[发明专利]一种高光谱激光雷达植被叶片入射角效应校正的方法

权利要求书

1.一种高光谱激光雷达植被叶片入射角效应校正的方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1、使用高光谱激光雷达测量被测植被叶片样本在不同波长和不同入射角下的回波强度数据；

步骤2、对于高光谱激光雷达，在同时考虑波长和入射角对漫反射比例因子和表面粗糙度影响的前提下，对原始入射角效应公式进行修正，修正后的入射角效应公式表示为：

其中，I_l,λ(α)为高光谱激光雷达在某一波长λ和入射角α下叶片后向散射回波强度；I_l,_λ(0)是叶片在某一波长λ和法线方向的后向散射回波强度；k_d,λ(α)和m_λ(α)分别为同时考虑了波长和入射角影响下的漫反射比例因子和表面粗糙度；

步骤3、针对某一波长和入射角下所有叶片样本测得的回波强度数据，采用最小二乘法计算得到步骤2修正后的入射角效应公式中的漫反射比例因子k_d,λ(α)和表面粗糙度m_λ(α)；

步骤4、采用步骤3的方式，依次迭代计算所有波长和入射角下的漫反射比例因子和表面粗糙度参数，从而构建相应的查找表；

步骤5、根据步骤2修正后的入射角效应公式，建立修正后的高光谱激光雷达植被叶片入射角效应校正公式，具体如下：

其中，I_l,λ,cor(α)为植被叶片样本在波长λ和入射角α下校正后的回波强度；

步骤6、基于步骤4构建的查找表和步骤5建立的入射角效应校正公式，对其他波长和入射角下的植被叶片的回波强度进行校正，并得到校正后的回波强度。

2.根据权利要求1所述高光谱激光雷达植被叶片入射角效应校正的方法，其特征在于，在步骤1中，入射角的设置方式为：

高光谱激光雷达的激光入射方向固定，每次实验转动被测植被叶片样本所依托的罗盘，使被测植被叶片样本的法线和激光入射方向的夹角改变；

其中，激光入射角设置为0°-70°；步长为10°；波长范围为540nm-840nm。

3.根据权利要求1所述高光谱激光雷达植被叶片入射角效应校正的方法，其特征在于，在步骤3中，具体是根据步骤1中获取的回波强度数据和步骤2中修正后的入射角效应公式，在I_l,λ(α)和I_l,λ(0)均已知的前提下，通过最小二乘法估算出叶片样本在某一波长λ和入射角α下的漫反射比例因子k_d,λ(α)和表面粗糙度m_λ(α)。

4.根据权利要求1所述高光谱激光雷达植被叶片入射角效应校正的方法，其特征在于，在步骤4中，具体是采用步骤3的方式，依次迭代计算高光谱激光雷达所有波长和实验设置的所有入射角下叶片样本的漫反射比例因子k_d,λ(α)和表面粗糙度m_λ(α)，并建立波长λ、入射角α、漫反射比例因子k_d,λ(α)和表面粗糙度m_λ(α)的查找表。

5.根据权利要求1所述高光谱激光雷达植被叶片入射角效应校正的方法，其特征在于，所述步骤6的过程具体为：

首先根据步骤4构建的查找表，对其他波长和入射角下的回波强度采用反距离加权法估算对应的漫反射比例因子k_d,λ(α)和表面粗糙度m_λ(α)；其中，所述反距离加权法中的距离是指待估算波段波长与所述查找表中对应相邻两个波段波长差的绝对值；

再将估算出的漫反射比例因子k_d,λ(α)和表面粗糙度m_λ(α)代入步骤5建立的入射角效应校正公式中，得到植被叶片样本在波长λ和入射角α下校正后的回波强度。