[发明专利]高光谱遥感器飞行中基于太阳和大气特征谱线的光谱定标方法

摘要

本发明公开了一种高光谱遥感器飞行中光谱定标方法，该光谱定标方法在高光谱遥感器飞行中正常工作状态下，以太阳夫琅禾费线和大气特征吸收线为标准参照光谱，通过等效光谱反射率ρ*(λ)与经过低通滤波的等效光谱反射率的匹配实现中心波长偏移量和光谱带宽的确定。本发明的光谱定标过程不依赖地物光谱反射率的测量，减小了遥感器辐射定标不确定度带来的影响；本发明的光谱定标算法通过查找表的方法实现，提高了程序的执行效率；本发明光谱定标方法可实现机载或星载高光谱遥感器飞行中以及野外地物光谱辐射计小于0.2nm的光谱定标，在高光谱遥感中有重要的意义。

主权项

1.高光谱遥感器飞行中基于太阳和大气特征谱线的光谱定标方法，其特征在于，具体步骤如下：遥感器入瞳处的辐亮度主要由大气程辐射、目标反射、周围背景辐射三部分综合作用组成；遥感器入瞳的辐亮度L_TOA(λ)用公式可表示为：LTOA(λ)=L0(λ)+La-g(λ)+Eg(λ)πρ(λ)T↑(λ)---(1)]]>其中，L₀(λ) 是大气程辐射产生的光谱辐亮度E_g(λ) 是太阳入射在地球上的总辐射，ρ(λ) 是地物的光谱反射率，T_↑(λ) 是遥感器-目标路径透过率，L_a-g(λ)是周围背景辐射产生的光谱辐亮度；因此，地物反射率表示为：ρ(λ)=LTOA(λ)·πEg(λ)·T↑(λ)-(L0(λ)+La-g(λ))·πEg(λ)·T↑(λ)---(2)]]>令ρ*(λ)=LTOA(λ)·πEg(λ)·T↑(λ)]]>，ρatm(λ)=(L0(λ)+La-g(λ))·πEg(λ)·T↑(λ)]]>；因此，2式可表示为：ρ(λ)=ρ*(λ)-ρatm(λ)---(3)]]>其中，ρ^atm(λ)仅与大气状况和周围环境有关，与遥感器特性无关，因此在光谱定标优化计算中不考虑此项；当遥感器的中心波长或带宽发生变化时，ρ^*(λ)在大气吸收波段产生锐利的凸起和凹陷；光谱定标优化算法的目标函数为：χ2(δ1,δ2)=Σi=n1n2[ρi*(δ1,δ2)-ρismooth]2---(4)]]>ρismooth=1NΣj=i-2i+2ρj(δ1,δ2)---(5)]]>其中，是第i个波段经过低通滤波后的ρ^*(λ)，δ₁δ₂分别是中心波长和光谱带宽的偏移量，n₁，n₂是选取的气体吸收波段附近的光谱波段号；光谱定标的优化计算采用查找表（HITRAN数据库）的方法，分别在中心波长偏移和光谱带宽变化范围内查找使得（4）式取得最小值，确定了中心波长偏移量和光谱带宽。