[发明专利]一种亚米级卫星真彩色影像合成方法、系统及设备

权利要求书

1.一种亚米级卫星真彩色影像合成方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1输入亚米级卫星影像和对应的影像元数据，所述亚米级卫星影像为亚米级卫星全色波段与多光谱波段融合后的整型位深编码影像，所述影像元数据包括卫星传感器光谱响应函数，影像成像时记录的太阳高度角、日地距离、太阳辐照度以及辐射定标增益和偏移；

S2输入滑动窗口大小和滑动步长分块读取亚米级卫星影像，所述滑动窗口为正方形，滑动窗口大小为正方形的边长，滑动窗口大小和滑动步长单位为像素个数；

S3按如下公式计算S2中滑动窗口内亚米级卫星影像的大气顶反射率ρ_λ，其按照如下公式进行计算：

于公式(1)中，其中d为天文单位的日地距离，E_λ代表单位为W/(m2*μm)的太阳辐照度，θ为弧度制的太阳高度角，gain为射定标增益，DN为亚米级卫星影像的像元亮度值，offset为辐射定标偏移；

S4计算红、绿、蓝三波段相对大气瑞利散射比例；

S5输入亚米级卫星影像的红波段大气瑞利散射反射率r₀，根据S4得到的相对大气瑞利散射比例分别计算亚米级卫星影像的绿、蓝波段大气瑞利散射反射率；

S6根据S5计算的大气瑞利散射反射率，对S3滑动窗口内亚米级卫星影像的大气顶反射率进行修正；

S7输入映射参数，将S6修正后的红、绿、蓝三波段大气顶反射率映射为非线性sRGB值。

2.根据权利要求1所述的一种亚米级卫星真彩色影像合成方法，其特征在于，所述S4具体按照以下方法实施：

S41按照如下公式计算红、绿、蓝三波段大气瑞利散射因子：

于公式(1)中，C_r为红波段的瑞利散射因子，C_g为绿波段的瑞利散射因子，C_b为蓝波段的瑞利散射因子，λ代表单位为μm的波长，S_r(λ)为红波段的归一化光谱响应函数，S_g(λ)为绿波段的归一化光谱响应函数，S_b(λ)为绿波段的归一化光谱响应函数；

S42以S41计算的红波段大气瑞利散射因子为单位，按如下公式计算绿、蓝波段的相对瑞利散射比例：

于公式(2)中，R_c为红波段相对瑞利散射比例，G_c为绿波段相对瑞利散射比例，B_c为蓝波段相对瑞利散射比例。

3.根据权利要求2所述的一种亚米级卫星真彩色影像合成方法，其特征在于，所述S5中红波段大气瑞利散射反射率r₀按如下任一方法获得：

对S3中计算得到的大气顶反射率进行统计，求解红光波段大气顶反射率的最小值作为输入的r₀；

对融合前的整景多光谱卫星影像进行辐射定标，得到整景多光谱大气顶反射率，统计红光波段大气顶反射率的最小值作为输入的r₀。

4.根据权利要求3所述的一种亚米级卫星真彩色影像合成方法，其特征在于，所述S6中，按如下公式修正大气顶反射率：

于公式(3)中，其中ρ_r'、ρ_g'、ρ_b'分别为修正后红、绿、蓝三波段的大气顶反射率，ρ_r、ρ_g、ρ_b分别为S3中修正前红、绿、蓝三波段的大气顶反射率。

5.根据权利要求4所述的一种亚米级卫星真彩色影像合成方法，其特征在于，所述S7中映射参数包括：饱和度sat、最大映射值maxp和最小映射值minp，所述映射计算如下：

所述映射计算还包括对计算结果进行向下取值处理，还包括对计算结果进行裁剪处理，所述裁剪处理为将计算结果中小于0的结果赋值为0，大于255的结果赋值为255。