[發(fā)明專利]無人機快拍式高光譜遙感系統及一致性輻射校正方法

在審

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• 申請日: 2017-04-21
• 公開（公告）號: CN107402069A
• 公開（公告）日: 2017-11-28
• 發(fā)明（設計）人: 何勇;殷文鑫;岑海燕;劉飛;萬亮
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01J3/28
• 分類號: G01J3/28;H04N5/232
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司33224
• 代理人: 何彬

1.一種無人機快拍式高光譜遙感系統，包括無人機、一致性輻射校正子系統及搭載在所述無人機上的自穩(wěn)云臺與高光譜圖像采集裝置；

其特征在于：

所述高光譜圖像采集裝置包括搭載在所述自穩(wěn)云臺上的快拍式全幅成像高光譜相機；

所述一致性輻射校正子系統包括輻射校正靶標及搭載在所述無人機上的照度計與GPS。

2.根據權利要求1所述的無人機快拍式高光譜遙感系統，其特征在于：

所述快拍式全幅成像高光譜相機包括圖像傳感器、濾光片及鏡頭，所述濾光片以像素為單位地鑲嵌在所述圖像傳感器上。

3.根據權利要求2所述的無人機快拍式高光譜遙感系統，其特征在于：

所述圖像傳感器包括由25個像素點構成5×5陣列式的像素點單元，所述像素點單元中像素點上所鑲嵌的濾光片的波段均不同。

4.根據權利要求1所述的無人機快拍式高光譜遙感系統，其特征在于：

所述輻射校正靶標包括基板及涂布在所述基板上的白色底漆層與涂布在所述白色底漆層上的漫反射面漆層；

所述輻射校正靶標的數量為四塊，第一塊上漫反射面漆層為黑面漆層且其反射率為10％，第二塊上的漫反射面漆層為深灰面漆層且其反射率為30％，第三塊上的漫反射面漆層為灰面漆層且其反射率為50％，第四塊上的漫反射面漆層為淺灰面漆層且其反射率為65％。

5.根據權利要求1至4任一項權利要求所述的無人機快拍式高光譜遙感系統，其特征在于：

所述自穩(wěn)云臺包括安裝座、陀螺儀傳感器及驅動所述快拍式全幅成像高光譜相機分別繞三個相互正交的軸轉動的致動單元；

所述安裝座與所述無人機固定連接，所述致動單元固設在所述安裝座上，所述陀螺儀傳感器與所述快拍式全幅成像高光譜相機同步運動地固設在所述致動單元上。

6.一種高光譜遙感圖像的一致性輻射校正方法，包括以下步驟：

用地面光譜儀采集平整鋪設在預遙感拍攝地面區(qū)域上的輻射校正靶標的反射率，并測得當時的輻照度；

根據GPS采集無人機在飛行過程中的位置信息及預定飛行計劃，高光譜相機拍攝高光譜遙感圖像；

將高光譜相機拍攝的高光譜遙感圖像、照度計采集的光照度信息及GPS采集的位置信息進行編號并匹配存儲；

獲得整塊所述預遙感拍攝地面區(qū)域的高光譜遙感圖像后，以包含有所述輻射校正靶標的圖像作為初始基準圖像，依據航線信息及圖像編號，對初始基準圖像的相鄰圖像進行輻射一致性校正；

以經輻射一致性校正后的圖像為基準圖像，對相鄰圖像進行輻射一致性校正。

7.根據權利要求6所述的一致性輻射校正方法，其特征在于，對相鄰圖像進行輻射一致性校正的步驟包括：

利用圖像匹配算法提取相鄰像對重疊區(qū)域的特征點并匹配出同名點作為統計樣本，根據相鄰像對同名點的DN值建立線性校正模型；

若待校正圖像與基準圖像同名點DN值在同一波段上的均方誤差大于預設閾值，則對該待校正圖像使用線性校正模型進行校正。

8.根據權利要求6所述的一致性輻射校正方法，其特征在于，對圖像進行一致性校正的步驟包括：

根據初始基準圖像上的已知反射率和DN值，按線性公式計算輻射校正參數。

9.根據權利要求8所述的一致性輻射校正方法，其特征在于，輻射校正參數的計算公式為：

Ref＝k×DN+b；

其中，Ref為地物反射率，DN為相應的高光譜遙感圖像的DN值，k為線性方程斜率參數，b為線性回歸截距參數；

在初始基準圖像中，Ref為輻射校正靶標的反射率，DN為經過照度計的光照補償后高光譜遙感圖像中輻射校正靶標的DN值。

10.根據權利要求6所述的一致性輻射校正方法，其特征在于，對圖像進行一致性校正的步驟包括：

利用輻射校正參數將所有高光譜遙感圖像的經校正的DN值轉化為反射率。