[发明专利]天基遥感分块插值计算太阳高度角的方法

说明书

技术领域

本发明涉及天基遥感分块插值计算太阳高度角的方法，属于遥感技术领域。

技术背景

卫星、宇宙飞船和航天飞机等天基对地遥感获取数据过程中受到遥感平台和自然环境等多种因素的制约，在遥感反演之前必须对遥感数据进行定位、辐射和几何等方面的校正。太阳对地球的辐射中，太阳高度角具有日周期和年周期变化，对观测点的辐亮度影响甚大。太阳辐射类地球遥感以辐亮度反演地物则不利于对地物的识别，不符合定量遥感的要求。天基遥感太阳高度角校正有3个主流模式，即表观辐亮度、表观反射率和地表反射率等模式，主流模式在理论上都比较成熟，许多文献对其作了较为严谨的推介。太阳高度角校正实质上只是辐射角度问题，在主流模式上所起到的作用都一样。还有其它模式，如栗琳等学者用关系模型来研究太阳高度角校正。在遥感数据预处理中，太阳高度角校正是太阳辐射类地球遥感数据校正中的一项常态性处理工作。

遥感数据产品提供太阳高度角参数数据不足，遥感数据是大数据，若每个像元或局部像元附带一个太阳高度角数据或者定位信息，会相应增大数据产品数据量，增加数据通信负荷，增加数据存储空间和降低遥感应用时效。李先华等学者指出，中高空间分辨率卫星每景数据仅提供中心点太阳高度角数据，对于数据校正精度则十分勉强，并根据卫星传感器运行原理与定位关系叙述了卫星数据逐个像元的太阳高度角参数计算方法。该方法需掌握传感器在轨运行原理及其相关参数数据，对末端数据用户要求偏高。黄晓园、周靖斐等学者利用一级数据产品携带的固定间隔点太阳高度角数据进行插值，增加了太阳高度角数据，提高了太阳高度角校正精度。由于该方法插值函数与实际关系不一致，不利于充分提高太阳高度角校正精度。当前对太阳高度角数据的插值密度还没有相应研究，不利于对其数据插值密度的合理确定。没有携带充足太阳高度角数据的遥感数据产品则没有较好的实用方式解决太阳高度角精校正问题。

发明内容

本发明目的在于解决天基遥感数据产品太阳高度角数据不足而影响数据校正精度的现实问题，为了增加天基遥感太阳高度角数据而设计一种天基遥感分块插值计算太阳高度角的方法。

本发明为了实现上述目的，天基遥感分块插值计算太阳高度角的方法包括：确认遥感数据状态以便采取相应处理；利用附带参数数据作为数据插值的参照依据；按照数据精度要求、利用太阳高度角数据遵循理论依据确定数据分块大小；根据数据状态确定数据插值模式；根据插值模式落实数据插值方程式；根据插值方程式计算各项插值数据；利用插值数据计算各元数据块太阳高度角参数。

所述确认遥感数据状态以便采取相应处理，即遥感数据产品从校正数据状况可分为0～五级，确认数据校正级别，落实数据产品是否已经完成数据定位、辐射定标、系统几何校正和坐标映射，不同级别的数据产品需要根据附带定位数据分布、采集数据阵形和数据采集时序等状况采取相应的数据插值处理。

所述利用附带参数数据作为数据插值的参照依据，即天基遥感数据产品附带有相关参数数据，利用这些参数数据作为数据插值的参照依据。

所述按照数据精度要求、利用太阳高度角数据遵循理论依据确定数据分块大小，包括数据分块理论依据和数据分块操作方法。所述数据分块理论依据，即通过数据校正偏差率公式推论确立数据校正偏差率与太阳高度角偏差的关系，通过太阳高度角偏差特征规律确立数据块行列宽度与太阳高度角偏差的关系，以太阳高度角偏差特征规律和数据校正偏差率公式推论作为数据分块的理论依据。所述数据分块操作方法，包括数据分块方案和数据分块计算。所述数据分块方案，即对整幅或整景或整轨数据无法按圆形区域分块，为了满足数据精度要求，并使插值过程简单化，采取圆形区域最大内方块为元数据块。所述数据分块计算，即根据数据用途确定校正数据精度大小，调用附带太阳高度角参数数据，或根据公式计算太阳高度角参数，由数据校正偏差率公式计算出元数据块的太阳高度角偏差，依据数据块行列宽度与太阳高度角偏差的关系计算出元数据块行列宽度，确定元数据块大小。

所述根据数据状态确定数据插值模式，包括确定一级或二级数据产品元数据块经纬度插值模式；确定一级或二级数据产品元数据块采集时间插值模式；确定赤纬、时角参数插值模式。

所述根据插值模式落实数据插值方程式，包括根据相应的插值模式，落实一级数据产品元数据块经纬度插值方程式和采集时间插值方程式；或者根据相应的插值模式，落实二级数据产品元数据块经纬度插值方程式和采集时间插值方程式；根据赤纬、时角参数插值模式，落实赤纬、时角参数插值方程式。

所述根据插值方程式计算各项插值数据，即利用附带参数数据根据相应的插值方程式计算各项插值数据。