[发明专利]月球表面反射率遥感反演方法

权利要求书

1.一种月球表面反射率遥感反演方法，其特征在于基于DEM数据和月球表面遥感图像，进行月球表面反射率的逐点反演：首先利用与遥感图像匹配的DEM和太阳方位参数，包括太阳高度角和方位角，进行遥感图像的阴影判断，将月球表面遥感图像的像元分为两类，即非阴影像元和阴影像元，并分别对其采用不同的方法进行反射率反演；对于非阴影像元，通过反复迭代计算太阳直射光照度和邻坡反射辐射照度来反演反射率，对于阴影像元利用邻坡反射辐射照度来反演反射率；具体操作步骤如下：

1)月球遥感数字图像与数字高程模型DEM数据的获取与匹配；

2)月球遥感图像的阴影判断；

3)非阴影像元的反射率反演；

4)阴影像元的反射率反演。

2.根据权利要求1所述的月球表面反射率遥感反演方法，其特征在于所述的步骤3)非阴影像元的反射率反演的步骤如下：在月球表面遥感图像中，非阴影像元的遥感值由两部分组成——太阳直射光辐射遥感分量和邻坡反射辐射遥感分量，即DN_ij＝DN_sij+DN_rij；非阴影像元的反射率采用迭代算法来反演计算，并逐步逼近其真值：

(1)假设月表遥感图像的非阴影像元仅获得直射光DN_ij＝DN_sij：由于非阴影像元上太阳直射光照度大大的高于邻坡反射辐射照度，所以首先可以假设非阴影像元仅获得太阳直射光照度，不考虑邻坡反射辐射。

(2)计算直射光地形改正系数F_ij，求水平面上的遥感值DNsij′=DNsij/Fij;]]>

直射光地形改正系数F_ij根据公式F_ij＝1-tgα_ijctgθ_ijcosω_ij求得，其中α_ij为像元坡角；θ_ij为太阳高度角；ω_ij是像元坡向角A_ij与太阳方位角AL_ij之差的绝对值，α_ij和A_ij可从相应的DEM中获得；θ_ij和AL_ij可根据遥感图像中星下点的信息计算得到；

(3)根据水平面上的遥感值公式DNsij′=K·Rij·Esij′/π,]]>分别为水平面上的太阳直射光遥感分量和水平面上的太阳直射光光照度分量，求得初始反射率R_ij⁰；

(4)计算像元邻坡照度E_rij，求得邻坡反射辐射遥感分量DN_rij＝K·R_ij^m·E_rij/π，R_ij^m为第m次迭代后的反射率；

像元邻坡照度E_rij与邻坡反射点P_kl的反射率R_kl之间的关系式为Erij=1KΣk=1MΣl=1NDNkl·S cosθklcosβkl/Rkl·dkl2,]]>其中DN_kl为邻坡反射点P_kl的遥感值，S为像元面积，θ_kl为入射光线与反射像元P_kl法向量的夹角，β_kl为邻坡反射点P_kl的入射光线与目标坡面像元P_ij法向量的夹角，d_kl为邻坡反射点P_kl到坡面像元P_ij的距离，M、N是像元的行数和列数；

(5)求太阳直射光辐射遥感分量DN_sij＝DN_ij-DN_rij；

(6)再次计算直射光地形改正系数F_ij，求水平面上的遥感值DNsij′=DNsij/Fij;]]>

(7)根据公式DNsij′=K·Rij·Esij′/π,]]>求得迭代m+1次的反射率R_ij^m+1；

(8)判断是否满足|R_ij^m+1-R_ij^m|<ε，ε为一个无限小的数，若满足则输出反射率R_ij^m+1，否则将m＝m+1，重复迭代执行步骤(4)至步骤(8)，直到满足条件(8)输出反射率。

3.根据权利要求1所述的月球表面反射率遥感反演方法，其特征在于所述的步骤4)阴影像元的反射率反演的步骤如下：月球表面遥感图像的阴影像元，没有阳光照射，因此像元的遥感值只为邻坡反射辐射遥感分量，即DN_ij＝DN_rij；阴影像元的反射率R′_ij可由遥感公式R′_ij＝πDN_ij/K·E_rij得到，其中，E_rij是遥感图像上像元点P_ij的邻坡反射辐射照度，DN_ij是P_ij点的遥感值。