[發明專利]一種用于天繪一號衛星的多傳感器協同輻射定標方法

有效

• 申請號: 201810985721.0
• 申請日: 2018-08-21
• 公開（公告）號: CN109269641B
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 杜麗麗;易維寧;王昱;張冬英;方薇;崔文煜
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院;西安測繪研究所
• 主分類號: G01J3/28
• 分類號: G01J3/28;G01C25/00
• 代理公司: 合肥國和專利代理事務所(普通合伙) 34131
• 代理人: 張祥騫

1.一種用于天繪一號衛星的多傳感器協同輻射定標方法，其特征在于，包括以下步驟：

11)多光譜相機各通道與高分辨相機間輻亮度關系模型的建立，基于灰階靶標的光譜平坦特性及同平臺多傳感器觀測時相、幾何、視場的一致性，建立多光譜相機各通道與高分辨相機間的輻亮度關系模型；所述多光譜相機各通道與高分辨相機間輻亮度關系模型的建立包括以下步驟：

111)獲取天繪一號衛星過境灰階靶標的星地同步實驗數據，包括地面采集的灰階靶標反射率和大氣參數、衛星傳感器觀測圖像，其中，所述灰階靶標為天繪一號衛星定制靶標；

112)利用地面采集的灰階靶標光譜反射率、550nm氣溶膠光學厚度、衛星傳感器觀測幾何、太陽照明幾何、傳感器通道光譜響應函數，通過輻射傳輸計算，得到多灰階靶標到達高分辨率相機和多光譜相機各通道的入瞳輻亮度；

設太陽反射波段工作的衛星傳感器對地觀測時，大氣垂直變化和平面平行大氣的條件下，對于光學反射特性相對均勻的大面積目標，到達衛星傳感器入瞳處光譜輻亮度L_s為：

其中，E_s為大氣層外太陽光譜輻照度，μ_s為太陽天頂角余弦，T_g(μ_s,μ_v)為總的氣體吸收透過率，ρ_a(λ)為大氣內反射率，ρ(λ)為目標光譜反射率，s(λ)為大氣球面反照率，T(θ_s)為太陽到目標的總透過率，T(θ_v)為目標到傳感器的總透過率；

衛星傳感器通道接受到的入瞳等效輻亮度L_e為：

其中，λ_min、λ_max為通道光譜響應的起始波長、終止波長，S(λ)為通道的光譜響應函數；

113)根據多灰階靶標到達高分辨率相機和多光譜相機各通道的入瞳輻亮度，建立多光譜相機各通道與高分辨相機間的輻亮度關系模型，其設定如下：

當兩者的關系為線性時，求解下式的系數A_i、B_i建立兩相機入瞳輻亮度的關系模型，表達式如下：

其中，L_e,DGPi、L_e,GFB分別為灰階靶標到達多光譜相機各通道、高分辨相機的入瞳等效輻亮度；

12)灰度值的協同提取，從天繪一號衛星過境具有自動化觀測設備的固定靶標場或其他衛星的移動靶標場圖像中，協同提取高分辨相機和多光譜相機圖像中灰階靶標的灰度值；

13)入瞳輻亮度的計算，根據多光譜相機各通道與高分辨相機間的輻亮度關系模型，從高分辨相機圖像灰階靶標的灰度值，協同計算出多光譜相機各通道灰階靶標入瞳輻亮度；

14)多光譜相機各通道絕對輻射定標系數的計算，基于多光譜相機的輻射響應模型，通過回歸分析求解多光譜相機各通道絕對輻射定標系數。

2.根據權利要求1所述的一種用于天繪一號衛星的多傳感器協同輻射定標方法，其特征在于，所述灰度值的協同提取包括以下步驟：

21)獲取天繪一號衛星過境的固定或移動靶標場的圖像數據，其包括高分辨和多光譜相機相對輻射校正后的和幾何校正后的圖像；

22)從幾何校正后多光譜圖像中，定位每個灰階靶標的中心像元，確定灰度值采樣區域位置，其中靶標灰度值采樣區域在灰階靶標塊內，且距離靶標邊界大于或等于2個像元；

23)根據高分辨相機和多光譜相機分辨率關系，從幾何校正后高分辨圖像中，確定匹配一致的灰度值采樣區域位置；

24)從相對輻射校正后的高分辨和多光譜圖像中，按照確定的采樣區域位置，提取灰階靶標灰度值。