【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及地表特性生成方法，特别涉及一种下视红外探测地表混合像元特性生成方法。
技术介绍
1、红外卫星探测成像仿真空间分辨率较低，单一像素跨度大、材质复杂，基于高分辨率地表特性仿真时存在混合像元问题，另外卫星探测像素数大小通常超过1000*1000，有大量探测网格与地表区域对应关系求解需求，急需一种高效、高精度的下视地表红外特性数据的检索方法，支撑复杂地物辐射特性计算。
2、地表温度、发射率等特性数据是下视探测红外场景仿真的基础，根据探测网格进行地表数据检索是计算背景辐射的第一步。地表特性检索准确性决定了复杂地物背景辐射仿真精度。以往根据经纬度范围近似估计的方法，没有考虑升尺度观测的地表混合像元问题，无法精确求解探测像元与地表网格的一对多关系，导致仿真误差较大，不满足高精度红外场景仿真要求。
技术实现思路
1、本专利技术实施例提供了一种下视红外探测地表混合像元特性生成方法，能够提高红外场景仿真的精度。
2、本专利技术实施例提供了一种下视红外探测地表混合像元特性生成方法，包括：
3、将传感器探测网格各像元的四个顶点的经纬度坐标转换为像元坐标，得到每个像元的四个顶点的像元坐标点集；
4、针对每个所述像元坐标点集，计算每个所述像元坐标点集中相邻的两个顶点之间组成的边与地表网格之间的交点；其中，所述地表网格为像元坐标下根据地表特性数据空间分辨率将全球地表均匀划分得到的网格；
5、遍历所有交点和顶点，根据所述交点、所述顶点和所在
6、计算所述多边形集合中每个多边形的面积；
7、检索每个所述多边形所占据的网格的地表数据，和所述像元内完整网格的地表数据，将多个地表数据按照面积加权平均，得到像元地表特征。
8、在一种可能的设计中，所述将传感器探测网格各像元的四个顶点的经纬度坐标转换为像元坐标，得到每个像元的四个顶点的像元坐标点集，包括：
9、在像元坐标下，根据地表特性数据空间分辨率将全球地表划分为均匀网格，得到地表网格；
10、通过仿射变换计算探测器网格各像元的顶点在所述地表网格上的行列数，实现经纬度坐标与像元坐标的转换，得到每个像元的四个顶点的像元坐标点集。
11、在一种可能的设计中，所述通过仿射变换计算探测器网格各像元的顶点在所述地表网格上的行列数，是通过如下公式实现的：
12、x＝x0+c*rx+r*ty
13、y＝y0+c*tx+r*ry
14、其中x,y表示点的经纬度坐标值，r表示行坐标，c表示列坐标，x0，y0表示网格左上角起始点的经纬度坐标值，rx表示x方向分辨率，ry表示y方向分辨率，tx表示x方向旋转系数，ty表示y方向旋转系数。
15、在一种可能的设计中，所述计算每个所述像元坐标点集中相邻的两个顶点之间组成的边与地表网格之间的交点，包括：
16、根据所述像元坐标点集中四个顶点坐标，计算每条边的斜率；
17、针对每条边，根据该条边两个顶点的列坐标之间的整数和该条边的斜率计算出该条边和纵向网格线的交点的行坐标，根据该条边的两个顶点的行坐标之间的整数和该条边的斜率计算出该条边和横向网格线的交点的列坐标。
18、在一种可能的设计中，所述遍历所有交点和顶点，根据所述交点、所述顶点和所在网格构成边缘多边形，得到多边形集合，包括：
19、当相邻的两个交点之间无顶点时，将相邻的两个交点连接形成的线段，两个交点形成的线段将一个网格分割为两部分，将位于像元内的部分构建为多边形；
20、当相邻的两个交点之间存在顶点时，所述顶点和两个交点形成的折线将一个网格分割为两部分，将位于像元内的部分构建为多边形。
21、在一种可能的设计中，所述计算所述多边形集合中每个多边形的面积，包括：
22、针对多边形集合中的每个多边形，均执行：
23、当多边形的顶点中不包括所述像元的顶点时，计算多边形的顶点，当多边形顶点为3时，按三角形面积公式计算；顶点为4时，按梯形面积公式计算；顶点为5时，多边形与地表像素的补集为三角形，按网格面积减三角形面积计算；
24、当多边形的顶点中包括所述像元的顶点时，将所述多边形划分为两个直角梯形计算面积。
25、在一种可能的设计中，所述检索每个所述多边形所占据的网格的地表数据，和所述像元内完整网格的地表数据，将多个地表数据按照面积加权平均，得到像元地表特征，包括：
26、将每个多边形顶点坐标求平均，得到多边形的中心坐标；
27、在所述像元跨越的行列号的起始值和终止值内，根据所述中心坐标确定多边形占据的网格在所述地表网格中的行列号；
28、所述像元跨越的行列号内，去除多边形占据网格的行列号后，得到像元内完整网格的行列号；
29、根据得到的所有行列号从全球地表特性数据库中提取行列号对应的地表数据；
30、将所述像元内的网格的行列号对应的地表数据按照面积加权平均，得到像元的地表特性。
31、在一种可能的设计中，所述地表网格中的单个网格的面积为1。
32、在一种可能的设计中，所述地表数据包括温度数据和发射率。
33、本专利技术与现有技术相比至少具有如下有益效果：
34、在本实施例中，先将传感器探测网格的各个像元的四个顶点的经纬度坐标转换为像元坐标，整个像元即可通过四个顶点的像元坐标进行表示。由于像元和地表网格均在像元坐标系下，针对每个像元，采集像元的边和地表网格的交点，得到交点坐标；然后根据交点和顶点构建出像元边缘和其内部网格构成的多个不规则多边形，计算出每个多边形的面积，像元内部的完整网格的面积是已知条件，由此，得到了像元内完成网格和不规则多边形的像元坐标和面积，根据像元坐标检索其对应地表网格的地表数据，将多个地表数据按照面积加权平均，得到像元地表特征。
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1.一种下视红外探测地表混合像元特性生成方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将传感器探测网格各像元的四个顶点的经纬度坐标转换为像元坐标，得到每个像元的四个顶点的像元坐标点集，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通过仿射变换计算探测器网格各像元的顶点在所述地表网格上的行列数，是通过如下公式实现的：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算每个所述像元坐标点集中相邻的两个顶点之间组成的边与地表网格之间的交点，包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述遍历所有交点和顶点，根据所述交点、所述顶点和所在网格构成边缘多边形，得到多边形集合，包括：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述多边形集合中每个多边形的面积，包括：
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检索每个所述多边形所占据的网格的地表数据，和所述像元内完整网格的地表数据，将多个地表数据按照面积加权平均，得到像元地表特征，包括：
8.根据权利要求1所述
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述地表数据包括温度数据和发射率。
...【技术特征摘要】
1.一种下视红外探测地表混合像元特性生成方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将传感器探测网格各像元的四个顶点的经纬度坐标转换为像元坐标，得到每个像元的四个顶点的像元坐标点集，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通过仿射变换计算探测器网格各像元的顶点在所述地表网格上的行列数，是通过如下公式实现的：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算每个所述像元坐标点集中相邻的两个顶点之间组成的边与地表网格之间的交点，包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：沙灵玉，朱希娟，吴杰，李林，王乐乐，杜伟彪，魏楠，
申请(专利权)人：北京环境特性研究所，
类型：发明
国别省市：
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