[发明专利]城市完全表面温度的航空遥感估算方法

权利要求书

1.一种城市完全表面温度的航空遥感估算方法，包括以下步骤：

第一步、根据目的地确定飞行航线——在确定研究目的地位置和飞行时刻基础上规划航飞路线，具体包括三个航线策略；航线策略1：在实验时刻，按预定飞行高度，飞机垂直于太阳主平面的方向飞行飞过研究区正上方，热红外传感器的观测天顶角在45°～60°，方位角与飞机前进方向一致；航线策略2：飞机在一定高度，以研究区为中心环绕飞行，传感器始终朝向研究区，且该状态下热红外传感器的观测天顶角为60°；航线策略3：分别按S-N，NW-SE，E-W，SW-NE四个航向飞行飞过研究区上空，且研究区的中心靠近飞行路线，该过程中热红外传感器的观测天顶角在-60°～60°变化，使得获得的方向辐射温度尽可能均匀的分布在上半球空间；

第二步、进行飞行实验，获取地表热红外图像——按照预定航线进行飞行实验，热红外传感器获得地表热红外图像，所述地表热红外图像包括温度信息和位置信息；

第三步、热红外图像预处理——具体包括：(1)、由热红外图像属性的位置坐标信息与研究区中心位置坐标，计算图像拍摄瞬时的天顶角度及方位角度；(2)、由航线策略1得到的方向辐射温度θ为热红外传感器的观测天顶角，为热红外传感器的观测方位角；(3)、航线策略2得到的所有方向辐射温度中，对观测方位角从0°-360°，观测天顶角为60°这个范围内的方向辐射温度进行积分求得第一立体角积分温度T₁(Ω₁)，Ω₁为观测方位角从0°-360°，观测天顶角为60°的范围；(4)、从航线策略3得到的所有方向辐射温度中选取3～5个其观测位置在空间上分布较均匀的值，借助Vinnikov的热红外核驱动模型重建上半球所有角度的方向辐射温度，对观测方位角从0°-360°，观测天顶角20°-90°这个范围内的方向辐射温度进行积分求得第二立体角积分温度T₂(Ω₂)，Ω₂为观测方位角从0°-360°，观测天顶角为20°-90°的范围；

第四步、城市完全表面温度估算——具体如下：(1)、由航线策略1得到的天顶角在45°～60°，方位角垂直于太阳主平面的方向辐射温度就是逼近完全表面温度T_c的最优遥感观测视角下的温度值T_ova；(2)、由航线策略2得到的第一立体角积分温度T₁(Ω₁)代替完全表面温度T_c用于城市热环境的研究；(3)、由航线策略3得到的第二立体角积分温度T₂(Ω₂)代替完全表面温度T_c用于城市热环境的研究；进行城市热环境研究时，首先考虑使用第一立体角积分温度T₁(Ω₁)替代完全表面温度T_c，在第一立体角积分温度T₁(Ω₁)无法获得时，考虑使用第二立体角积分温度T₂(Ω₂)代替完全表面温度T_c，在第一、第二立体角积分温度均无法获得时，最优遥感观测视角下的温度值T_ova代替完全表面温度T_c。

2.根据权利要求1所述的城市完全表面温度的航空遥感估算方法，其特征在于：所述第一步中，航线策略3获得的方向辐射温度数量不低于10。

3.根据权利要求1所述的城市完全表面温度的航空遥感估算方法，其特征在于：所述第三步中，第一立体角积分温度的求算公式如下：

其中，N₁是Ω₁范围内方向辐射温度的数量。