CN111413278B - 太阳光照补偿值计算方法 - Google Patents

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Abstract

一种太阳光照补偿值计算方法，包括：获取地球静止轨道卫星光学遥感图像的尺寸、地理经度区间、地理纬度区间、拍摄日期、拍摄时刻和拍摄位置高程；根据遥感图像尺寸、地理经度区间、地理纬度区间、拍摄日期、拍摄时刻和拍摄位置高程，计算地球静止轨道卫星光学遥感图像拍摄位置的直接辐射强度及散射辐射强度；根据直接辐射强度及散射辐射强度，计算地球静止轨道卫星光学遥感图像的太阳总辐照强度；针对不同拍摄日期、不同拍摄时间、拍摄位置对应的地球静止轨道卫星光学遥感图像，计算各自对应的太阳总辐照强度相互之间的差值，得到各个地球静止轨道卫星光学遥感图像各像素之间的太阳光照补偿值。该方法计算复杂度低，运行速度快，易于工程实现。

Description

太阳光照补偿值计算方法
技术领域
本发明涉及图像处理领域，尤其涉及一种太阳光照补偿值计算方法。
背景技术
地球静止轨道光学遥感卫星的轨道周期与地球自转周期相同，与地球保持相对静止，拥有较大的成像幅宽，可对某一大面积指定感兴趣区域进行连续观测，具有时间分辨率高、数据时效性好等优点。然而，由于地球自转和围绕太阳公转，导致地球上同一位置的光照强度每天都是不同的。此外，由于地球本身是圆形的，因此即使同一时刻，不同经度和纬度的光照强度也是不一样的，这就导致静止轨道光学遥感卫星在不同日期、不同时间、不同地点拍摄的图像的亮度有很大差别，这对遥感图像后续处理和应用造成很大困难。因此，如何对在不同日期、不同时间、不同地点拍摄的地球静止轨道卫星光学遥感图像进行太阳光照补偿值计算是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
(一)要解决的技术问题
针对于现有技术问题，本发明提出一种太阳光照补偿值计算方法，用于至少部分解决上述技术问题。
(二)技术方案
本发明提供一种太阳光照补偿值计算方法，用于对地球静止轨道卫星光学遥感图像进行光补偿，包括：获取地球静止轨道卫星光学遥感图像尺寸、地理经度区间、地理纬度区间、拍摄日期、拍摄时刻及拍摄位置高程；根据地球静止轨道卫星光学遥感图像尺寸、地理经度区间、地理纬度区间、拍摄日期、拍摄时刻和拍摄位置高程，计算地球静止轨道卫星光学遥感图像拍摄位置的太阳直接辐射强度和太阳散射辐射强度；根据太阳直接辐射强度和太阳散射辐射强度，计算地球静止轨道卫星光学遥感图像的太阳总辐照强度；针对于不同拍摄日期、和/或不同拍摄时间、和/或拍摄位置对应的地球静止轨道卫星光学遥感图像，计算各自对应的太阳总辐照强度相互之间的差值，得到各个地球静止轨道卫星光学遥感图像各像素之间的太阳光照补偿值。
可选地，根据地球静止轨道卫星光学遥感图像尺寸、地理经度区间、地理纬度区间、拍摄日期、拍摄时刻及拍摄位置高程，计算地球静止轨道卫星光学遥感图像拍摄位置的太阳直接辐射强度和太阳散射辐射强度，包括：根据地球静止轨道卫星光学遥感图像尺寸、地理经度区间、地理纬度区间，计算地球静止轨道卫星光学遥感图像中每个像素对应的地理经度和地理纬度；根据拍摄日期，计算拍摄日期对应的太阳赤纬角及大气层上界垂直入射时的太阳辐射强度；根据拍摄时刻和地理经度，计算拍摄时刻的太阳时角；根据太阳赤纬角、太阳时角和地理纬度，计算拍摄时刻的太阳高度角；根据太阳高度角和拍摄位置高程，计算相对大气光学质量；根据相对大气光学质量，计算直射辐射大气透明度系数，并根据直射辐射大气透明度系数，计算散射辐射大气透明度系数；根据大气层上界垂直入射时的太阳辐射强度、直射辐射大气透明度系数和太阳高度角，计算太阳直接辐射强度；根据散射辐射大气透明度系数和太阳高度角，计算太阳散射辐射强度。
可选地，根据尺寸、地理经度区间、地理纬度区间，计算地球静止轨道卫星光学遥感图像中每个像素对应的地理经度和地理纬度，包括：以地球静止轨道卫星光学遥感图像中的一预设点建立直角坐标系，根据遥感图像尺寸，得到每个像素点在直角坐标系中的坐标(x，y)；获取每个像素点对应的地理坐标(By-1，Lx-1)；根据
Figure GDA0002882012200000021
计算坐标为(x，y)的像素点对应的地理经度L(x)；根据
Figure GDA0002882012200000022
计算坐标为(x，y)的像素点对应的地理纬度B(y)；其中，(B0，L0)为坐标值(0，0)为的像素点对应的地理坐标，X×Y为尺寸。
可选地，根据拍摄日期，计算拍摄日期对应的太阳赤纬角和大气层上界垂直入射时的太阳辐射强度，包括：根据
Figure GDA0002882012200000031
计算太阳赤纬角；根据
Figure GDA0002882012200000032
计算太阳辐射强度；其中，d表示计算拍摄日期在一年中所处的天数，δ(d)为太阳赤纬角，E(d)为太阳辐射强度。
可选地，根据拍摄时刻和地理经度，计算拍摄时刻的太阳时角，包括：根据ω(x，t)＝(12-t)×15°-L(x)计算太阳时角，其中，t为拍摄时刻，ω(x，t)为坐标为(x，y)的像素点在t时刻对应的太阳时角。
可选地，根据太阳赤纬角、太阳时角和地理纬度，计算拍摄时刻的太阳高度角，包括：根据α(x，y，d，t)＝arcsin[sin B(y)×sinδ(d)+cosB(y)×cosδ(d)×cos ω(x，t)]，计算太阳高度角α(x，y，d，t)。
可选地，根据太阳高度角和拍摄位置高程，计算相对大气光学质量，包括：根据
Figure GDA0002882012200000033
计算相对大气光学质量，其中，z表示地理位置(L(x)，B(y))处的海拔高度，r(α，z)为相对大气光学质量。
可选地，根据相对大气光学质量，计算直射辐射大气透明度系数，并根据直射辐射大气透明度系数，计算散射辐射大气透明度系数，包括：根据τd(α，z)＝0.56×(e-0.56r(α，z)+e-0.096r(α，z))×k1，计算直射辐射大气透明度系数，其中，τd(α，z)为直射辐射大气透明度系数，k1为常系数，取值范围通常为0.8≤k1≤0.9；根据τs(α，z)＝0.2710-0.2939×τd(α，z)计算散射辐射大气透明度系数，其中，τs(α，z)为散射辐射大气透明度系数。
可选地，根据大气层上界垂直入射时的太阳辐射强度、直射辐射大气透明度系数和太阳高度角，计算太阳直接辐射强度，包括：根据Ed(d，α，z)＝E(d)×τd(α，z)×sinα(x，y，d，t)计算太阳直接辐射强度Ed(d，α，z)。
可选地，根据散射辐射大气透明度系数和太阳高度角，计算太阳散射辐射强度，包括：根据，
Figure GDA0002882012200000041
计算太阳散射辐射强度Es(α，z)，k2为常系数，取值范围通常为0.6≤k2≤0.9。
(三)有益效果
本发明提供一种太阳光照补偿值计算方法，至少包括以下有益效果：通过地球静止轨道卫星光学遥感图像的尺寸、地理经度区间、地理纬度区间、拍摄日期、拍摄时刻和拍摄位置高程，计算拍摄时刻的太阳赤纬角、太阳时角、太阳高度角、太阳辐射强度、大气光学质量、直射辐射大气透明度系数、直接辐射强度、散射辐射大气透明度系数、散射辐射强度、太阳总辐照强度，实现对于不同日期、不同时间、不同地点拍摄的地球静止轨道卫星光学遥感图像的太阳光照补偿值计算，并且计算复杂度低，运行速度快，算法简单，易于工程实现。
附图说明
图1示意性示出了本发明实施例太阳光照补偿值计算方法的流程图；
图2示意性示出了本发明实施例提供的操作S2计算过程流程图；
图3示意性示出了本发明实施例提供的太阳光照补偿值计算装置的框图；以及
图4示意性示出了本发明实施例提供的第一计算模块320的框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
本发明实施例提出一种用于地球静止轨道卫星光学遥感图像的太阳光照补偿值方法，该方法通过地球静止轨道卫星光学遥感图像尺寸、地理经度区间、地理纬度区间、拍摄日期、拍摄时刻及拍摄位置高程，计算拍摄时刻的太阳赤纬角、太阳时角、太阳高度角、太阳辐射强度、大气光学质量、直射辐射大气透明度系数、直接辐射强度、散射辐射大气透明度系数、散射辐射强度、太阳总辐照强度，实现对于不同日期、不同时间、不同地点拍摄的地球静止轨道卫星光学遥感图像的太阳光照补偿值计算。
图1示意性示出了本发明实施例太阳光照补偿值计算方法的流程图，如图1所示，该方法例如可以包括操作S1～S4。
S1，获取地球静止轨道卫星光学遥感图像尺寸、地理经度区间、地理纬度区间、拍摄日期、拍摄时刻和拍摄位置高程。
该尺寸包括地球静止轨道卫星光学遥感图像的长或宽，例如，获取一幅大小为X×Y的地球静止轨道卫星光学遥感图像。地理经度区间、地理纬度区间、拍摄日期、拍摄时刻和拍摄位置高程例如可以从数据库中获取。
S2，根据地球静止轨道卫星光学遥感图像尺寸、地理经度区间、地理纬度区间、拍摄日期、拍摄时刻和拍摄位置高程，计算地球静止轨道卫星光学遥感图像拍摄位置的太阳直接辐射强度和太阳散射辐射强度。
图2示意性示出了本发明实施例提供的操作S2计算过程流程图，如图2所示，该操作例如可以包括S21～S28。
S21，根据地球静止轨道卫星光学遥感图像尺寸、地理经度区间、地理纬度区间，计算地球静止轨道卫星光学遥感图像中每个像素对应的地理经度和地理纬度。
在本实施例可行方式中，获取一幅大小为X×Y的地球静止轨道卫星光学遥感图像，选取图像中一点为原点建立直角坐标系，例如，可以在左上角建立直角坐标系，图像左上角向右为X轴正方向，图像左上角向下为Y轴正方向，还可以选取图像的中心点为原点建立坐标系，向右为X轴正方向，向上为Y轴正方向，具体建立坐标系的方式本发明不做限制。这样，可以得到图像总每一像素点的坐标值(x，y)，像素点的灰度值可用G(x，y)表示。每一像素点对应的地理坐标为(By-1，Lx-1)，该地理坐标表示该像素点代表的地球上的位置在地里坐标系中用经度和纬度表示地面点位置的球面坐标。
在本实施例一可行的方式中，根据
Figure GDA0002882012200000061
计算坐标为(x，y)的像素点对应的地理经度L(x)。
根据
Figure GDA0002882012200000062
计算坐标为(x，y)的像素点对应的地理纬度B(y)；其中，(B0，L0)为坐标值(0，0)为的像素点对应的地理坐标。
S22，根据拍摄日期，计算拍摄日期对应的太阳赤纬角和大气层上界垂直入射时的太阳辐射强度。
在本实施例一可行的方式中，可根据
Figure GDA0002882012200000063
计算太阳赤纬角。
根据
Figure GDA0002882012200000064
计算大气层上界垂直入射时，太阳辐射强度。其中，d表示计算拍摄日期在一年中所处的天数，即将每年的一月一日当做第一天。δ(d)为太阳赤纬角，E(d)为太阳辐射强度。
S23，根据拍摄时刻和所地理经度，计算拍摄时刻的太阳时角。
在本实施例一可行的方式中，可根据
ω(x，t)＝(12-t)×15°-L(x) (5)
计算太阳时角，其中，t为拍摄时刻，ω(x，t)为坐标为(x，y)的像素点在t时刻对应的太阳时角。
S24，根据太阳赤纬角、太阳时角和地理纬度，计算拍摄时刻的太阳高度角。
在本实施例一可行的方式中，可根据
α(x，y，d，t)＝arcsin[sin B(y)×sin δ(d)+cos B(y)×cos δ(d)×cos ω(x，t)] (6)计算太阳高度角α(x，y，d，t)。
S25，根据太阳高度角和拍摄位置高程，计算相对大气光学质量。
在本实施例一可行的方式中，根据
Figure GDA0002882012200000071
其中，z表示地理位置(L(x)，B(y))处的海拔高度，r(α，z)为相对大气光学质量。
S26，根据相对大气光学质量，计算直射辐射大气透明度系数，并根据直射辐射大气透明度系数，计算散射辐射大气透明度系数。
在本实施例一可行的方式中，根据
τd(α，z)＝0.56×(e-0.56r(α，z)+e-0.096r(α，z))×k1 (8)
计算晴天无云条件下的直射辐射大气透明度系数，其中，τd(α，z)为所述直射辐射大气透明度系数，k1为常系数，根据大气质量浑浊程度，取值范围例如可以为0.8≤k1≤0.9。
根据
τs(α，z)＝0.2710-0.2939×τd(α，z) (9)
其中，τS(α，z)为散射辐射大气透明度系数。
S27，根据大气层上界垂直入射时的太阳辐射强度、直射辐射大气透明度系数和太阳高度角，计算太阳直接辐射强度。
在本实施例一可行的方式中，根据
Ed(d，α，z)＝E(d)×τd(α，z)×sin α(x，y，d，t) (10)计算太阳直接辐射强度Ed(d，α，z)。
S28，根据散射辐射大气透明度系数和太阳高度角，计算太阳散射辐射强度。
在本实施例一可行的方式中，根据
Figure GDA0002882012200000081
计算太阳散射辐射强度Es(α，z)，k2为常系数，根据大气质量浑浊程度，取值范围通常为0.6≤k2≤0.9。
S3，根据太阳直接辐射强度和太阳散射辐射强度，计算地球静止轨道卫星光学遥感图像的太阳总辐照强度。
在本实施例一可行的方式中，根据
Et(d，α，z)＝Ed(d，α，z)+Es(α，z)， (12)
其中，Ed(d，α，z)与Es(α，z)可从操作S2中得出。
S4，针对于不同拍摄日期、和/或不同拍摄时间、和/或拍摄位置对应的所述地球静止轨道卫星光学遥感图像，计算各自对应的太阳总辐照强度相互之间的差值，得到各个地球静止轨道卫星光学遥感图像之间的太阳光照补偿值。
从方程(12)可以看出，由于太阳高度角α(x，y，d，t)由遥感图像中像素点坐标值(x，y)、图像拍摄时间在一年中的第d天和拍摄时间t决定，因此太阳总辐照强度Et(d，α，z)由遥感图像中像素点坐标值(x，y)、(x，y)处的高程z，图像拍摄时间在一年中的第d天和拍摄时间t决定，则
Et(x，y，z，d，t)≡Et(d，α，z). (13)
因此，对于地球静止轨道光学遥感卫星在不同日期、不同时间、不同地点拍摄图像的太阳光照补偿值为
ΔEt＝Et(x1，y1，z1，d1，t1)-Et(x2，y2，z2，d2，t2)， (14)
其中，下角标1和2代表两个不同拍摄日期、和/或时间和/或位置。
至此，通过获取地球静止轨道卫星光学遥感图像的尺寸、地理经度区间、地理纬度区间、拍摄日期、拍摄时刻和拍摄位置高程，基于上述方法，实现对于不同日期、不同时间、不同地点拍摄的地球静止轨道卫星光学遥感图像的太阳光照补偿值计算。
图3示意性示出了根据本发明一示例性实施例的太阳光照补偿值计算装置的框图，如图3所示，该装置300例如可以包括获取模块310、第一计算模块320、第二计算模块330和第三计算模块340。
获取模块310，用于获取地球静止轨道卫星光学遥感图像的尺寸、地理经度区间、地理纬度区间、拍摄日期、拍摄时刻和拍摄位置高程。
第一计算模块320，用于根据遥感图像尺寸、地理经度区间、地理纬度区间、拍摄日期、拍摄时刻和拍摄位置高程，计算地球静止轨道卫星光学遥感图像拍摄位置的太阳直接辐射强度和太阳散射辐射强度。
第二计算模块330，用于根据太阳直接辐射强度和太阳散射辐射强度，计算地球静止轨道卫星光学遥感图像的太阳总辐照强度。
第三计算模块340，用于针对于不同拍摄日期、和/或不同拍摄时间、和/或拍摄位置对应的地球静止轨道卫星光学遥感图像，计算各自对应的太阳总辐照强度相互之间的差值，得到各个地球静止轨道卫星光学遥感图像之间的太阳光照补偿值。
如图4所示，在本实施例以可行的方式中，第一计算模块320例如可以包括：
第一计算单元321，用于根据尺寸、地理经度区间、地理纬度区间，计算地球静止轨道卫星光学遥感图像中每个像素对应的地理经度和地理纬度。
第二计算单元322，用于根据拍摄日期，计算拍摄日期对应的太阳赤纬角和大气层上界垂直入射时的太阳辐射强度。
第三计算单元323，用于根据拍摄时刻和地理经度，计算拍摄时刻的太阳时角。
第四计算单元324，用于根据太阳赤纬角、太阳时角和地理纬度，计算拍摄时刻的太阳高度角。
第五计算单元325，用于根据太阳高度角和所述拍摄位置高程，计算相对大气光学质量；
第六计算单元326，用于根据相对大气光学质量，计算直射辐射大气透明度系数，并根据直射辐射大气透明度系数，计算散射辐射大气透明度系数；
第七计算单元327，用于根据大气层上界垂直入射时的太阳辐射强度、所述直射辐射大气透明度系数和太阳高度角，计算所述太阳直接辐射强度；
第八计算单元328，用于根据散射辐射大气透明度系数和太阳高度角，计算太阳散射辐射强度。
需要说明的是，装置部分的实施例方式与方法部分的实施例方式对应类似，具体细节请参照方法实施例部分，在此不再赘述。
根据本发明的实施例的模块、单元中的任意多个、或其中任意多个的至少部分功能可以在一个模块中实现。根据本发明实施例的模块、单元中的任意一个或多个可以被拆分成多个模块来实现。根据本发明实施例的模块、单元中的任意一个或多个可以至少被部分地实现为硬件电路，例如现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑阵列(PLA)、片上系统、基板上的系统、封装上的系统、专用集成电路(ASIC)，或可以通过对电路进行集成或封装的任何其他的合理方式的硬件或固件来实现，或以软件、硬件以及固件三种实现方式中任意一种或以其中任意几种的适当组合来实现。或者，根据本发明实施例的模块、单元中的一个或多个可以至少被部分地实现为计算机程序模块，当该计算机程序模块被运行时，可以执行相应的功能。
例如，获取模块310、第一计算模块320、第二计算模块330和第三计算模块340中的任意多个可以合并在一个模块中实现，或者其中的任意一个模块可以被拆分成多个模块。或者，这些模块中的一个或多个模块的至少部分功能可以与其他模块的至少部分功能相结合，并在一个模块中实现。根据本发明的实施例，获取模块310、第一计算模块320、第二计算模块330及第三计算模块340中的至少一个可以至少被部分地实现为硬件电路，例如现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑阵列(PLA)、片上系统、基板上的系统、封装上的系统、专用集成电路(ASIC)，或可以通过对电路进行集成或封装的任何其他的合理方式等硬件或固件来实现，或以软件、硬件以及固件三种实现方式中任意一种或以其中任意几种的适当组合来实现。或者，获取模块310、第一计算模块320、第二计算模块330及第三计算模块340中的至少一个可以至少被部分地实现为计算机程序模块，当该计算机程序模块被运行时，可以执行相应的功能。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种太阳光照补偿值计算方法，用于对地球静止轨道卫星光学遥感图像进行光补偿，其特征在于，包括：
获取所述地球静止轨道卫星光学遥感图像尺寸、地理经度区间、地理纬度区间、拍摄日期、拍摄时刻和拍摄位置高程；
根据所述地球静止轨道卫星光学遥感图像尺寸、地理经度区间、地理纬度区间、拍摄日期、拍摄时刻和拍摄位置高程，计算所述地球静止轨道卫星光学遥感图像拍摄位置的太阳直接辐射强度和太阳散射辐射强度；
根据所述太阳直接辐射强度和太阳散射辐射强度，计算所述地球静止轨道卫星光学遥感图像的太阳总辐照强度；
针对于不同拍摄日期、和/或不同拍摄时间、和/或拍摄位置对应的所述地球静止轨道卫星光学遥感图像，计算各自对应的太阳总辐照强度相互之间的差值，得到各个所述地球静止轨道卫星光学遥感图像各像素之间的太阳光照补偿值；
其中，所述根据所述地球静止轨道卫星光学遥感图像尺寸、地理经度区间、地理纬度区间、拍摄日期、拍摄时刻和拍摄位置高程，计算所述地球静止轨道卫星光学遥感图像拍摄位置的太阳直接辐射强度和太阳散射辐射强度，包括：
根据所述地球静止轨道卫星光学遥感图像尺寸、地理经度区间、地理纬度区间，计算所述地球静止轨道卫星光学遥感图像中每个像素对应的地理经度和地理纬度；
根据所述拍摄日期，计算所述拍摄日期对应的太阳赤纬角和大气层上界垂直入射时的太阳辐射强度；
根据所述拍摄时刻和所述地理经度，计算所述拍摄时刻的太阳时角；
根据所述太阳赤纬角、所述太阳时角和所述地理纬度，计算所述拍摄时刻的太阳高度角；
根据所述太阳高度角和所述拍摄位置高程，计算相对大气光学质量；
根据所述相对大气光学质量，计算直射辐射大气透明度系数，并根据所述直射辐射大气透明度系数，计算散射辐射大气透明度系数；
根据所述大气层上界垂直入射时的太阳辐射强度、所述直射辐射大气透明度系数和所述太阳高度角，计算所述太阳直接辐射强度；
根据所述散射辐射大气透明度系数和太阳高度角，计算所述太阳散射辐射强度；
其中，所述根据所述地球静止轨道卫星光学遥感图像尺寸、地理经度区间、地理纬度区间，计算所述地球静止轨道卫星光学遥感图像中每个像素对应的地理经度和地理纬度，包括：
以所述地球静止轨道卫星光学遥感图像中的一预设点建立直角坐标系，根据所述尺寸，得到每个像素点在所述直角坐标系中的坐标(x，y)；
获取每个像素点对应的地理坐标(By-1，Lx-1)；
根据
Figure FDA0002882012190000021
计算坐标为(x，y)的像素点对应的地理经度L(x)；
根据
Figure FDA0002882012190000022
计算坐标为(x，y)的像素点对应的地理纬度B(y)；
其中，(B0，L0)为坐标值(0，0)为的像素点对应的地理坐标，X×Y为所述地球静止轨道卫星光学遥感图像尺寸；
其中，所述根据所述拍摄日期，计算所述拍摄日期对应的太阳赤纬角及大气层上界垂直入射时的太阳辐射强度，包括：
根据
Figure FDA0002882012190000023
计算所述太阳赤纬角；
根据
Figure FDA0002882012190000024
计算所述太阳辐射强度；
其中，d表示计算所述拍摄日期在一年中所处的天数，δ(d)为所述太阳赤纬角，E(d)为所述太阳辐射强度；
其中，所述根据所述拍摄时刻及所述地理经度，计算所述拍摄时刻的太阳时角，包括：
根据ω(x，t)＝(12-t)×15°-L(x)计算所述太阳时角，其中，t为所述拍摄时刻，ω(x，t)为坐标为(x，y)的像素点在t时刻对应的太阳时角；
其中，所述根据所述太阳赤纬角、所述太阳时角及所述地理纬度，计算所述拍摄时刻的太阳高度角，包括：
根据
α(x，y，d，t)＝arcsin[sinB(y)×sinδ(d)+cosB(y)×cosδ(d)×cosω(x，t)]，
计算所述太阳高度角α(x，y，d，t)；
其中，所述根据所述太阳高度角及所述拍摄位置高程，计算相对大气光学质量，包括：
根据
Figure FDA0002882012190000031
计算相对大气光学质量，其中，z表示地理位置(L(x)，B(y))处的海拔高度，r(α，z)为所述相对大气光学质量；
其中，所述根据所述相对大气光学质量，计算直射辐射大气透明度系数，并根据所述直射辐射大气透明度系数，计算散射辐射大气透明度系数，包括：
根据τd(α，z)＝0.56×(e-0.56r(α，z)+e-0.096r(α，z))×k1，计算所述直射辐射大气透明度系数，其中，τd(α，z)为所述直射辐射大气透明度系数，k1为常系数，取值范围为0.8≤k1≤0.9；
根据τs(α，z)＝0.2710-0.2939×τd(α，z)计算散射辐射大气透明度系数，其中，τS(α，z)为所述散射辐射大气透明度系数；
其中，所述根据所述大气层上界垂直入射时的太阳辐射强度、所述直射辐射大气透明度系数和所述太阳高度角，计算所述太阳直接辐射强度，包括：
根据Ed(d，α，z)＝E(d)×τd(α，z)×sinα(x，y，d，t)计算所述太阳直接辐射强度Ed(d，α，z)；
其中，所述根据所述散射辐射大气透明度系数和太阳高度角，计算所述太阳散射辐射强度，包括：
根据，
Figure FDA0002882012190000041
计算所述太阳散射辐射强度Es(α，z)，k2为常系数，取值范围为0.6≤k2≤0.9。
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