[發明專利]基于多項式擬合的高光譜輻射定標方法及系統

在審

• 申請號: 201910789025.7
• 申請日: 2019-08-26
• 公開（公告）號: CN110487406A
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發明（設計）人: 徐武健;施蕾蕾;劉龍;宮華澤;陳祺;高晨
• 申請（專利權）人: 北京麥飛科技有限公司
• 主分類號: G01J3/42
• 分類號: G01J3/42;G01J3/28;G01N21/17;G01N21/55
• 代理公司: 11603 北京晟睿智杰知識產權代理事務所(特殊普通合伙)
• 代理人: 于淼<國際申請>=<國際公布>=<進入國

1.一種基于多項式擬合的高光譜輻射定標方法，其特征在于，包括：

搭建模擬數據采集平臺，所述模擬數據采集平臺包括至少3個不同波段的光敏元件、高光譜儀和參考板，所述參考板平行于地面放置，沿垂直于地面的方向，所述高光譜儀位于所述光敏元件和所述參考板之間，所述光敏元件位于所述高光譜儀遠離地面的一側；

將所述至少3個不同波段的光敏元件的探測方向調整為朝向天空的方向，并將高光譜儀的探測方向調整為朝向所述參考板；

在同一測量時間段，利用光敏元件對下行輻射的光譜數據進行測量，得到多個第一光譜數據；同時利用高光譜儀對參考板的反射光譜數據進行測量，得到多個第二光譜數據；

選取一定量的所述第一光譜數據和所述第二光譜數據作為訓練樣本，通過多項式擬合的方式建立第一光譜數據與第二光譜數據之間的關系，根據第一光譜數據與第二光譜數據之間的關系得到體現下行輻射光譜數據與參考板反射光譜數據對應關系的系數矩陣A；

當測量被測物光譜反射率數據時：

搭建實測數據采集平臺，所述實測數據采集平臺包括至少3個不同波段的光敏元件、高光譜儀和被測物，所述被測物平行于地面放置，沿垂直于地面的方向，所述高光譜儀位于所述光敏元件和所述被測物之間，所述光敏元件位于所述高光譜儀遠離地面的一側；

在同一測量時間段，利用所述至少3個不同波段的光敏元件對當前測量條件下的下行輻射對應的光譜數據進行測量，得到多個第三光譜數據；同時利用高光譜儀對當前測量條件下被測物的反射光譜數據進行測量，得到當前測量條件下被測物的反射光譜數據；

將測量得到的所述第三光譜數據代入所述系數矩陣中，計算得到當前測量條件下的參考板反射光譜數據；

對所述被測物的反射光譜數據與所述參考板反射光譜數據進行比值運算，計算得到被測物光譜反射率Ref₁₀₂₄，其中，為高光譜儀測得的被測物反射光譜DN值，為根據光敏元件測量的光譜數據模擬得出的參考板反射光譜的DN值，Ref₀為獲取訓練樣本時采用的參考板的反射率，Ref₀為固定值。

2.根據權利要求1所述的一種基于多項式擬合的高光譜輻射定標方法，其特征在于，所述模擬數據采集平臺和所述實測數據采集平臺分別包括4個不同波段的光敏元件，分別為紅光波段光敏元件、綠光波段光敏元件、藍光波段光敏元件和全波段光敏元件；所述高光譜儀所能探測的光譜范圍為全波段；所述紅光波段對應的中心波長為620nm，所述綠光波段對應的中心波長為530nm，所述藍光波段對應的中心波長為460nm，所述全波段對應的敏感光譜范圍為330nm-840nm。

3.根據權利要求2所述的一種基于多項式擬合的高光譜輻射定標方法，其特征在于，所述高光譜儀包括1024個光譜通道，所述高光譜儀測量的參考板的反射光譜數據對應1024個波段，當采用二次多項式進行擬合時，根據光敏元件測量的光譜數據模擬得出的參考板反射光譜的DN值的計算方法為：

其中，m為光敏元件測得的DN值數據的組數，A_1024×15為所述體現下行輻射光譜數據與參考板反射光譜數據對應關系的系數矩陣，S_15×m為光敏元件數據矩陣，S_15×m是根據光敏元件測得的m組DN值數據計算得到的。