本发明涉及地表温度反演，尤其涉及一种基于发射率核驱动模型的遥感地表温度角度效应校正方法，特别涉及定量遥感。
背景技术：
1、目前，地表温度(lst)是地表-大气交互中关键的能量收支与水循环的驱动力。获取地表温度数据一般有两种方式，第一种在地面设置观测站(一个观测站布设比较昂贵，不利于广泛布设)，通过观测站测量的站点数据得到，这种方式仅适用于观测站位置区域的地表温度数据获取，应用面非常局限，无法应用于大面积或大区域的地表温度数据监测。第二种是基于卫星遥感技术(关联卫星的传感器产品等)进行模拟，lst是气候变化、环境监测和蒸散发估算研究中不可或缺的输入要素；然而热红外传感器在观测地物时，从不同观测角度观测到的辐射不同，这种现象被成为热辐射方向性(trd)；热辐射方向性(trd)会导致反演地表温度(lst)的精度与真值有较大差异；研究发现不同观测角度观测的lst差异可达6-12k。关联卫星的传感器产品使用的是观测天顶角vza以及基于分类(比如地物分类：一般情况下，常绿针叶林(enf)、落叶阔叶林(dbf)、开阔灌木林(0s)、木本稀树草原(ws)、草地(gl)、耕地(cl)、城市和建筑用地(ubl)、荒地(br)8类代表性地物)的发射率，观测天顶角vza与分类也存在相互影响(比如忽略了发射率的角度效应)，又比如：发射率是一个方向量，它与观测天顶角(vza)有关，同时自然地表是高度异质性的，它的组分、粗糙度和结构和空间异质性导致发射率存在各向异性。对于非等温异质像素，热辐射的方向性有两个原因：1)具有不同温度和发射率的组分部件随观测角度的变化而变化；2)不同组分内的多重散射。对于等温像素，热辐射的各向异性来自地表面发射率(lse)的各向异性。忽略发射率的各向异性会给后续的地表温度反演带来较大的不确定性，因此不能忽略发射率的角度效应。故此，第二种方式获取地表温度数据具有诸多的技术难题(比如角度效应)，依然会存在精度不理想的情况，对于地表温度数据更高精度的数据获取，是现目前的技术难题，也是本领域技术研发的重点方向。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种基于发射率核驱动模型的遥感地表温度角度效应校正方法，基于参数核驱动模型构建方向发射率模型对研究区数据采用热点核或/和基本形状核建立方向发射率模型，计算得到方向发射率，同时根据大气廓线数据得到波段31、波段32两个通道的通道大气参数，对观测天顶角、大气底层边界温度、平均发射率、发射率差值进行分组与通道星上亮温计算，接着构建gsw算法模型构建得到多种分组情况下的系数查找表；然后结合方向发射率、观测天顶角、大气水汽含量以及亮温并从系数查找表中遍历提取对应分组下的分裂窗系数输入gsw算法模型反演得到研究区逐像元的地表温度lst，提高了反演精度。
2、本发明的目的通过下述技术方案实现：
3、一种基于发射率核驱动模型的遥感地表温度角度效应校正方法，其方法包括：
4、s1、基于参数核驱动模型构建方向发射率模型，参数核驱动模型包括热点核和基本形状核，采集包括myd21、myd03、myd10_l2、myd021km、myd11_l2、mcd12q1产品在内的研究区数据(以16天内充足的各观测天顶角vza下的卫星热红外数据作为多角度观测数据)输入参数核驱动模型，方向发射率模型按照如下公式计算得到：
5、方向发射率＝p+热点核系数×热点核数据+基本形状核系数×基本形状核数据.其中p为各向同性系数；
6、s2、采集大气廓线数据输入m0dtran 5.2软件模拟大气参数并与通道的光谱响应函数进行卷积得到波段31、波段32两个通道的通道大气参数，通道大气参数包括大气的有效透过率、大气下行辐射和观测天顶角在θ时的大气上行辐射；对观测天顶角、大气底层边界温度、平均发射率、发射率差值进行分组，接着进行普朗克逆运算得到各个分组下的通道星上亮温；
7、s3、构建gsw算法模型，将大气底层边界温度、通道星上亮温、平均发射率、发射率差值输入gsw算法模型按照如下算法公式得到多组方程，对其进行多元线性回归，得到通用分裂窗算法的分裂窗系数a0至a7，进而构建得到多种分组情况下的系数查找表；
8、
9、其中，ts表示大气底层边界温度，t31和t32分别表示波段31、32两个波段的通道星上亮温，δε表示波段31、32的发射率差值，ε表示波段31、32的平均发射率，a0至a7为系数查找表中的分裂窗系数；
10、s4、从研究区数据提取观测天顶角、大气水汽含量、亮温并结合步骤s1得到的方向发射率，从系数查找表中遍历提取对应分组下的分裂窗系数，然后将方向发射率、分裂窗系数以及亮温输入gsw算法模型，按照如下反演公式得到研究区逐像元的地表温度lst：
11、其中，εp表示波段31、32的平均发射率，δεp表示波段31、32的发射率差值，tp31和tp32分别表示波段31、32的亮温，a0至a7为系数查找表中获得的分裂窗系数。
12、为了更好地实现本发明，本发明还包括如下方法：
13、s5、收集研究区包括surfrad站点数据或/和era5_land数据在内的数据并得到lst真值，在gsw算法模型中构建损失约束函数进行地表温度lst与lst真值的损失约束。
14、优选地，在步骤s5中，本发明surfrad站点数据得到lst真值方法如下：surfrad站点数据统一转换至协调世界时下，然后按照如下公式得到lst真值：
15、其中lsts真表示lst真值，r↑和r↓分别表示地表上行辐射和下行辐射，σsb表示斯蒂芬波兹曼常数，εbb表示宽波段发射率；εbb计算方法如下：εbb＝0.095+0.329*ε29+0.572*ε31，其中ε29和ε31分别表示myd21产品得到的第29波段和第31波段的窄波段发射率。
16、优选地，参数核驱动模型按照热点核或/和基本形状核构建若干个参数核驱动单元，从中选取均方根误差rmse最小的参数核驱动单元建立方向发射率模型，输入研究区数据，计算得到的方向发射率。
17、优选地，本发明热点核数据按照如下方法得到：
18、
19、其中，表示热点核数据，θs表示太阳天顶角，θv表示观测天顶角，表示太阳与传感器之间的相对方位角，d表示太阳和传感器之间的角距离。
20、优选地，本发明基本形状核数据按照如下方法得到：
21、
22、其中表示基本形状核数据，ξ表示太阳-地表-传感器之间的相位角。
23、优选地，在步骤s2中，本发明通道星上亮温t(θ)按照如下方法得到：
24、bi(ti(θ))＝εi(θ)·bi(ts1)·τi(θ)+(1-εi(θ))·ratm↓，i·τi+ratm↑，i(θ)
25、其中，b()表示普朗克方程，ti(θ)表示通道i、在观测天顶角为θ时的通道亮温；εi(θ)表示通道i、在观测天顶角为θ时的通道发射率，bi(ts)表示通道i、温度为ts1的黑体在普朗克定律下的发射辐亮度，τi表示通道i的大气有效透过率，ratm↓,i表示通道i的大气下行辐射，ratm↑，i(θ)表示通道i、观测天顶角在θ时的大气上行辐射。
26、本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
27、本发明基于参数核驱动模型构建方向发射率模型，输入研究区数据，运算获得方向发射率。同时将大气廓线数据输入modtran 5.2软件模拟大气参数并与通道的光谱响应函数进行卷积得到波段31、波段32两个通道的通道大气参数，对观测天顶角、大气底层边界温度、平均发射率、发射率差值进行分组,计算通道星上亮温，接着构建gsw算法模型进行多组方程以及多元线性回归，得到通用分裂窗算法的分裂窗系数并进而构建得到多种分组情况下的系数查找表；然后结合方向发射率、观测天顶角、大气水汽含量、亮温并从系数查找表中遍历提取对应分组下的分裂窗系数输入gsw算法模型反演得到研究区逐像元的地表温度lst，提高了地表温度lst的反演精度。
1.一种基于发射率核驱动模型的遥感地表温度角度效应校正方法，其特征在于：其方法包括：
2.按照权利要求1所述的基于发射率核驱动模型的遥感地表温度角度效应校正方法，其特征在于：还包括如下方法：
3.按照权利要求2所述的基于发射率核驱动模型的遥感地表温度角度效应校正方法，其特征在于：在步骤s5中，surfrad站点数据得到lst真值方法如下：surfrad站点数据统一转换至协调世界时下，然后按照如下公式得到lst真值：
4.按照权利要求1或2所述的基于发射率核驱动模型的遥感地表温度角度效应校正方法，其特征在于：参数核驱动模型按照热点核或/和基本形状核构建若干个参数核驱动单元，从中选取均方根误差rmse最小的参数核驱动单元建立方向发射率模型，输入研究区数据，计算得到的方向发射率。
5.按照权利要求1所述的基于发射率核驱动模型的遥感地表温度角度效应校正方法，其特征在于：热点核数据按照如下方法得到：
6.按照权利要求1所述的基于发射率核驱动模型的遥感地表温度角度效应校正方法，其特征在于：基本形状核数据按照如下方法得到：
7.按照权利要求1所述的基于发射率核驱动模型的遥感地表温度角度效应校正方法，其特征在于：在步骤s2中，通道星上亮温t(θ)按照如下方法得到：
