[发明专利]一种基于多光谱传感器对高光谱传感器交叉辐射定标方法

权利要求书

1.一种基于多光谱传感器对高光谱传感器交叉辐射定标方法，其特征在于：该方法具体步骤如下：

步骤一：选择无云的高光谱影像数据，影像中包含大块均匀地物，并对影像进行必要的预处理后，作为待定标的影像；

步骤二：选择与高光谱传感器成像时间接近且覆盖同一区域的具有较高辐射定标精度的多光谱传感器影像作为参考影像；

步骤三：在待定标的高光谱影像和已定标的参考多光谱遥感影像上，尽量在星下点附近选择均匀地物作为感兴趣区即ROI，ROI尽量覆盖遥感器的整个动态响应范围并对两辐影像的ROI区域进行几何精校正；

步骤四：根据两幅影像的成像条件，利用6S大气辐射传输模型计算两传感器各波段的入瞳辐亮度；

步骤五：根据一定规则求出各对应波段光谱匹配因子；

步骤六：将求得的光谱匹配因子和多光谱数据求得高光谱传感器各波段的入瞳处辐亮度；

步骤七：针对不同波段，将所有ROI在待定标的高光谱影像的DN值和作为参考的多光谱影像的辐亮度进行线性拟合，求得高光谱传感器各波段的定标系数即增益和偏移量，从而实现多光谱传感器对高光谱传感器的交叉辐射定标。

2.根据权利要求1所述的一种基于多光谱传感器对高光谱传感器交叉辐射定标方法，其特征在于：步骤二中所述的“选择与高光谱传感器成像时间接近且覆盖同一区域的具有较高辐射定标精度的多光谱传感器影像作为参考影像”是指选择多光谱影像数据要求与高光谱影像数据成像时间接近、成像目标一致且具有较高定标精度。

3.根据权利要求1所述的一种基于多光谱传感器对高光谱传感器交叉辐射定标方法，其特征在于：步骤三中所述的“对两辐影像的ROI区域进行几何精校正”，是指分别在参考影像和待校正的影像上选择几何特征明显的地物，作为控制点对；控制点的空间分布尽量均匀覆盖整幅影像，控制点的数据量通常大于二十个，几何校正的整体误差控制在半个像素以内。

4.根据权利要求1所述的一种基于多光谱传感器对高光谱传感器交叉辐射定标方法，其特征在于：步骤四中所述的“根据两幅影像的成像条件，利用6S大气辐射传输模型计算两传感器各波段的入瞳辐亮度”，是指为了在光谱模拟的环节上尽量减小误差，并考虑到大部分高光谱遥感器不提供各波段的光谱响应函数，仅提供各波段的中心波长c和半高宽FWHM的现状，采用高斯函数模拟高光谱传感器入瞳处辐亮度如下式：式中：P为波长x处的光谱响应值，c为中心波长，FWHM为半高宽，x表示遥感器的某波长；

要模拟某波段的光谱响应函数，只需中心波长和半高宽，即求得光谱响应函数的高斯模拟曲线，将该曲线以2.5nm为步长进行离散化，作为高斯模拟的光谱响应函数输入6S大气辐射传输模型，实现光谱响应函数的高斯模拟。

5.根据权利要求1所述的一种基于多光谱传感器对高光谱传感器交叉辐射定标方法，其特征在于：步骤五中所述的“根据一定规则求出各对应波段光谱匹配因子”，是指采用了中心波长最接近原则，建立一对多的高光谱传感器与多光谱传感器波段映射关系，并按照下式求得不同带宽的通道之间的匹配因子：L_H＝K*L_M

上式中，K是光谱匹配因子，它包括两个传感器对目标地物以及大气的响应差异，观测时间匹配，观测几何条件的匹配，还有因波段范围不同引起的辐亮度幅值差异的匹配，L_H和L_M分别表示利用6S大气辐射传输模型模拟得到的高光谱和多光谱传感器的入瞳处辐亮度。

6.根据权利要求1所述的一种基于多光谱传感器对高光谱传感器交叉辐射定标方法，其特征在于：步骤六中所述的“将求得的光谱匹配因子和多光谱数据求得高光谱传感器各波段的入瞳处辐亮度”，其含义说明如下：两传感器对应通道的表观辐亮度在6S大气辐射传输模型中存在着一定的差异和特定的关系，这些关系在其分别生成的遥感影像中应同样成立，故：L_h＝K*L_m L_h和L_m分别表示影像DN值对应的高光谱和多光谱传感器入瞳辐亮度。

7.根据权利要求1所述的一种基于多光谱传感器对高光谱传感器交叉辐射定标方法，其特征在于：步骤七中所述的“针对不同波段，将所有ROI在待定标的高光谱影像的DN值和作为参考的多光谱影像的辐亮度进行线性拟合，可求得高光谱传感器各波段的定标系数即增益和偏移量，从而实现多光谱传感器对高光谱传感器的交叉辐射定标”，是指为了有效降低定标系数的不确定性，采用基于区域平均值的定标系数生成法，考虑到获取的高光谱传感器原始波段增益往往是影像已去除暗电流后每个像元的增益平均值，采取与原定标系数相同的处理流程获取定标系数如下：各波段分别计算感兴趣区内像素的平均灰度值基于和传感器入瞳处辐亮度L_h进行线性拟合，得第i波段定标系数A_i：