The invention discloses an on-orbit spectral calibration method for hyperspectral remote sensor based on atmospheric profile and LED. The spectral offset of hyperspectral remote sensor is calibrated by known atmospheric profile and LED spectrum respectively. The spectral calibration results based on atmospheric profile are compared with those based on LED, and the difference between the two calibration results is not more than 5%, which satisfies hyperspectral remote sensing. Spectral calibration accuracy of the instrument. The purpose of the present invention is to overcome the shortcomings of the on-orbit calibration technology of hyperspectral remote sensor, and to verify the calibration results of different spectra by combining the atmospheric profile calibration and the LED calibration technology, so as to improve the accuracy of on-orbit spectral calibration of hyperspectral remote sensor, thereby ensuring the reliability and value of quantitative application of remote sensing data.
【技术实现步骤摘要】
基于大气廓线与LED的高光谱遥感器在轨光谱定标的方法
本专利技术属于光学遥感科学领域,涉及一种基于大气廓线与LED的高光谱遥感器在轨光谱定标方法。
技术介绍
高光谱成像技术是80年代发展起来的遥感技术,与传统的光谱仪不同的是,高光谱成像技术是集成像与光谱于一体(图谱合一),以纳米级高光谱分辨率,在获取目标二维空间图像信息的同时,同步获取目标的连续精细光谱信息,使空间遥感的探测能力大为提高,在国防军事、国土资源调查、农业估产、环境监测、大气探测等领域中有重要的应用。高精度定标是高光谱遥感器定量化应用的前提和基础,在高光谱遥感器发射前,都会进行实验室光谱定标,目前地面实验室定标的方法成熟完善,均能达到较高的精度。但是即使高光谱遥感器发射前在实验室里定标精细且完备,但是其不能完全模拟高光谱遥感器在轨工作环境和状态,因为在高光谱遥感器随卫星发射升空后,会受到震动、温度和压强变化等因素影响,会产生探测器中心波长漂移和仪器光谱分辨率变化的现象,因此高光谱遥感仪器在工作期间必须进行在轨定标。在轨定标是实现高光谱遥感器高分辨率成像一个不可替代的部分,高光谱遥感器在轨实现传递和稳定性监测,其定标装置成为遥感器的一部分,可与其同时工作。在高光谱遥感器工作状态下,能经常进行的一种定标方式和过程。目前常用的在轨光谱定标方法,主要有在轨光谱定标法、大气临边光谱定标法以及大气廓线吸收特征谱线法,在轨光谱定标法是在在轨定标灯进入传感器的光路中,加入具有吸收特征的滤光片或反射板,确定光谱中心波长位置,确实具有较高的定标精度,但定标灯由于卫星发射过程的剧烈震动和长时间的运行,定标灯自身性能 ...
【技术保护点】
1.一种基于大气廓线与LED的高光谱遥感器在轨光谱定标方法,其特征在于包括如下步骤:1)建立已知的大气廓线吸收波段高光谱遥感器的各个通道光谱响应函数,获取高光谱遥感器的各个通道参考谱线;在轨实际输出光谱谱线与参考光谱谱线之间的光谱夹角最小时为对应的光谱偏移量,得到基于大气廓线的光谱定标结果;2)根据各视场不同光谱通道的响应值通过高斯拟合,得到LED光源在轨时的中心波长和半高宽,与实验室测量的LED和高光谱遥感器中心波长和半波宽进行差异比较,得到基于LED的光谱定标结果;3)将基于大气廓线的光谱定标结果与基于LED的光谱定标结果进行比较,分析两种结果的差异不超过5%,则满足高光谱遥感器的光谱定标精度。
【技术特征摘要】
1.一种基于大气廓线与LED的高光谱遥感器在轨光谱定标方法,其特征在于包括如下步骤:1)建立已知的大气廓线吸收波段高光谱遥感器的各个通道光谱响应函数,获取高光谱遥感器的各个通道参考谱线;在轨实际输出光谱谱线与参考光谱谱线之间的光谱夹角最小时为对应的光谱偏移量,得到基于大气廓线的光谱定标结果;2)根据各视场不同光谱通道的响应值通过高斯拟合,得到LED光源在轨时的中心波长和半高宽,与实验室测量的LED和高光谱遥感器中心波长和半波宽进行差异比较,得到基于LED的光谱定标结果;3)将基于大气廓线的光谱定标结果与基于LED的光谱定标结果进行比较,分析两种结果的差异不超过5%,则满足高光谱遥感器的光谱定标精度。2.根据权利要求1所述的一种基于大气廓线与LED的高光谱遥感器在轨光谱定标方法,其特征在于,步骤1)中所述的大气廓线吸收波段附近高光谱遥感器的各个通道光谱响应函数为:λ为已知的大气廓线吸收波长;λc(i)为通道i定标前的中心波长,Δλ为中心波长的步长,λrange-~λrange+为光谱偏移范围,fwhm(i)为通道i定标前的半波宽,Δf为半波宽的步长,SRF(λi,k)为λc(i)在偏移量为λrange-+k×Δλ,fwhm(i)偏移量为(λrange-+k×Δf)时的光谱响应函数,k为偏移步数;通过仿真获取大气吸收曲线,与光谱响应函数进行卷积,即可获取高光谱遥感器通道i的参考谱线:其中Li(λ)为通道i仿真获取的大气廓线吸收曲线。3.根据权利要求1所述的一种基于大气廓线与LED的高光谱遥感器在轨光谱定标方法,其特征在于,步骤1)中所述的高光谱遥感器在轨实际输出光谱谱线与参考光谱谱线之间的光谱夹角为:其中,L(λi)为高光谱遥感器通道i实际输出光谱谱线,Lref(λi,k)为通道i的参考谱线,n为通道数;取SAMk为最小值时对应的中心波长偏移λraneg-+k'×Δλ,半波宽偏移(λrange-+k'×Δf)为光谱偏移量,则基于大气廓线的定标结果为:λc'(i)=λc(i)+(λrange-+k'×Δλ)fwhm'(i)=fwhm(i)+(λrange-+k'×Δf)其中,λc'(i)为通道i定标后的中心波长,λc(i)为通道i定标前...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘银年,刘辉,张静,孙德新,贾晓伟,冯雪飞,
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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