太阳光照补偿值计算方法技术

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。

【技术实现步骤摘要】
太阳光照补偿值计算方法
本专利技术涉及图像处理领域，尤其涉及一种太阳光照补偿值计算方法。
技术介绍
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。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题针对于现有技术问题，本专利技术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)技术方案本专利技术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)；根据计算坐标为(x，y)的像素点对应的地理经度L(x)；根据计算坐标为(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：根据计算太阳赤纬角；根据计算太阳辐射强度；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[sinB(y)×sinδ(d)+cosB(y)×cosδ(d)×cosω(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)，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，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)有益效果本专利技术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示意性示出了本专利技术实施例太阳光照补偿值计算方法的流程图；图2示意性示出了本专利技术实施例提供的操作S2计算过程流程图；图3示意性示出了本专利技术实施例提供的太阳光照补偿值计算装置的框图；以及图4示意性示出了本专利技术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专利技术的目的、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，对本专利技术进一步详细说明。本专利技术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本文档来自技高网...

【技术保护点】
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：/n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；/n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；/n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；/n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。/n

【技术特征摘要】
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。


2.根据权利要求1所述的太阳光照补偿值计算方法，其特征在于，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。


3.根据权利要求2所述的太阳光照补偿值计算方法，其特征在于，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)；
根据计算坐标为(x，y)的像素点对应的地理经度L(x)；
根据计算坐标为(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。
...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕鹏，胡玉新，雷斌，李倩倩，侯仰拴，
申请(专利权)人：中国科学院电子学研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11