shù)據(jù)融合方法。

14、第四方面，本發(fā)明提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有可執(zhí)行指令，該指令被處理器執(zhí)行時(shí)能夠使處理器實(shí)現(xiàn)前述的一種基于多因子權(quán)重優(yōu)選的地表反射率數(shù)據(jù)融合方法。

15、本發(fā)明的有益效果在于：

16、（1）本發(fā)明采用了spectral?band?adjustment?factor（sbaf）技術(shù)，確保不同傳感器的光譜響應(yīng)一致性，從根本上解決了光譜響應(yīng)差異帶來(lái)的數(shù)據(jù)偏差問(wèn)題，使得融合數(shù)據(jù)在光譜上具有高度一致性和準(zhǔn)確性。

17、（2）本發(fā)明的多因子權(quán)重融合技術(shù)通過(guò)綜合考慮云、雨、氣溶膠等因素，能夠選擇最優(yōu)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，顯著減少了大氣和氣象因素對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量的負(fù)面影響，確保了數(shù)據(jù)的高可靠性。

18、（3）本發(fā)明通過(guò)改進(jìn)的數(shù)據(jù)融合算法，能夠在多源數(shù)據(jù)復(fù)雜性中篩選和融合最優(yōu)數(shù)據(jù)源，提高了數(shù)據(jù)的精度和應(yīng)用效果，滿足了高精度科學(xué)研究和實(shí)際應(yīng)用的需求。

技術(shù)特征：

1.一種基于多因子權(quán)重優(yōu)選的地表反射率數(shù)據(jù)融合方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多因子權(quán)重優(yōu)選的地表反射率數(shù)據(jù)融合方法，其特征在于，所述步驟二包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多因子權(quán)重優(yōu)選的地表反射率數(shù)據(jù)融合方法，其特征在于，所述步驟三包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多因子權(quán)重優(yōu)選的地表反射率數(shù)據(jù)融合方法，其特征在于，所述步驟三包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多因子權(quán)重優(yōu)選的地表反射率數(shù)據(jù)融合方法，其特征在于，所述步驟三包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多因子權(quán)重優(yōu)選的地表反射率數(shù)據(jù)融合方法，其特征在于，所述步驟4包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于多因子權(quán)重優(yōu)選的地表反射率數(shù)據(jù)融合方法，其特征在于，所述綜合權(quán)重因子為：

8.一種基于多因子權(quán)重優(yōu)選的地表反射率數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)，其特征在于，包括：

9.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括：

10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，其上存儲(chǔ)有可執(zhí)行指令，該指令被處理器執(zhí)行時(shí)能夠使處理器實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的一種基于多因子權(quán)重優(yōu)選的地表反射率數(shù)據(jù)融合方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于多因子權(quán)重優(yōu)選的地表反射率數(shù)據(jù)融合方法及系統(tǒng)，涉及遙感影像處理技術(shù)領(lǐng)域。該方法通過(guò)對(duì)MODIS和Landsat?8?OLI傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行輻射定標(biāo)、幾何校正、大氣校正，并利用光譜帶通調(diào)整因子技術(shù)（SBAF）實(shí)現(xiàn)光譜一致性，確保不同傳感器數(shù)據(jù)的光譜響應(yīng)一致。同時(shí)，本發(fā)明通過(guò)計(jì)算并綜合考慮云、降雨、氣溶膠等多因子權(quán)重，構(gòu)建綜合權(quán)重因子篩選函數(shù)，選擇綜合影響最小的像元進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，從而生成具有高度一致性和準(zhǔn)確性的地表反射率數(shù)據(jù)。該方法有效解決了光譜響應(yīng)差異和云、降雨、氣溶膠引起的遙感數(shù)據(jù)融合偏差問(wèn)題，顯著提高了融合數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。

技術(shù)研發(fā)人員：王國(guó)軍,趙宇軒,龐旺,王奧,孫輝碩,趙輝輝,陶醉,馬靈玲
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6