[发明专利]一种多频微波辐射计的数据处理与成像方法

说明书

技术领域

本发明涉及数据处理方法，尤其涉及一种用于多频微波辐射计的数据处理与实时成像方法。

背景技术

随着遥感技术的深入发展和广泛应用，微波遥感已经成为世界各国重点研究发展的领域。微波辐射计作为被动微波遥感仪器，通过接收地物自身的微波辐射获取地物特征信息，它全天时、全天候的观测能力以及具有穿透云层和一定程度上穿透雨区的特点，使它在遥感领域占有特别重要的地位；同时，微波辐射计可以多频段、多极化、多视角的获取目标信息，已经发展成为对地观测、大气、海洋环境监测以及空间探测的重要手段。

遥感图像中每个像元的亮度值代表的是该像元中地物的平均辐射值，它是随地物的成分、纹理、状态、表面特征及所使用的电磁波段的不同而变化的，这种随上述因素变化的特征称为地物的波谱特征。图像的亮度值是经过量化了的辐射值，是一种相对的量度。不同地物之间的亮度值差异以及同一地物在不同波段上的亮度值差异构成了地物的波谱信息。不同的电磁波段可以反映不同的地物特征。

在遥感图像中，往往许多波段图像并非可见光而是红外、紫外或者微波，而显示设备为人眼所观察，又必须是可见光。因此用可见光彩色来代表其波段图像的内容，所得彩色图像就不是实际肉眼所见的自然色。可见光彩色使图像比单波段黑白图像丰富，这在遥感图像显示中经常采用。

采用天线主波束扫描可以对所感兴趣的场景实现辐射测量成像，对于一个运动的平台，若在垂直于航迹的方向上扫描就足以产生一幅图像。在微波辐射测量中，机械扫描和电扫描(控制波束)是两种主要扫描方式。机械扫描时，由于天线系统的辐射测量孔径的机械旋转或在角度上的摆动而改变天线波束的指向。

如图1所示的扫描方式，天线波束在近似垂直于运动方向的平面内扫描，入射角变化于下视波束的θ＝0°和扫描线端点的θ＝θ_x之间。此外，瞬时视场的形状由下视方向的圆形(当天线的主波束为圆形截面时)变为长轴位于y方向的椭圆。天线每扫描一行，地面上扫出一行的圆周足迹，下位机辐射计负责采集数据，并通过数据通讯与上位计算机进行指令的交互传递。上位计算机负责对数据的处理及显示，使用户能够及时看到辐射计的采集结果，从而对扫描参数实时作出响应。但是，现有技术对微波辐射计采集的数据只能单通道以数值曲线的方式进行一维显示，显示信息不全面，图像显示不直观。

发明内容

为了解决现有技术对微波辐射计采集的数据只能单通道以数值曲线的方式进行一维显示，不如彩色图像的二维显示信息全面、图像直观的技术问题，本发明提供一种多频微波辐射计的数据处理与成像方法，该方法逻辑简单、易操作，数据处理实时性强，直观、稳定，更适合人眼分辨，用户可以及时且方便地看到多频段、多极化的辐射计数据，并根据数据结果对多频微波辐射计的扫描区域、扫描速度等实时作出调整。

本发明解决技术问题所采取的技术方案如下：

一种多频微波辐射计的数据处理与成像方法，包括以下步骤：

步骤一、设置数据采样的通道个数，将多频微波辐射计采集的数据按其不同频率和极化特征对应不同的通道；设置每个通道内待传输数据的数据帧格式，包括帧头、帧尾、每帧数据长度、每个数据所占字节数N，每个通道对应一个数据绘图窗口；

步骤二、根据用户的显示需求，为步骤一中所述的每个数据绘图窗口设置每行存储数据的个数，并根据辐射计标定结果，设置每个通道的标定参数；

步骤三、将步骤一所述的每个数据绘图窗口均分成若干个矩形区域，每个矩形区域的宽度由数据绘图窗口的宽度和步骤二设置的每行数据个数计算得到，每个矩形区域的高度由数据绘图窗口的高度分割成80等份计算得到；

步骤四、多频微波辐射计采用锯齿形扫描方式采集目标扫描区域的数据，并将采集到的数据缓存在缓冲区；

步骤五、从步骤四所述的缓冲区内读取一帧数据，将多频微波辐射计采集的数据由VARIANT型变量转换为ColeSafeArray型变量，得到有效数据长度后，将该数据转换为BYTE型数组，定义一个原始数据存档文件指针，并将该帧数据转换为BYTE型数组的原始数据保存到原始数据存档文件中；当该帧数据存储完成后，关闭指向文件的指针；

步骤六、以步骤一所述的数据帧格式为标准，核对步骤五得到的一帧BYTE型数组的数据长度与步骤一所述的多个通道中数据的数据长度是否存在匹配；若不存在匹配，则重新执行步骤五；若存在匹配，则继续执行步骤七；