适用于出口型遥感卫星红外短波载荷相对辐射校正的方法技术

技术编号:21036855 阅读:32 留言:0更新日期:2019-05-04 06:24
本发明专利技术公开了一种适用于出口型遥感卫星红外短波载荷相对辐射校正的方法,通过利用在轨星上偏航90°定标处理法,生成红外遥感影像所需的参数,包括不同增益、不同谱段的相对辐射校正系数数据文件,建立每一个探测单元输出信号的数值量化值与该探测器对应像元内的实际目标辐射亮度值之间的定量关系,消除各探元之间的响应不一致性,以确保遥感数据应用的可靠性与准确度。

Relative Radiation Correction Method for Infrared Short Wave Load of Export Remote Sensing Satellite

The invention discloses a relative radiation correction method for infrared short wave load of export remote sensing satellite. By using the 90 degree calibration processing method of yaw on orbit satellite, the parameters required for infrared remote sensing image are generated, including data files of relative radiation correction coefficients of different gain and different spectral bands, and the numerical quantization value of output signal of each detection unit is established corresponding to the detector. Quantitative relationship between the actual target radiation brightness values in the pixel eliminates the inconsistency of response among the probes to ensure the reliability and accuracy of remote sensing data application.

【技术实现步骤摘要】
适用于出口型遥感卫星红外短波载荷相对辐射校正的方法
本专利技术属于遥感影像处理
,尤其涉及一种适用于出口型遥感卫星红外短波载荷相对辐射校正的方法。
技术介绍
针对遥感卫星所搭载的红外载荷,发射前后都必须对仪器的输出和获得的数据进行全面的辐射定标,以确保所采集的数据最大限度的应用。在卫星入轨和在轨运行过程中,考虑到红外载荷接收的红外热辐射能量中夹杂噪声能量,如背景、大气和仪器本身等发射的辐射,这些均会给目标红外辐射特性的测量带来影响,从而导致红外载荷的性能往往与发射前的试验结果存在一定的偏差,因此,针对红外载荷数据进行相对辐射校正,是目前亟待解决的重要问题,这对卫星产品的质量至关重要。虽然,针对我国自主研制的卫星红外载荷开展了大楼的辐射定标研究,但是,由于我国实验遥感力量投入较少、实验场地类型不全、学科交叉不够、基础研究薄弱等因素,严重影响了系统的理论和技术原创与全定量化的发展。在辐射场地定标方面,已初步建成了敦煌陆地定标试验场和青海湖水面定标试验场,并分别针对我国的FY-1C、FY-2B气象卫星、FY-1D、HY-1海洋卫星和CBERS-1资源卫星等卫星开展了场地外定标方法试验,但由于进场次数和天气条件限制,仅限于部分遥感器的校正工作,而且所用的校正方法偏少,目前主要以传统的小波分析方法为主,该方法主要是利用在处理突变信号上的优势,局限性比较大,远远不能满足实际应用的需要,直接影像了卫星数据的预处理工作和标准产品的生产。鉴于此,本专利提出了一种适用于出口型遥感卫星红外短波载荷相对辐射校正的方法,消除各探元之间的响应不一致性,解决出口型遥感卫星红外短波载荷图像在推扫方向上存在的条带现象。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是:克服现有技术的不足,提供了一种适用于出口型遥感卫星红外短波载荷相对辐射校正的方法,该方法能够修正影响红外辐射特性的因素,解决红外遥感图像上的条带现象。本专利技术目的通过以下技术方案予以实现:一种适用于出口型遥感卫星红外短波载荷相对辐射校正的方法,所述方法包括如下步骤:(1)预设卫星在轨偏航飞行,根据采集原则在星下点成像积分时间设定下完成一次偏航90°定标,焦面探测器采集原始定标数据F;(2)根据卫星的焦面探测器的像元数N和预设的像元的成像顺序,不同像元根据步骤(1)中的原始定标数据F进行重新排列得到在若干行上的数据值,其中,数据值为不同像元对同一地物成像的响应;(3)对步骤(2)中的若干行上的数据值进行平移处理,得到每一行的均值,比较每一行的均值与相对应行的预设阈值,如果该行的均值大于该行的预设阈值,则将该行剔除,最终得到有效的定标数据G;(4)根据步骤(3)的有效定标数据G,构建标准累计直方图并对标准累计直方图进行归一化处理得到归一化累计直方图,进而得到焦面探测器的每个探测元的累计直方图;(5)将步骤(4)得到的每个探测元的累计直方图结合焦面探测器的实验室相对辐射校正模型,构建相对辐射校正查找表;(6)根据步骤(5)中的相对辐射校正查找表对待测原始图像进行相对辐射校正。上述适用于出口型遥感卫星红外短波载荷相对辐射校正的方法中,在步骤(1)中,所述采集原则为:a)成像的灰度范围覆盖相机动态范围;b)成像中没有饱和的景物;c)已知成像行数L、焦面探测器总像元数N和图像数据的量化位数n,则L>n+100*2n。上述适用于出口型遥感卫星红外短波载荷相对辐射校正的方法中,在步骤(3)中,对步骤(2)中的若干行上的数据值进行平移处理通过以下公式得到:G(i,j)=F(i+j-1,j);其中,i为焦面探测器像元行数,j为焦面探测器像元列数,i=1,2,3,...,L,L为总行数;j=1,2,3,...,N/L,G(i,j)为有效定标数据的像元对成像的响应数值,F(i+j-1,j)为原始定标数据的像元对成像的响应数值。上述适用于出口型遥感卫星红外短波载荷相对辐射校正的方法中,在步骤(3)中,每一行的均值通过以下公式得到:其中,Mi为第i行的均值,当Mi>2n-1时此行数据为饱和数据,则将此行剔除。上述适用于出口型遥感卫星红外短波载荷相对辐射校正的方法中,在步骤(3)中,预设阈值为2n-1,其中,n为图像数据的量化位数。上述适用于出口型遥感卫星红外短波载荷相对辐射校正的方法中,在步骤(4)中,标准累计直方图通过以下公式得到:其中,像元比例数q1,q2,...,qk∈[0,1],k=1,2,3,...,K,k为探测像元的直方图组列,K为探测像元直方图组列总数,[DNmin,DNmax]为Mi的像元亮度值范围;Nb为剔除后的总行数;为焦面探测器实验室相对辐射的像元亮度值;Nyk为Mi中像元亮度值小于的像素个数。上述适用于出口型遥感卫星红外短波载荷相对辐射校正的方法中,在步骤(4)中,归一化累计直方图通过以下公式得:其中,h[j][X]为第j个探测元的归一化的像元亮度值,Nx为有效定标数据G中第j个探测元像元亮度值小于X的像素个数;Nb为剔除后的总行数;X为变量,取值范围[DNmin,DNmax]。上述适用于出口型遥感卫星红外短波载荷相对辐射校正的方法中,在步骤(5)中,相对辐射校正查找表通过以下步骤得到:对于第j个探测元:当原始图像的像元亮度值x∈[DNminj,DNmaxj]时,使用辐射校正查找表找到X对应的像元亮度值Y,把Y赋值给校正后的对应位置像元亮度值进行相对辐射校正;其中,k=1,2,3,...,K,k为探测像元的直方图序列号,K为探测像元直方图总序列数,为有效定标数据的每个探测元的累计直方图,为焦面探测器实验室相对辐射的像元亮度值,[DNmin,DNmax]为像元亮度值范围;当原始图像的像元亮度值x∈[0,DNminj]或x∈[DNmaxj,2n-1]时,使用辐射校正查找表找到X对应的像元亮度值Y′r,把Y′r赋值给校正后的对应位置的像元亮度值进行相对辐射校正;其中,为第j个探测像元在辐射通量为Φr时输出的辐射通量,Y′r为实验室相对辐射校正模型在第r探测元的像元亮度值,r=1,2,3,...,DNminj,或者r=DNmaxj,DNmaxj+1,DNmaxj+2,...,2n-1,j=1,2,3,...,N/L,其中,L为成像行数。上述适用于出口型遥感卫星红外短波载荷相对辐射校正的方法中,在步骤(6)中,根据步骤(5)中的相对辐射校正查找表对待测原始图像进行相对辐射校正包括:利用辐射校正查找表找到对应待测原始图像的像元亮度值,建立每一个探测元输出信号的数值量化值与该探测器对应像元内的实际目标辐射亮度值之间的定量关系,消除各探元之间的响应不一致性。本专利技术与现有技术相比具有如下有益效果:本专利技术通过利用在轨星上偏航90°定标处理法,生成红外遥感影像所需的参数,包括不同增益、不同谱段的相对辐射校正系数数据文件,建立每一个探测单元输出信号的数值量化值与该探测器对应像元内的实际目标辐射亮度值之间的定量关系,消除各探元之间的响应不一致性,以确保遥感数据应用的可靠性与准确度。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中,用相同的参考符号表示相同的部件本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种适用于出口型遥感卫星红外短波载荷相对辐射校正的方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:(1)预设卫星在轨偏航飞行,根据采集原则在星下点成像积分时间设定下完成一次偏航90°定标,焦面探测器采集原始定标数据F;(2)根据卫星的焦面探测器的像元数N和预设的像元的成像顺序,不同像元根据步骤(1)中的原始定标数据F进行重新排列得到在若干行上的数据值,其中,数据值为不同像元对同一地物成像的响应;(3)对步骤(2)中的若干行上的数据值进行平移处理,得到每一行的均值,比较每一行的均值与相对应行的预设阈值,如果该行的均值大于该行的预设阈值,则将该行剔除,最终得到有效的定标数据G;(4)根据步骤(3)的有效定标数据G,构建标准累计直方图并对标准累计直方图进行归一化处理得到归一化累计直方图,进而得到焦面探测器的每个探测元的累计直方图;(5)将步骤(4)得到的每个探测元的累计直方图结合焦面探测器的实验室相对辐射校正模型,构建相对辐射校正查找表;(6)根据步骤(5)中的相对辐射校正查找表对待测原始图像进行相对辐射校正。

【技术特征摘要】
1.一种适用于出口型遥感卫星红外短波载荷相对辐射校正的方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:(1)预设卫星在轨偏航飞行,根据采集原则在星下点成像积分时间设定下完成一次偏航90°定标,焦面探测器采集原始定标数据F;(2)根据卫星的焦面探测器的像元数N和预设的像元的成像顺序,不同像元根据步骤(1)中的原始定标数据F进行重新排列得到在若干行上的数据值,其中,数据值为不同像元对同一地物成像的响应;(3)对步骤(2)中的若干行上的数据值进行平移处理,得到每一行的均值,比较每一行的均值与相对应行的预设阈值,如果该行的均值大于该行的预设阈值,则将该行剔除,最终得到有效的定标数据G;(4)根据步骤(3)的有效定标数据G,构建标准累计直方图并对标准累计直方图进行归一化处理得到归一化累计直方图,进而得到焦面探测器的每个探测元的累计直方图;(5)将步骤(4)得到的每个探测元的累计直方图结合焦面探测器的实验室相对辐射校正模型,构建相对辐射校正查找表;(6)根据步骤(5)中的相对辐射校正查找表对待测原始图像进行相对辐射校正。2.根据权利要求1所述的适用于出口型遥感卫星红外短波载荷相对辐射校正的方法,其特征在于:在步骤(1)中,所述采集原则为:a)成像的灰度范围覆盖相机动态范围;b)成像中没有饱和的景物;c)已知成像行数L、焦面探测器总像元数N和图像数据的量化位数n,则L>n+100*2n。3.根据权利要求1所述的适用于出口型遥感卫星红外短波载荷相对辐射校正的方法,其特征在于:在步骤(3)中,对步骤(2)中的若干行上的数据值进行平移处理通过以下公式得到:G(i,j)=F(i+j-1,j);其中,i为焦面探测器像元行数,j为焦面探测器像元列数,i=1,2,3,...,L,L为总行数;j=1,2,3,...,N/L,G(i,j)为有效定标数据的像元对成像的响应数值,F(i+j-1,j)为原始定标数据的像元对成像的响应数值。4.根据权利要求3所述的适用于出口型遥感卫星红外短波载荷相对辐射校正的方法,其特征在于:在步骤(3)中,每一行的均值通过以下公式得到:其中,Mi为第i行的均值,当Mi>2n-1时此行数据为饱和数据,则将此行剔除。5.根据权利要求4所述的适用于出口型遥感卫星红外短波载荷相对辐射校正的方法,其特征在于:在步骤(3)中,预设阈值为2n-1,其中,n为图像数据的量化位数。6.根据权利要求4所述的适用于出口型遥感卫星红外短波载荷相对辐射校正...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈元伟陆璐陈付亮石磊曹小敏刘闰舟夏洁
申请(专利权)人:航天恒星科技有限公司
类型:发明
国别省市:北京,11

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