[发明专利]基于遥感影像和多层感知的地表温度预测方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于遥感影像和多层感知的地表温度预测方法及系统，其中该方法包括：由输入的遥感影像生成多尺度地理语义类别图；采用多层局部地表特征提取器从多尺度地理语义类别图提取多尺度地表特征；将多尺度地表特征进行拼接，输入多层感知机得到地表整合特征；采用第一多层感知机从输入的AF数据提取特征；将地表整合特征与提取的AF特征进行拼接，输入特征解码器得到地表温度预测；训练时在各尺度地表特征后增加独立预测分支，联合训练；由此，通过多层级地理语义信息的利用及物理过程的引导，能够生成高精准度的城市地表温度预测并具高泛化性，从而为城市的规划与建设提供信息支撑。

技术领域

本发明涉及遥感技术领域，特别涉及一种基于遥感影像和多层感知的地表温度预测方法和一种基于遥感影像和多层感知的地表温度预测系统。

背景技术

相关技术中，现有的城市地表温度预测方法主要有两类，一类是基于动态物理过程的，例如通过模拟城市冠层和大气边界层之间的动态过程来求解温度场，但这类方法受限于模型所使用的物理过程、参数化的准确性及城市地表特征数据集的可用性，同时需要巨大的算力也因此精度不高；另一类是基于统计的，例如通过建立地表温度与各种可观测数据(如气象因子、地表覆盖与植被指数等)之间的联系来求解温度，但这类方法受限于模型的复杂程度、数据的可用及可靠性、特征选择的不确定性及物理过程的缺失，泛化性较差，准确性不高。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种基于遥感影像和多层感知的地表温度预测方法，通过多层级地理语义信息的利用及物理过程的引导，能够生成高精准度的城市地表温度预测并具高泛化性，从而为城市的规划与建设提供信息支撑。

本发明的第二个目的在于提出一种基于遥感影像和多层感知的地表温度预测系统。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种基于遥感影像和多层感知的地表温度预测方法，包括以下步骤：获取遥感影像、AF数据和真实地表温度分布数据，对所述遥感影像进行处理以得到多尺度地理语义类别图，并将所述AF数据、所述真实地表温度分布数据和所述多尺度地理语义类别图作为训练集数据；构建地表温度预测模型，其中，所述地表温度预测模型包括多层局部地表特征提取器和多个多层感知机；将所述训练集数据输入到所述地表温度预测模型进行训练，以得到训练好的地表温度预测模型；获取待预测的遥感影像和AF数据，对所述待预测的遥感影像进行处理以得到待预测的多尺度地理语义类别图，并将所述待预测的多尺度地理语义类别图和AF数据输入到所述训练好的地表温度预测模型以得到所述遥感影像对应的地表温度。

根据本发明实施例的基于遥感影像和多层感知的地表温度预测方法，首先，获取遥感影像、AF数据和真实地表温度分布数据，对遥感影像进行处理以得到多尺度地理语义类别图，并将AF数据、真实地表温度分布数据和多尺度地理语义类别图作为训练集数据；接着，构建地表温度预测模型，其中，地表温度预测模型包括多层局部地表特征提取器和多个多层感知机；然后，将训练集数据输入到地表温度预测模型进行训练，以得到训练好的地表温度预测模型；然后，获取待预测的遥感影像和AF数据，对待预测的遥感影像进行处理以得到待预测的多尺度地理语义类别图，并将待预测的多尺度地理语义类别图和AF数据输入到训练好的地表温度预测模型以得到遥感影像对应的地表温度；由此，通过多层级地理语义信息的利用及物理过程的引导，能够生成高精准度的城市地表温度预测并具高泛化性，从而为城市的规划与建设提供信息支撑。

另外，根据本发明上述实施例提出的基于遥感影像和多层感知的地表温度预测方法还可以具有如下附加的技术特征：