[发明专利]一种任意传感器数量的时空定量遥感融合方法

说明书

技术领域

本发明涉及定量遥感信息处理技术领域，尤其是涉及一种任意传感器数量的时空定量遥感融合方法，对于具有时空互补信息的任意传感器获取的定量遥感产品，可以通过同时融合任意传感器不同尺度的定量遥感产品以达到同时具有高时空分辨率的目的。

背景技术

由于技术和资金的限制，遥感仪器在设计时需要权衡时间分辨率和空间分辨率，获取的遥感数据及其反演的定量遥感产品都无法同时具有高时空分辨率特征。例如：静止卫星（GOES）温度产品的时间分辨率最高达到15分钟，却具有至少4千米的空间分辨率；而极地卫星（Terra/MODIS）具有时间分辨率为一天、空间分辨率为1000米的陆表温度产品；空间分辨率更好的Landsat温度产品（约100米），时间分辨率却为16天。因此，利用影像融合技术可以在不改变现有观测系统的条件下充分利用多传感器影像中时空互补信息，提高遥感影像的空间分辨率和时间分辨率，有效提升影像的解译能力与应用潜力，具有重要的研究意义和应用价值。

常用的遥感影像时空融合技术主要是针对两种传感器数据进行融合，通过融合具有较高空间分辨率的遥感数据和具有较高时间分辨率的遥感数据得到同时具有较高时空分辨率的遥感数据。两两融合也有侧重，第一类以较高空间分辨率数据为主，融合其他时间分辨率较高的遥感数据，主要有时空自适应反射率融合模型（STARFM）、基于回归树融合、半物理时空信息融合、基于混合像元分解的时空融合等，这些方法主要融合Landsat和MODIS（或MERIS）的数据(如反射率)得到每天都有的Landsat空间分辨率的数据；第二类以高时间分辨率数据为主，融合其他空间分辨率稍高的遥感数据，大多利用辅助数据，如NDVI与LST之间的尺度不变性等，这些方法主要融合GOES和MODIS数据得到具有GOES时间分辨率和MODIS空间分辨率的数据。

上述融合方法都可以在一定程度上提高遥感影像的时空分辨率。然而，一方面这些两种传感器融合的方法提高时空分辨率程度有限，往往受到辅助数据质量的影响；另一方面直接用空间尺度相差较大的数据融合（如GOES和Landsat）往往会带来较大的确定性。此外，在基于不同传感器的辐射尺度差异求解时，很少顾及传感器硬件设计、遥感观测条件、地物类型的差别，直接影响了融合影像的求解精度；而且现有的求解方式很少顾及邻域像元的空间约束信息。因此如何在不改变现有观测条件下，利用时空融合技术最大程度同时提高遥感数据的时空分辨率，需要研究新的多传感器时空融合方法。

发明内容

本发明所要解决的问题是：针对现有观测系统的技术限制，提供一种任意数量传感器的时空定量遥感融合方法。

本发明的技术方案为一种任意传感器数量的时空定量遥感融合方法，设有n个传感器的定量遥感产品S₁、S₂……S_n进行融合，从S₁到S_n空间分辨率依次降低，时间分辨率依次升高，进一步假设在时间序列t₀、t₁…t_t-1、t_t上能获取至少1景S₁，能获取t+1景S_n，能获取数量依次增加的中间分辨率的定量遥感产品S_p，p=2,3,…,n-1，S₁、S₂……S_n至少有一个重返时间在t₀，实现融合包括以下步骤，

步骤1、对定量遥感产品S₁、S₂……S_n进行预处理；

步骤2、对定量遥感产品S₁进行的分类，进行尺度辐射差异不确定性描述，构造辐射尺度差异函数如下，

F_ijpc=|a_pc×S_pc(x_i,y_j,t₀)+b_pc-S_1c(x_i,y_j,t₀)|