[發明專利]一種可見光遙感圖像反射率獲取方法

有效

• 申請號: 201910370509.8
• 申請日: 2019-05-06
• 公開（公告）號: CN110096668B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發明（設計）人: 吳榮華;孫凌;蔣慶;吳鵬;張鵬
• 申請（專利權）人: 國家衛星氣象中心;吳榮華
• 主分類號: G06F17/10
• 分類號: G06F17/10
• 代理公司: 北京力量專利代理事務所(特殊普通合伙) 11504
• 代理人: 王鴻遠

本發明涉及一種可見光遙感圖像反射率獲取方法，該方法包括：接收可見光譜段對地觀測通道的預定天數內全部冷空視場觀測計數值；從該預定天數內全部冷空視場觀測計數值提取最小冷空視場觀測計數值，該最小冷空視場觀測計數值為暗電流計數值；根據暗電流計數值計算可見光遙感圖像反射率。本發明的可見光遙感圖像反射率獲取方法從該預定天數內全部冷空視場觀測計數值提取最小冷空視場觀測計數值作為暗電流計數值，使得暗電流計數值更準確、更穩定、具有更強的抗干擾性。

技術領域

本發明涉及領域，尤其涉及一種可見光遙感圖像反射率獲取方法。

背景技術

衛星觀測輻射產品，必須經過輻射定標等數據預處理過程，輻射定標就是將數字信號轉換回能量信息的過程。可見近紅外譜段成像儀的原始對地觀測計數值(DigitalNumber，DN)，一般基于輻射定標公式，轉化為反射率或輻亮度，進入后續的定量反演流程。

一般采用如下線性輻射定標公式對觀測計數值進行處理：

ρ＝k(DN-DC)

其中，ρ為像元反射率，單位為1％，k為輻射定標系數，DN為觀測計數值，DC(DarkCurrent)為暗電流計數值。這其中，k和DC是輻射定標的重要參數，是統計獨立的兩個變量。暗電流計數值是沒有入射能量時，探測器的本底輸出。

目前，研究和估算定標系數的技術方法較多，但是目前，在實時業務系統中，暗電流計數值的獲取一般通過以下兩種方案：

方案一

采用固定數值。這主要是考慮到兩方面的原因：一方面，利用輻射定標場以及交叉定標等多種方法實現在軌的業務輻射定標，推導出平均狀態下的斜率和暗電流計數值。作為輻射定標參數之一，暗電流計數值約每年更新一次；另一方面，由于可見光譜段使用硅探測器實現探測。硅探測器被廣泛地認為本底輸出值穩定，變化微弱，因此采取固定暗電流計數值的方法。

該方案采用固定的暗電流計數值(DC_constant)，在對地觀測數據中移除，如下式

ρ₁＝k(DN-DC_constant)

其中，ρ₁為方案一的像元反射率，單位為1％，k為輻射定標系數，DN為觀測計數值，DC_constant為固定的暗電流計數值。

方案二

采用與對地觀測同步測量得到的冷空觀測計數值。對于氣象衛星成像儀，每個對地成像周期，均會采集冷空視場觀測值。由于冷空視場指向深空宇宙空間，因此冷空觀測計數值作為儀器無能量入射狀態下的暗電流計數值，用于反射率計算。冷空計數值的采集時間與對地觀測數據采集時間相差小于1秒。

該方案，利用與對地觀測同步獲取的實時冷空計數值(DC_real)作為暗電流計數值，每幀的對地觀測數據均減去該幀對應實時值DC_real，如下式：

ρ₂＝k(DN-DC_real)

然而，方案一中暗電流計數值采用固定值，有以下缺點：

遙感器自身狀態是隨時間變化的，如果不訂正這些波動或者每年隨定標斜率同步更新一到兩次，那么在進行氣候研究中，暗電流計數值不準確，計算結果將不可避免地包含了儀器自身的變化信息，干擾氣候變化的正常研究判斷。

然而，方案二中暗電流計數值采用實時采集的數值，有以下缺點：

實時冷空觀測計數值與對地觀測同步，隨空間時間不斷變化。暗電流自身隨探測器原件和電子學系統對溫度波動而產生的變化；來自地球及其他器件反射的雜散光進入到冷空視場而產生的波動。暗電流計數值不準確，導致對地觀測反射率計算結果引入存在空間分布的隨機誤差。