[发明专利]一种TM/ETM+影像大气校正产品质量评价方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种产品质量评价方法，尤其是涉及一种TM/ETM+影像大气校正产品质量评价方法。

背景技术

陆地卫星（Landsat）获得的TM/ETM+影像由于其适中的分辨率、长期连续对地观测等优势，已成为研究全球/区域变化的重要基础数据来，并在诸多领域中得到了大规模应用。然而，大气中包含的水汽、臭氧和气溶胶对太阳辐射的吸收和散射等作用影响了遥感图像的可用性，通常需要采用物理辐射传输模型或统计学方法去除大气效应以获得地表真实反射率，气校正使用的校正模型、大气环境参数包含了许多不确定性因素，导致反演得到的表面反射率产品中也包含了一定不确定性，并影响植被指数、叶面积指数等地表参数提取精度。采用科学方法对TM/ETM+的大气校正产品质量进行评价，不仅是改进产品质量的必要途径，也是提高产品应用结果可靠性的迫切需要。

目前国内外有关遥感影像大气校正产品质量检查的基本思路都是采用统计学的方法，通过对比分析产品影像上某些地表对象的光谱值和“真实”光谱值之间的一致性以评价产品质量的优劣。根据“真值”光谱来源不同，质量检查方法主要可分为以下2类。（1）地面同步观测验证法。即在实验区内选择一定数量同质、平坦的区域作为验证样本，当遥感卫星过境时，利用地面辐射测量仪器同步观测样本地表反射率，将其作为“真值”评定大气校正产品质量。（2）参考影像对比法。以高质量表面反射率影像作为“真值”来源，选取一定数量地物样本，比较样本在产品影像和对应参考影像的光谱值一致性，进而评定产品质量。

上述2类产品验证方法中，前者“真值”数据可靠性好，但成本较高，耗费时间长，不适合在全球/区域尺度上开展大规模应用，也无法对历史影像大气校正结果进行验证；后者得到的评价结果则是一种相对质量，只有当参考影像校正质量好且与产品影像具有相近的光谱波段、相同的观测时间时才能得到较为可靠的评价结果。且后者通常要求使用与产品影像具有相同观测时间的高质量影像作为参考影像，该方法不能对在此前获得的TM/ETM+影像大气校正产品进行质量评价，且MODIS影像与TM/ETM+影像在空间分辨率、投影坐标系等方面的差异一定程度也会对质量评价结果带来不利影响。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的成本较高，耗费时间长，不适合在全球/区域尺度上开展大规模应用，也无法对历史影像大气校正结果进行验证等的技术问题；提供了一种以Landsat的全球表面反射率产品为参考影像，可实现对历史多期TM/ETM+影像产品质量的一致性进行评价，能够为区域或全球地表变化研究提供十分重要的基础影像质量信息，进而保证研究结果精度的一种TM/ETM+影像大气校正产品质量评价方法。

本发明还有一目的是解决现有技术所存在的不能对在此前获得的TM/ETM+影像大气校正产品进行质量评价，且MODIS影像与TM/ETM+影像在空间分辨率、投影坐标系等方面的差异一定程度也会对质量评价结果带来不利影响等的技术问题；提供了一种提出了面向产品质量评价的PIFs样本自动识别方法，能够在具有不同时相/季相的TM/ETM+影像上较为准确的识别出PIFs样本的一种TM/ETM+影像大气校正产品质量评价方法。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种TM/ETM+影像大气校正产品质量评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，获取产品影像，并随机选取一期经过验证的高质量TM/ETM+地表反射率影像作为产品影像大气校正质量评价的参考影像；

步骤2，匹配步骤1中的产品影像和参考影像之间的地理坐标系；

步骤3，采用系统抽样的方法，分别根据地表分布状况从产品影像和参考影像中抽取若干样本，并分别计算产品影像和参考影像对应样本在参考影像和产品影像上的光谱值，其中样本各波段光谱值为样本在该波段像元集合光谱值的平均值；

步骤4，分别进行上述步骤2中的产品影像和参考影像对应样本在产品影像和参考影像的不变地物样本识别，并保存有效的不变地物样本；

步骤5，采用回归分析方法根据步骤4中有效的不变地物样本分析产品影像的大气校正质量。

在上述的一种TM/ETM+影像大气校正产品质量评价方法，所述的步骤1中，参考影像是通过实地验证的高质量影像或者美国NASA下载的表面反射率产品。

在上述的一种TM/ETM+影像大气校正产品质量评价方法，所述的步骤2中，该匹配步骤包括比较产品影像和参考影像之间的空间分辨率、地理坐标系的投影参数、椭球参数是否一致，若不一致，则进行参数的一致性处理后执行步骤3。