[发明专利]一种高精度的热辐射方向性半经验半物理模拟方法

权利要求书

1.一种高精度的热辐射方向性半经验半物理模拟方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一、构建LiStrahlerFriedl-RoujeanLagouarde模型：

将LiStrahlerFriedl-LiDenseR半经验半物理模型中的LiDenseR几何光学核修正为RoujeanLagouarde热点核，得到LiStrahlerFriedl-RoujeanLagouarde模型，LiStrahlerFriedl-RoujeanLagouarde模型的公式如下所示：

其中，为方向亮温/温度；为LiStrahlerFriedl基础形状核；为RoujeanLagouarde热点核；f_{LiStrahlerFriedl}，f_{RoujeanLagouarde}，f_iso分别为LiStrahlerFriedl基础形状核、RoujeanLagouarde热点核和各向同性核的核系数；θ_s为太阳天顶角；θ_v为观测天顶角；为太阳和观测方向的相对方位角，k为热点宽度因子；

步骤二、反演LiStrahlerFriedl-RoujeanLagouarde模型中的四个未知数：

LiStrahlerFriedl-RoujeanLagouarde模型中包括四个未知数，四个未知数分别为LiStrahlerFriedl基础形状核系数f_{LiStrahlerFriedl}、RoujeanLagouarde热点核系数f_{RoujeanLagouarde}、各向同性核系数f_iso和热点宽度因子k；

反演时，对太阳天顶角θ_s、观测天顶角θ_v、太阳和观测方向的相对方位角进行四次或四次以上的观测，得到四个或四个以上的角度值，随后通过采取非线性最小二乘方法计算最优解，并采用MATLAB中的nlinfit函数实现对四个未知数的反演，其中，f_{LiStrahlerFriedl}、f_{RoujeanLagouarde}、f_iso、k四个参数的初始值分别设置为：1、1、T_mean、1；其中T_mean为输入的多角度观测的亮温/温度的均值；

步骤三、验证构建的LiStrahlerFriedl-RoujeanLagouarde模型：

验证LiStrahlerFriedl-RoujeanLagouarde的模拟能力分为两部分：首先利用4SAIL标准物理模型和DART标准物理模型模拟的多角度方向亮温验证LiStrahlerFriedl-RoujeanLagouarde模型的拟合精度；然后将其拟合结果与改进之前的LiStrahlerFriedl-LiDenseR模型以及RossThick-LiSparseR热红外半经验半物理模型、RoujeanLagouarde热红外半经验半物理模型、Vinnikov热红外半经验半物理模型进行对比，选用的评价指标包括均方根误差RMSE、最大绝对拟合误差|Bias|_max及相关系数R²；

步骤四、对步骤三得到的数据进行拟合，对地表温度产品的角度进行归一化，将所有像元的观测角度从倾斜方向纠正到垂直方向。

2.根据权利要求1所述的高精度的热辐射方向性半经验半物理模拟方法，其特征在于：所述LiStrahlerFriedl-LiDenseR半经验半物理模型的公式可以表示为：

其中，为方向亮温/温度；为LiStrahlerFriedl基础形状核；为LiDenseR几何光学核；f_{LiStrahlerFriedl}，f_LiDenseR，f_iso分别LiStrahlerFriedl基础形状核、LiDenseR几何光学核和各向同性核的系数；θ_s为太阳天顶角；θ_v为观测天顶角；为太阳和观测方向的相对方位角。

3.根据权利要求2所述的高精度的热辐射方向性半经验半物理模拟方法，其特征在于：所述LiStrahlerFriedl基础形状核和LiDenseR几何光学核均为非各向同性核，且二者均为太阳及观测角度的函数。