[发明专利]基于高光谱数据校正的内陆水体FUI水色指数提取方法

权利要求书

1.基于高光谱数据校正的内陆水体FUI水色指数提取方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、通过CIE-XYZ色度系统中三原色RGB与三刺激值XYZ之间的转换关系，计算得到内陆水体遥感影像的R，G，B波段对应的三刺激值X，Y，Z；步骤S1中，三原色RGB与三刺激值XYZ之间的转换关系如下：

X＝2.7689R(645)+1.7517G(555)+1.1302B(469)；

Y＝1.0000R(645)+4.5907G(555)+0.0601B(469)；

Z＝0.0000R(645)+0.0565G(555)+5.5943B(469)；

根据上式计算得到R，G，B波段对应的三刺激值X，Y，Z值；

S2、根据步骤S1计算得到的R，G，B波段对应的三刺激值X，Y，Z，按照下式计算得到其在二维色度空间上对应的色度坐标(x,y)：

S3、根据色度坐标计算色度角α；

在二维色度空间中，将等能白光点作为原点，计算等能白光点与步骤S2中计算得到的点(x,y)间的向量和X轴正方向之间的角度α，即α为色度角；

S4、使用高光谱数据建立误差多项式拟合公式：

S4.1、利用实测高光谱数据测量仪器获得内陆水体实测高光谱数据，使用获得的内陆水体实测高光谱数据模拟多光谱影像的R，G，B波段的反射率，并按照步骤S1-S3的方法计算得到基于实测高光谱数据模拟的多光谱影像色度角；另外，按照步骤S1-S3的方法计算和内陆水体实测高光谱数据同一时间段的内陆水体多光谱影像数据的色度角；步骤S4.1中，使用获得的内陆水体实测高光谱数据模拟多光谱影像波段R，G，B的反射率的公式如下：

式中，λ_m为所模拟的传感器通道波段，[λ_f,λ_t]为所要模拟的波段λ_m的光谱范围，f(λ)为所模拟的传感器的光谱响应函数，L_w(λ)为水面以上离水辐亮度，E_d(λ)为下行太阳光入射水面的总辐照度；

S4.2、利用内陆水体GF-5影像数据模拟出多光谱影像波段R，G，B的反射率值，并根据模拟出的多光谱影像波段R，G，B的反射率值采用步骤S1-S3的方法计算得到基于GF-5影像数据模拟的多光谱影像色度角；另外，采用步骤S1-S3的方法计算和GF-5影像数据同一时间段的内陆水体多光谱影像数据的色度角；

GF-5影像通过以下公式利用多光谱影像的光谱响应函数分别模拟多光谱影像波段R，G，B的反射率值：

式中，X_λ表示GF-5影像数据的Rrs值，g函数代表所模拟的传感器的光谱响应函数，[λ₁,λ₂]为所要模拟的波段的光谱范围；

S4.3、记基于实测高光谱数据模拟的多光谱影像色度角和基于GF-5影像数据模拟的多光谱影像色度角为α_hyper，基于其对应时间的多光谱影像计算得到的色度角为α_multi；根据公式Δ＝α_hyper-α_multi计算到所有相对应的α_multi和α_hyper之间的色度角误差Δ；对Δ和α_multi制作散点图并添加趋势线，误差多项式拟合公式即为趋势线的多项式预测；

S5、将步骤S3计算得到的色度角α代入步骤S4得到的误差多项式拟合公式中得到对应的色度角误差，在α基础上加上对应的色度角误差，即可得到校正后的色度角α’；

S6、将校正后的色度角α’对照FUI查找表，得到内陆水体的FUI水色值。