[发明专利]一种机载摆扫式高光谱数据快速几何校正方法

说明书

本发明公开了一种机载摆扫式高光谱数据快速几何校正方法，涉及高光谱数据几何校正及应用技术领域。该方法利用DEM数据在无地面控制点的情况下，实现了对机载高光谱数据的系统级几何校正，同时，采用局部匹配算法有效优化了系统级几何校正的处理效率，进一步提升了航空高光谱数据几何校正的效率和精度，而且采用本发明提供的方法，可以实现对多景航空高光谱数据进行工程化批量化处理，为工程化应用提供了解决方案。

技术领域

本发明涉及高光谱数据几何校正及应用技术领域，尤其涉及一种机载摆扫式高光谱数据快速几何校正方法。

背景技术

航空遥感具有自主性强、精度高、效率高、灵活方便等优点，成为快速获取高精度遥感数据的有效手段。随着人们对于遥感数据的需求逐渐向着高空间、高时间、高光谱的“三高”方向发展，航空高光谱方面的应用变得越来越引人关注。近年来，航空高光谱技术已逐渐深入到各领域中，并且在定量化应用方面取越来越多的成果。几何校正作为遥感数据处理的重要过程，其精度对于定量化应用效果具有决定性作用。一般来说，航空遥感的工作高度在1000-3000m左右，剧烈变化的大气气流使得航空高光谱数据获取条件十分复杂，成像过程涉及参数无法被准确估计，此外，高光谱数据量大的特点也逐渐成为几何校正效率的难点，如何高效进行几何校正并获得高精度数据产品成为高光谱数据工程化应用所面临的挑战。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机载摆扫式高光谱数据快速几何校正方法，从而解决现有技术中存在的前述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种机载摆扫式高光谱数据快速几何校正方法，包括如下步骤：

S1，从原始高光谱影像中提取高信噪比的单波段影像；

S2，利用DEM数据和GPS数据，生成系统级几何校正控制点：

S3，利用系统级几何校正控制点对所述单波段影像进行校正，得到单波段系统级几何校正影像；

S4，将高分辨率影像作为参考影像，将单波段系统级几何校正影像作为待校正影像，利用待校正影像与参考影像同名点地理信息以及S2中得到的系统级几何校正控制点，采用逆变换方式生成几何精校正控制点；

S5，利用几何精校正控制点对高光谱原始数据进行处理，得到几何校正后的高光谱影像。

优选地，S2包括如下步骤：

S201，按照如下公式计算传感器在高度H条件下的扫描向量

其中，为初始坐标系下扫描向量，为机体坐标系下扫描向量，R、P、H分别代表翻滚角ω、俯仰角偏航角κ的变换矩阵，上式中各项展开后变形为：

其中，s为扫描方向，θ为扫描向量与星下点方向夹角；

S202，按照如下公式计算传感器扫描行中各个像元的真实扫描向量

其中，h为传感器相对地面的高度值；

S203，根据DEM数据和传感器GPS数据，计算得到任一DEM像元点对于传感器的扫描向量

S204，按照如下公式寻找与最接近的扫描向量得到传感器扫描像元对应DEM像元的真实坐标信息：

S205，按照S204的方法遍历所有的像元，得到原始影像的地理查找表，获得系统级几何校正控制点。

优选地，S204采用如下原理的基于滑框的局部匹配优化的方法进行处理：