This application discloses a method and system of hyperspectral radiometric calibration based on polynomial fitting, which relates to the technical field of hyperspectral radiometric calibration. The methods include: building a simulation data acquisition platform, selecting training samples measured by the simulation data acquisition platform, establishing the relationship between the first and second spectral data by polynomial fitting, and according to the first spectral data The relationship between the second spectral data and the second spectral data is the coefficient matrix a reflecting the corresponding relationship between the down radiation spectral data and the reflection spectral data of the reference plate; when actually measuring the reflectance of the measured object, the spectral reflectance of the measured object can be calculated by the data measured by the photosensitive element and the hyperspectral instrument, combining the coefficient matrix A and the calculation formula of the spectral reflectance of the measured object. In the process of measuring the reflectance of the measured object, it is not necessary to carry a reference plate and measure the reference plate, which is not only conducive to simplifying the process of near earth or low altitude hyperspectral remote sensing measurement, but also conducive to reducing the measurement error and improving the measurement accuracy.
【技术实现步骤摘要】
基于多项式拟合的高光谱辐射定标方法及系统
本申请涉及高光谱辐射定标
，具体地说，涉及一种基于多项式拟合的高光谱辐射定标方法及系统。
技术介绍
二十一世纪以来，地球自然灾害频发，例如全球变暖、地震、海啸等。空间遥感技术可以对地球环境、资源分布等进行精确的测量。遥感数据的精度直接决定了人们对地球环境的认知程度。精确的辐射定标可以保证遥感数据对地球环境预测的准确性。高光谱遥感技术可应用于对光谱反射率的计算领域。高光谱遥感在计算光谱反射率的过程中需要对下行辐射强度进行测量，传统的技术实现方法之一是采用反射率已知的参考板，包括白板、灰板等，对参考板的反射光谱进行直接测量，结合参考板和待测物的测量数据，得到待测物的反射率。此类方法的缺点是当需要测量待测物的反射率时，需要一直携带参考板，测量参考板的反射光谱，增加操作复杂度，并且不能保证参考板与目标待测物接受的下行辐射一致，尤其是复杂天气条件下，下行辐射变化很快，容易导致反射率测量误差。
技术实现思路
有鉴于此，本申请提供一种基于多项式拟合的高光谱辐射定标...
【技术保护点】
1.一种基于多项式拟合的高光谱辐射定标方法，其特征在于，包括：/n搭建模拟数据采集平台，所述模拟数据采集平台包括至少3个不同波段的光敏元件、高光谱仪和参考板，所述参考板平行于地面放置，沿垂直于地面的方向，所述高光谱仪位于所述光敏元件和所述参考板之间，所述光敏元件位于所述高光谱仪远离地面的一侧；/n将所述至少3个不同波段的光敏元件的探测方向调整为朝向天空的方向，并将高光谱仪的探测方向调整为朝向所述参考板；/n在同一测量时间段，利用光敏元件对下行辐射的光谱数据进行测量，得到多个第一光谱数据；同时利用高光谱仪对参考板的反射光谱数据进行测量，得到多个第二光谱数据；/n选取一定量的所...
【技术特征摘要】
1.一种基于多项式拟合的高光谱辐射定标方法，其特征在于，包括：
搭建模拟数据采集平台，所述模拟数据采集平台包括至少3个不同波段的光敏元件、高光谱仪和参考板，所述参考板平行于地面放置，沿垂直于地面的方向，所述高光谱仪位于所述光敏元件和所述参考板之间，所述光敏元件位于所述高光谱仪远离地面的一侧；
将所述至少3个不同波段的光敏元件的探测方向调整为朝向天空的方向，并将高光谱仪的探测方向调整为朝向所述参考板；
在同一测量时间段，利用光敏元件对下行辐射的光谱数据进行测量，得到多个第一光谱数据；同时利用高光谱仪对参考板的反射光谱数据进行测量，得到多个第二光谱数据；
选取一定量的所述第一光谱数据和所述第二光谱数据作为训练样本，通过多项式拟合的方式建立第一光谱数据与第二光谱数据之间的关系，根据第一光谱数据与第二光谱数据之间的关系得到体现下行辐射光谱数据与参考板反射光谱数据对应关系的系数矩阵A；
当测量被测物光谱反射率数据时：
搭建实测数据采集平台，所述实测数据采集平台包括至少3个不同波段的光敏元件、高光谱仪和被测物，所述被测物平行于地面放置，沿垂直于地面的方向，所述高光谱仪位于所述光敏元件和所述被测物之间，所述光敏元件位于所述高光谱仪远离地面的一侧；
在同一测量时间段，利用所述至少3个不同波段的光敏元件对当前测量条件下的下行辐射对应的光谱数据进行测量，得到多个第三光谱数据；同时利用高光谱仪对当前测量条件下被测物的反射光谱数据进行测量，得到当前测量条件下被测物的反射光谱数据；
将测量得到的所述第三光谱数据代入所述系数矩阵中，计算得到当前测量条件下的参考板反射光谱数据；
对所述被测物的反射光谱数据与所述参考板反射光谱数据进行比值运算，计算得到被测物光谱反射率Ref1024，其中，为高光谱仪测得的被测物反射光谱DN值，为根据光敏元件测量的光谱数据模拟得出的参考板反射光谱的DN值，Ref0为获取训练样本时采用的参考板的反射率，Ref0为固定值。
2.根据权利要求1所述的一种基于多项式拟合的高光谱辐射定标方法，其特征在于，所述模拟数据采集平台和所述实测数据采集平台分别包括4个不同波段的光敏元件，分别为红光波段光敏元件、绿光波段光敏元件、蓝光波段光敏元件和全波段光敏元件；所述高光谱仪所能探测的光谱范围为全波段；所述红光波段对应的中心波长为620nm，所述绿光波段对应的中心波长为530nm，所述蓝光波段对应的中心波长为460nm，所述全波段对应的敏感光谱范围为330nm-840nm。
3.根据权利要求2所述的一种基于多项式拟合的高光谱辐射定标方法，其特征在于，所述高光谱仪包括1024个光谱通道，所述高光谱仪测量的参考板的反射光谱数据对应1024个波段，当采用二次多项式进行拟合时，根据光敏元件测量的光谱数据模拟得出的参考板反射光谱的DN值的计算方法为：
其中，m为光敏元件测得的DN值数据的组数，A1024×15为所述体现下行辐射光谱数据与参考板反射光谱数据对应关系的系数矩阵，S15×m为光敏元件数据矩阵，S15×m是根据光敏元件测得的m组DN值数据计算得到的。
4.根据权利要求3所述的一种基于多项式拟合的高光谱辐射定标方法，其特征在于，所述通过多项式拟合的方式建立第一光谱数据与第二光谱数据之间的关系进一步为：
当采用二次多项式进行拟合时，1024个波段中任意波段i的光谱DN值可表示为：
DNi＝ai,1+ai,2R+ai,3G+ai,4B+ai,5C+ai,6RG+ai,7RB+ai,8RC+ai,...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐武健，施蕾蕾，刘龙，宫华泽，陈祺，高晨，
申请(专利权)人：北京麦飞科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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