一种机载高光谱影像辐射校正方法技术

本发明专利技术公开的机载高光谱影像辐射校正方法，包括：基于机载高光谱获取目标影像的像元亮度值确定辐射亮度值；基于采集的航迹信息，计算得到太阳入射角、观测角和相位角；根据辐射亮度值、太阳入射角及所述观测角，计算得到相函数值；基于相函数值与相位角的函数关系，计算得到函数常量值；根据函数常量值、太阳入射角、观测角及相位角，计算得到特定观测条件下的辐射校正值；根据辐射校正值和辐射亮度值，计算得到目标影像的第一校正辐射亮度值；基于第一校正辐射亮度值和校正模型，计算得到第二校正辐射亮度值，以实现目标影像的辐射校正。通过该方法实现了目标影像的辐射校正和传感器辐射畸变的校正，有效提升了机载高光谱数据的辐射质量。据的辐射质量。据的辐射质量。

【技术实现步骤摘要】
一种机载高光谱影像辐射校正方法


[0001]本专利技术涉及辐射校正
，尤其涉及一种机载高光谱影像辐射校正方法。

技术介绍

[0002]在遥感影像获取过程中，由于多种因素的影响，使得遥感影像存在一定的几何和辐射失真，这使得同一地物在多时相、多传感器影像上的灰度分布存在较大的差异，严重影响了影像的质量和应用。因此在几何校正的基础上，为了消除影像的灰度分布差异，必须进行辐射校正。随着定量遥感技术的迅速发展，进一步提高辐射校正精度的要求越来越迫切。产生辐射失真的原因有很多种，其影响程度也不相同。遥感器的输出辐射亮度除了与传感器的光谱响应特性、大气条件、光照情况等因素有关外，还与地物本身的反射和发射波谱特性有关。传统的辐射校正主要考虑三个方面：(1)传感器的灵敏度特性引起的辐射误差改正，如光学镜头的非均匀性引起的边缘减光现象的改正、光电变换系统的灵敏度特性引起的辐射畸变校正等。(2)光照条件的差异引起的辐射误差改正，如太阳高度角的不同引起的辐射畸变校正、地面的倾斜引起的辐射畸变校正等。(3)大气的散射和吸收引起的辐射误差改正。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种机载高光谱影像辐射校正方法，从而解决现有技术中存在的前述问题。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0005]一种机载高光谱影像辐射校正方法，包括如下步骤：
[0006]基于机载高光谱获取目标影像，并获取所述目标影像的像元亮度值，基于所述像元亮度值确定所述目标影像的辐射亮度值；
[0007]基于采集的航迹信息，计算得到太阳入射角、观测角和相位角；
[0008]根据所述辐射亮度值、所述太阳入射角及所述观测角，计算得到相函数值；
[0009]基于所述相函数值与所述相位角的函数关系，计算得到函数常量值；
[0010]根据所述函数常量值、所述太阳入射角、所述观测角及所述相位角，计算得到特定观测条件下辐射校正值；
[0011]根据所述辐射校正值和所述辐射亮度值，计算得到所述目标影像的第一校正辐射亮度值；
[0012]基于所述第一校正辐射亮度值和校正模型，计算得到所述目标影像的第二校正辐射亮度值，以实现所述目标影像的辐射校正。
[0013]优选地，所述基于所述像元亮度值确定所述目标影像的辐射亮度值，具体包括：
[0014]采用辐射标定方法将所述像元亮度值转换为所述目标影像的辐射亮度值。
[0015]优选地，所述航迹信息具体包括：
[0016]位置信息、影像坐标信息及采集时间信息。
[0017]优选地，所述目标影像的辐射亮度值采用如下公式计算得到：
[0018]L＝DN
×
COE
lab
×
COE
lines
[0019]其中，L表示为辐射亮度值；DN表示为像元亮度值；COE
lab
表示为实验室定标系数；COE
lines
表示为机上定标系数。
[0020]优选地，所述相位角采用如下公式计算得到：
[0021][0022]其中，i表示为平坦地形下太阳的天顶角；e表示为传感器的天顶角；表示为平坦地形下太阳的方位角；表示为传感器的方位角；g表示为相位角。
[0023]优选地，所述相函数值采用如下公式计算得到：
[0024][0025]其中，L(θ，α，g)表示为辐射亮度值；θ表示为太阳入射角；f(g)表示为关于相位角g的函数；
[0026]f(g)＝x0+x1g+x2g2+x3g3+x4g4[0027]其中，x0，x1，x2，x3，x4均表示为函数常量值。
[0028]优选地，所述辐射校正值采用如下公式计算得到：
[0029][0030]其中，COE(θ＝m1，α＝m2，g＝m3)表示为辐射校正值；m1表示为特定观测条件下入射角θ的数值；m2表示为特定观测条件下观测角α的数值；m3表示为特定观测条件下相位角g的数值；f(m3)表示为关于相位角m3的函数。
[0031]优选地，所述第一校正辐射亮度值采用如下计算公式得到：
[0032]L(θ＝m1，α＝m2，g＝m3)＝L(θ，α，g)
×
COE(θ＝m1，α＝m2，g＝m3)
[0033]其中，COE(θ＝m1，α＝m2，g＝m3)表示为辐射校正值；L(θ，α，g)表示为辐射亮度值；L(θ＝m1，α＝m2，g＝m3)表示为第一校正辐射亮度值。
[0034]优选地，所述第二校正辐射亮度值采用如下计算公式得到：
[0035][0036]其中，R(θ，α，g)表示为第二校正辐射亮度值；L(θ＝m1，α＝m2，g＝m3)表示为第一校正辐射亮度值；λ表示为波长；f
vol
(λ)表示为体散射的核；k
vol
(θ，α，g)表示为体散射的核的权重；f
geo
(λ)表示为几何散射的核；k
geo
(θ，α，g)表示为几何散射的核的权重；表示为传感器与太阳间的相对方位角。
[0037]本专利技术的有益效果是：本专利技术实施例提供的一种机载高光谱影像辐射校正方法，通过机载高光谱获取目标影像，在目标影像的辐射亮度值和得到的太阳入射角、观测角和相位角的基础上，通过相位角与辐射亮度值的关系，以计算得到特定观测条件下的辐射校正值，根据辐射校正值和校正模型，实现了目标影像的辐射校正和传感器辐射几遍的校正，有效提升了机载高光谱数据的辐射质量，进而实现了大区域影像的无缝镶嵌，为后期定量化应用提供了高精度数据。
附图说明
[0038]图1是本专利技术提供的机载高光谱影像辐射校正方法流程图；
[0039]图2是本专利技术提供的机载高光谱影像辐射校正前的辐射亮度值变化示意图；
[0040]图3是本专利技术提供的机载高光谱影像辐射校正后的辐射亮度值变化示意图；
[0041]图4是本专利技术提供的机载高光谱影像辐射校正前的镶嵌示意图；
[0042]图5是本专利技术提供的机载高光谱影像辐射校正后的镶嵌示意图。
具体实施方式
[0043]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0044]如图1所示，本专利技术实施例提供了一种机载高光谱影像辐射校正方法，参考图1，包括如下步骤：
[0045]S1：基于机载高光谱获取目标影像，并获取目标影像的像元亮度值，基于像元亮度值确定所述目标影像的辐射亮度值。
[0046]其中，S1中基于像元亮度值确定目标影像的辐射亮度值，具体包括：
[0047]采用辐射标定方法将像元亮度值转换为目标影像的辐射亮度值。
[0048]本实施例中通过采用辐射标定法将目标影像的像元亮度值转换为辐射亮度值，以消除传感器引起的辐射误差。
[0049]本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机载高光谱影像辐射校正方法，其特征在于，包括如下步骤：基于机载高光谱获取目标影像，并获取所述目标影像的像元亮度值，基于所述像元亮度值确定所述目标影像的辐射亮度值；基于采集的航迹信息，计算得到太阳入射角、观测角和相位角；根据所述辐射亮度值、所述太阳入射角及所述观测角，计算得到相函数值；基于所述相函数值与所述相位角的函数关系，计算得到函数常量值；根据所述函数常量值、所述太阳入射角、所述观测角及所述相位角，计算得到特定观测条件下的辐射校正值；根据所述辐射校正值和所述辐射亮度值，计算得到所述目标影像的第一校正辐射亮度值；基于所述第一校正辐射亮度值和校正模型，计算得到所述目标影像的第二校正辐射亮度值，以实现所述目标影像的辐射校正。2.根据权利要求1所述的机载高光谱影像辐射校正方法，其特征在于，所述基于所述像元亮度值确定所述目标影像的辐射亮度值，具体包括：采用辐射标定方法将所述像元亮度值转换为所述目标影像的辐射亮度值。3.根据权利要求1所述的机载高光谱影像辐射校正方法，其特征在于，所述航迹信息具体包括：位置信息、影像坐标信息及时间信息。4.根据权利要求1或2所述的机载高光谱影像辐射校正方法，其特征在于，所述目标影像的辐射亮度值采用如下公式计算得到：L＝DN
×
COE
lab
×
COE
lines
其中，L表示为辐射亮度值；DN表示为像元亮度值；COE
lab
表示为实验室定标系数；COE
lines
表示为机上定标系数。5.根据权利要求4所述的机载高光谱影像辐射校正方法，其特征在于，所述相位角采用如下公式计算得到：其中，i表示为平坦地形下太阳的天顶角；e表示为传感器的天顶角；表示为平坦地形下太阳的方位角；表示为传感器的方位角；...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭大海，杨军，王志伟，刘亚萍，赵雅新，范思明，
申请(专利权)人：上海航遥信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：