[發(fā)明專利]一種衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的輻射糾正方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810219842.0
• 申請日: 2008-12-11
• 公開（公告）號: CN101493525A
• 公開（公告）日: 2009-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄧孺孺
• 申請（專利權(quán)）人: 中山大學(xué)
• 主分類號: G01S17/89
• 分類號: G01S17/89;G01S7/48
• 代理公司: 廣州新諾專利商標事務(wù)所有限公司
• 代理人: 羅毅萍;王璽建

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于衛(wèi)星遙感技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的輻射糾正方法。

背景技術(shù)

遙感衛(wèi)星發(fā)射上天后，由于溫度、壓力等環(huán)境因素發(fā)生了改變等原因，傳感器的響應(yīng)函數(shù)發(fā)行變化，造成了衛(wèi)星遙感得到的輻射值與實際輻射值之間的誤差。目前解決該問題的方法有兩個，一是在衛(wèi)星上測量太陽直射光和標準光源作為定標參數(shù)來對遙感數(shù)據(jù)進行輻射糾正。二是通過在地面與衛(wèi)星同步測量地物光譜，然后根據(jù)測得的地物光譜對遙感數(shù)據(jù)進行輻射糾正。但由于多種原因，星上標準燈的輻射能量不可避免地存在一定的波動，造成輻射糾正后仍然存在一定誤差。上述地面定標方法由于大氣氣溶膠的變化，也存在明顯的誤差。目前，國外衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)原始數(shù)據(jù)提供的定標參數(shù)進行輻射糾正后，反射率誤差仍達1％～2％；國產(chǎn)衛(wèi)星的輻射誤差更達2％～4％。該誤差對水質(zhì)遙感等方面的定量計算產(chǎn)生了極嚴重的影響，成為水質(zhì)定量遙感的一大障礙。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于通過利用大氣影響較小，而且影響作用穩(wěn)定的山區(qū)陰影和/或清潔水體光譜進行輻射糾正，可以將衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的輻射精度提高一個數(shù)量級以上，且該種輻射糾正方法可適用于任何光學(xué)傳感器。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案：一種衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的輻射糾正方法，所述輻射糾正方法是以山區(qū)陰影和/或清潔水體光譜對原始圖像進行輻射糾正。

上述輻射糾正方法包括以下步驟：

(1)通過衛(wèi)星測量并計算獲得山區(qū)陰影和/或清潔水體的像元輻亮度；

(2)計算獲得山區(qū)陰影和/或清潔水體的定標參數(shù)；

(3)以山區(qū)陰影和/或清潔水體的定標參數(shù)對原始圖像輻亮度進行輻射糾正。

上述步驟(1)中的山區(qū)陰影的像元輻亮度L_s的計算公式為：L_s＝L_g+L_p+L_e，式中：L_g，L_p和L_e分別為地面反射對天空光的反射、大氣的路徑散射輻亮度和周圍環(huán)境反射光。

上述步驟(1)中的清潔水體的像元輻亮度L_w的計算公式為：L_w＝L′_w+L_p+L_g+L_sky，式中：L′_w，L_p分別為水體的反射光和大氣的路徑散射輻亮度，L_g為水面太陽耀光，L_sky如為水面對天空光的鏡面反射輻亮度。

上述步驟(2)中的山區(qū)陰影的定標參數(shù)b_λ的計算公式為：b_λ＝L_sλ-L_λ，式中：L_sλ為相應(yīng)波段的山區(qū)陰影的像元輻亮度，L_λ為原始圖像輻亮度。

上述步驟(2)中的清潔水體的定標參數(shù)b_λ的計算公式為：b_λ＝L_wλ-L_λ，式中：L_wλ為相應(yīng)波段的清潔水體的像元輻亮度，L_λ為原始圖像輻亮度。

上述山區(qū)陰影和/或清潔水體的定標參數(shù)的誤差≤0.2％。

本發(fā)明所述衛(wèi)星數(shù)據(jù)的輻射糾正方法可以將衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的輻射精度提高一個數(shù)量級以上，而且該種輻射糾正方法可適用于任何光學(xué)傳感器。試驗結(jié)果表明該方法具有較高的精度，達到實用化的要求。

附圖說明

圖1是珠江三角洲地區(qū)的原始中巴衛(wèi)星的圖像；

圖2是經(jīng)過本發(fā)明輻射糾正后的珠江三角洲地區(qū)的中巴衛(wèi)星的圖像。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)作進一步的描述。

1.方法的原理

1.1山區(qū)陰影與清潔水體光譜特點

1.1.1山區(qū)陰影的光譜特點

大氣層中，正常大氣分子的成分是穩(wěn)定的，但其濃度隨高程增加而呈負指數(shù)減小，其散射性質(zhì)為瑞利散射。與正常大氣分子相似，氣溶膠數(shù)濃度也隨高程增加而呈負指數(shù)減小，而且隨高度而減小的速度更快。據(jù)我們測量結(jié)果，一般地區(qū)600米以上，氣溶膠的濃度就極低，且主要為水平分布穩(wěn)定的背景氣溶膠，其散射性質(zhì)也為瑞利散射。在山區(qū)陰影中，森林陰影是遙感圖像上最常見的陰影區(qū)。陰影區(qū)太陽直射光為0，像元的輻亮度為：