遥感地表参数反演系统开发与应用.pdfVIP

遥感地表参数反演系统开发与应用1 汪冬冬秦其明 (北京大学地球与空间科学学院，北京，100871) 摘要：遥感定量反演在气候、生态、环境、农业等领域有广泛的应用前景，遗憾的是目前尚缺 乏支持参数反演的实用系统。本文针对遥感定量反演的特点，在组件技术的支持下设计开发了一 个遥感关键参数反演系统，探讨了系统设计与开发中的关键技术，并以组分温度反演模块的开发 为例，说明了系统的应用。实践证明，系统具有层次清晰、内核简洁、易于扩充等特点。 关键词：遥感地表参数；系统开发 从遥感数据中定量反演地表参数，为气候、生态、农业等模型提供不同时空尺度的数据，是遥 感科学发展的重要方向。¨1遥感地表参数反演常涉及到大量复杂的数学运算和数值模拟，需要计算 机辅助完成。目前通用的遥感图像处理软件虽然在数据读入读出、图像处理方面功能较强，但通常 并不提供遥感参数反演的功能。‘2’3’因此有必要设计开发一个遥感地表参数反演系统，以适应目前 遥感科学研究与遥感业务化运行的需求。 系统的目标和功能 LandParametersRetrieval 遥感地表参数反演系统(RSLPRS，Remote Sensing System)是利用遥 感器获取的地表数据，经过处理与计算，反演出地表温度、反照率、植被指数、叶面积指数等地表 参数的软件系统。该系统的目标是从遥感数据中获取地表参数，为实现这个目标，系统应具有遥感 影像输入输出、数据预处理、大气纠正、地表参数反演功能。我们根据系统功能，在设计中把系统 分成相对独立的模块(图1)。 遥感地表参数反演系统 数据读写II预处理模块lI图像分类 反演模型 可视化输出 系统工具 打，f文件lI辐射纠正 I I 海面温度 单波段显示 关闭文件l| 几何纠iF I l 监督分类 陆面温度 伪彩色合成 自定义模型 读出数据Il 大气纠正 I l 非监督分类 反照率 显示控制 加入瓶的数据 写入数据II I I 自定义模型 读写功能 图1遥感地表参数反演系统模块划分 在这些功能模块中，反演模型是核心，其它模块为之提供数据源、预处理、结果输出等服务， 各个模块通过反演流程联系在一起，使用系统内部数据结构传递数据。系统以常用卫星传感器 态加入新的数据读写模块和新的反演模型，系统还为用户提供进行了扩充的工具。 2．系统静态架构和动态数据流程 考虑到系统的可扩充性和软件的可重用性，在RSLPRS的设计开发中，引入了组件式开发技 1国家863高技术发展计划项目(2001AA135110)资助 术“1，把各个功能模块设计成独立的组件，通过接口相互调用和交换数据。为了使系统层次清晰、 便于二次开发，在架构上把系统分为三层。处于最底层的是由系统和用户二次开发的各种基础模块， 这些模块和上层的应用组件之间有统一的接口，可以动态加入系统参与运算。处于中间层的是应用 组件，它为下层基础模块提供了应用的接口，把基础组件的功能有机的结合在一起，在实现上被封 装成OCX控件。最顶层的应用层直接为用户提供系统功能的应用。在这种架构中，系统最终为用户 提供几个具有独立功能的组件和一系列基础组件，使得用户能够在目前流行的开发环境中进行各种 特定的开发；同时，系统提供一个完备的集成应用系统，使用户可以直接进行遥感数据的处理和应 用。 应用层 应用组件层 基础模块层I数据读入模块II反演模型l|图像处理II预处理I I_-··。__·。__··。_--··-___·_____--一I--____．__________________I