The invention discloses an air correction system and a method suitable for an airborne thermal infrared imaging spectrometer. First of all, the system is used to synchronize the thermal infrared radiation of the aircraft at the altitude of the aircraft with the airborne imaging spectrometer. Secondly, using MODITRAN to generate thermal infrared radiation, atmospheric radiation and atmospheric transmittance under different atmospheric conditions, and establish a reference database. Thirdly, we searched the reference database from the atmospheric downlink thermal infrared spectrum which is most suitable for the measurement results of the system to find the corresponding atmospheric range radiation, downsurface thermal infrared radiation and atmospheric transmittance. Finally, based on the time equation, according to the radiative transfer equation, we calculate the atmospheric correction from the thermal infrared hyperspectral data acquired by the imaging spectrometer after the radiometric calibration. The atmospheric correction system and method of the invention can acquire real-time downlink thermal infrared radiation information, and greatly improve the atmospheric correction accuracy of airborne thermal infrared hyperspectral data.
【技术实现步骤摘要】
一种适用于机载热红外成像光谱仪大气校正系统和方法
本专利技术涉及对地观测
,特别是涉及一种适用于机载热红外成像光谱仪大气校正系统和方法。
技术介绍
热辐射是自然界中存在的最广泛的辐射,它能使研究人员在无光的夜晚,清晰地观测地表状况。利用热辐射这一特点,热红外遥感具有了全天时的对地观测能力。高光谱遥感具有纳米级高光谱分辨率和“图谱合一”的特点。在对地物成像的同时,高光谱图像中每个像元均获得了几十甚至几百个纳米级连续光谱信息,使得图像同时具有空间、辐射和波谱信息。综合了热红外波段的探测能力和高光谱遥感的优势,通过热红外成像光谱仪所获取的热红外高光谱遥感数据可以检测大气污染气体,识别矿物,探测汽车尾气等。同时,可以以较高精度反演地表温度。目前热红外高光谱遥感已经广泛应用到城市热岛效应、森林火灾监测、旱灾监测、矿物探测、地热探测、岩溶区探水等领域。机载平台是一种重要的遥感平台,它具有机动灵活、不受云遮挡、空间分辨率高等特点,被广泛应用于各个遥感领域,尤其是近些年兴起的无人机遥感技术。机载热红外成像光谱仪在获取数据过程中不可避免地受到大气影响,所获热红外高光谱遥感数据包含有大气辐射信息。因此,在热红外高光谱数据得到进一步应用之前,必须对热红外高光谱遥感数据进行大气校正。高精度的大气校正将有利于提高热红外高光谱数据后续应用效果。目前,可用于机载热红外高光谱数据大气校正方法主要有两类。第一类方法是利用反演或者实测的大气廓线,辅以成熟的大气辐射传输模型来实现。然而,目前大气廓线探测无法实现像元级的大气校正。第二类方法是从机载热红外高光谱数据空间和光谱信息出发,直接由 ...
【技术保护点】
一种适用于机载热红外成像光谱仪大气校正系统,包括支架(1)、稳定平台(2)、镀金漫反射板(3)、光纤固定架(4)、镀金板温度探头(5)、数据线(6)、温度计主机(7)、光纤(8)和高精度热红外光谱仪(9),其特征在于:所述的稳定平台(2)固定在支架(1)上,镀金漫反射板(3)、光纤固定架(4)固定在稳定平台(2)上,镀金板温度探头(5)固定在镀金漫反射板(3)上,光纤(8)固定在光纤固定架(4)上;所述的光纤(8)与高精度热红外光谱仪(9)相连接,光纤(8)将镀金漫反射板(3)反射的大气下行热红外辐射导入高精度热红外光谱仪(9)。镀金板温度探头(5)通过数据线(6)与温度计主机(7)连接,用于测量镀金漫反射板(3)的温度;所述的支架(1)、稳定平台(2)、镀金漫反射板(3)、光纤固定架(4)、镀金板温度探头(5)、数据线(6)和光纤(8)组成信号收集子系统,安装固定在飞机舱外的蒙皮上;所述的温度计主机(7)和高精度热红外光谱仪(9)组成信号存储子系统,安置于飞机舱内;所述的镀金漫反射板(3)将大气下行热红外辐射反射进入光纤(8),光纤(8)将大气下行热红外辐射导入高精度热红外光谱仪(9 ...
【技术特征摘要】
1.一种适用于机载热红外成像光谱仪大气校正系统,包括支架(1)、稳定平台(2)、镀金漫反射板(3)、光纤固定架(4)、镀金板温度探头(5)、数据线(6)、温度计主机(7)、光纤(8)和高精度热红外光谱仪(9),其特征在于:所述的稳定平台(2)固定在支架(1)上,镀金漫反射板(3)、光纤固定架(4)固定在稳定平台(2)上,镀金板温度探头(5)固定在镀金漫反射板(3)上,光纤(8)固定在光纤固定架(4)上;所述的光纤(8)与高精度热红外光谱仪(9)相连接,光纤(8)将镀金漫反射板(3)反射的大气下行热红外辐射导入高精度热红外光谱仪(9)。镀金板温度探头(5)通过数据线(6)与温度计主机(7)连接,用于测量镀金漫反射板(3)的温度;所述的支架(1)、稳定平台(2)、镀金漫反射板(3)、光纤固定架(4)、镀金板温度探头(5)、数据线(6)和光纤(8)组成信号收集子系统,安装固定在飞机舱外的蒙皮上;所述的温度计主机(7)和高精度热红外光谱仪(9)组成信号存储子系统,安置于飞机舱内;所述的镀金漫反射板(3)将大气下行热红外辐射反射进入光纤(8),光纤(8)将大气下行热红外辐射导入高精度热红外光谱仪(9)。高精度热红外光谱仪(9)以时间为基准记录并存储大气下行热红外辐射数据;所述的镀金板温度探头(5)通过热传导与镀金漫反射板(3)达到局部热平衡,将温度信号通过数据线(6)导入温度计主机(7),温度计主机(7)以时间为基准记录并存储温度数据。2.一种基于权利要求1所述机载热红外成像光谱仪大气校正系统的机载热红外成像光谱仪大气校正的方法,其特征在于包括以下步骤:1)参考数据库建立对MODITRAN软件大气输入参数:大气水汽含量、大气模式、气溶胶模式、云量、地面气温、能见度、飞机或传感器的高程、地表高程进行设置,以尽可能高的分辨率遍历所有可能取值,生成不同状况下的飞机高程大气下行热红外辐射光谱、地表下行辐射光谱、大气程辐射光谱和大气透过率光谱,建立参考数据库;2)数据测量将所述的大气校正系统安装到飞机上,利用该系统与机载成像光谱仪同步测量飞机高程大气下行热红外辐射光谱、镀金漫反射板温度;3)光谱匹配与大气校正具体步骤如下:3-1)根据镀金漫反射板温度,从高精度热红外光谱仪测量的飞机高程大气下行...
【专利技术属性】
技术研发人员:谢锋,邵红兰,刘成玉,王建宇,舒嵘,
申请(专利权)人:中国科学院上海技术物理研究所,
类型:发明
国别省市:上海,31
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