[发明专利]图谱关联系统光谱偏置外场的自适应校正方法及系统

说明书

本发明公开了一种图谱关联系统光谱偏置外场的自适应校正方法及系统，属于光谱学与遥感的交叉技术领域，包括：第一阶段：将整个测量谱段划分为若干谱段，在每一个谱段内利用光谱传感器采集黑体数据并去噪，计算得出多组系统辐射偏置与系统响应函数，从而求得该谱段内系统辐射偏置随温度变化的变化模型，获得各个谱段内的变化模型后，综合得到整个测量谱段内系统辐射偏置随温度变化的变化模型b(λ″)；第二阶段：在任一测量时刻，获得外场条件下的实时温度t，代入变化模型b(λ″)后，得到光系统辐射偏置b_t(λ″)，从而实现对光谱传感器的系统辐射偏置的自适应校正。本发明能够自适应环境温度的变化以及光谱传感器响应的非均匀性，提高图谱关联系统的测谱准确度。

技术领域

本发明属于光谱学与遥感的交叉技术领域，更具体地，涉及一种图谱关联系统光谱偏置外场的自适应校正方法及系统。

背景技术

多光谱技术是根据被测对象的光谱响应与波长之间的关系来区分被测对象类型的方法。其中被测对象的辐射亮度(辐射强度)与波长之间的关系在被测对象的辐射特性研究中是最基本的描述，估计被测对象的辐射特性需要在实验室内通过黑体定标求得光谱传感器的系统辐射偏置与系统响应函数，并根据系统辐射偏置与系统响应函数将系统内部影响去除后可以得到被测对象的辐射特性。

现有的系统辐射偏置与系统响应函数计算方法存在以下几个问题：(1)常用计算方法为两点校正法，但由于在室外条件下，观测设备中光谱传感器会受到环境温度影响，因而无法使用实验室内条件下测量计算得到的系统辐射偏置，也即是说，现有的校正方法缺乏适应环境温度变化的能力。(2)光谱探测型设备(图谱关联系统)的光谱传感器具有光谱响应的非均匀性，且其非均匀性在外场随环境温度非线性变化，其系统辐射偏置的非线性变化影响了探测设备的测谱准确度。

总的来说，由于外场环境温度对光谱传感器的系统辐射偏置的不利影响，以及光谱传感器响应的非均匀性，直接将实验室内获得的系统辐射偏置校正的参数用于外场测量误差很大；在外场创造恒温条件进行测量，能够在一定程度上保证外场测量的准确度，但是，因为外场恒温条件成本高昂，且恒温装置体积庞大，适用性不高。因此必须发明在外场条件下的校正方法。

发明内容

针对现有技术的缺陷和改进需求，本发明提供了一种图谱关联系统光谱偏置外场的自适应校正方法及系统，其目的在于，预测光谱传感器在不同温度条件下的系统辐射偏置，以自适应环境温度的变化，同时对系统辐射偏置随温度变化的变化模型进行分波段修正，以应对光谱传感器响应的非均匀性，最终提高图谱关联系统的测谱准确度。

为实现上述目的，按照本发明的第一方面，提供了一种图谱关联系统光谱偏置外场的自适应校正方法，包括：第一阶段和第二阶段；

第一阶段包括：

将整个测量谱段划分为若干谱段，获得各个谱段内图谱关联系统中光谱传感器的系统辐射偏置随温度变化的变化模型后，综合得到整个测量谱段内系统辐射偏置随温度变化的变化模型b(λ″)；

第二阶段包括：

在任一测量时刻，获得外场条件下的实时温度t，代入变化模型b(λ″)后，得到光谱传感器实际的系统辐射偏置b_t(λ″)，从而实现对光谱传感器的系统辐射偏置的自适应校正。

在本发明在第一阶段，将整个测量谱段划分为若干谱段后，在划分得到的谱段内分别获得光谱传感器的系统辐射偏置随温度变化的变化模型，从而在本发明的第二阶段，根据外场的实时温度获取到的系统辐射偏置能够自适应外场温度的变化以及光谱传感器光谱响应的非均匀性，因此，本发明所获取到的系统辐射偏置与真实值更为接近，有利于提高图谱关联系统的测谱准确度。

本发明无需依赖于外场的恒温条件和恒温装置，能够更好地将实验室内定标数据外推至室外条件。