[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

本發明涉及一種用于天繪一號衛星的多傳感器協同輻射定標方法，與現有技術相比解決了天繪一號衛星傳感器定標頻次無法滿足應用需要的缺陷。本發明包括以下步驟：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；灰度值的協同提??；入瞳輻亮度的計算；多光譜相機各通道絕對輻射定標系數的計算。本發明能夠利用非定制尺寸靶標進行天繪一號衛星的定標，提高了天繪一號衛星在軌輻射定標頻次和效率。

技術領域

本發明涉及遙感定標技術領域，具體來說是一種用于天繪一號衛星的多傳感器協同輻射定標方法。

背景技術

天繪一號是我國第一代傳輸型立體測繪衛星，目前已成功發射了01、02和03星，并實現了多星組網運行。由于具有數據獲取速度快、種類豐富可靠、無控定位精度高等特點，該衛星數據已被廣泛應用于地圖測繪、城市規劃、國土資源調查、精準農業、環境與災害監測等多個領域，在國民經濟建設發展中發揮著越來越重要的作用。

隨著遙感在各領域應用的逐步深入，遙感數據定量化已經成為遙感技術進一步發展的必然趨勢，而輻射定標將傳感器響應的DN值轉換為具有一定物理含義的表征量，使得同一衛星多時相數據及不同衛星之間的數據可綜合比對，是遙感數據定量化應用的基礎和前提。因此，天繪一號衛星一直都很重視星上傳感器的輻射定標，不僅在發射前進行了準確全面的輻射定標，而且自2010年8月發射后，連續多年在新疆等地，利用定制多灰階靶標開展了寬動態范圍在軌絕對輻射定標。

天繪一號衛星上搭載了三臺5m分辨率全色測繪相機、一臺10m分辨率多光譜相機和一臺2m分辨率全色高分辨率相機。多光譜相機可獲取藍、綠、紅和近紅外4波段多光譜圖像，對定量反演地物的物理屬性，提高地圖測制的完整性具有重要作用。然而，由于多光譜相機分辨率不高，對其進行在軌絕對輻射定標時，需要在地面布設為天繪一號衛星定制的靶標(100m×100m、4灰階)，定制靶標面積較大、準備工作較為繁瑣，人力物力成本高、效率低下，導致天繪一號衛星的定標周期限于一年只進行一次。從應用效果看，這樣的定標頻次，已難以滿足及時更新定標系數、校正載荷衰變的要求。

目前，各系列衛星使用的移動灰階靶標、國家建設的具有自動化觀測設備的固定靶標場，數量逐漸增多，但其主要用于高分辨傳感器的在軌絕對輻射定標，若用這些非定制靶標采用傳統定標方法對天繪一號多光譜相機進行定標，靶標面積較小，無法保證定標精度。因此，如何利用天繪一號衛星平臺特點及現有靶標資源實現天繪一號衛星傳感器，特別是多光譜相機的高頻次、高精度、高效率在軌絕對輻射定標已經成為急需解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中天繪一號衛星傳感器定標頻次無法滿足應用需要的缺陷，提供一種用于天繪一號衛星的多傳感器協同輻射定標方法來解決上述問題。

為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：

一種用于天繪一號衛星的多傳感器協同輻射定標方法，包括以下步驟：

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；

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；

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；

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。

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：