[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

本申請公開了一種基于多項式擬合的高光譜輻射定標方法及系統，涉及高光譜輻射定標技術領域，方法包括：搭建模擬數據采集平臺，選取模擬數據采集平臺測得的訓練樣本，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；在實際測量被測物的反射率時，通過光敏元件和高光譜儀測量得到的數據，結合系數矩陣A和被測物光譜反射率計算公式，即可計算得到被測物光譜反射率。實測被測物反射率過程中無需攜帶參考板并對參考板進行測量，既有利于簡化近地或低空高光譜遙感測量流程，又有利于降低測量誤差，提升測量精度。

技術領域

本申請涉及高光譜輻射定標技術領域，具體地說，涉及一種基于多項式擬合的高光譜輻射定標方法及系統。

背景技術

二十一世紀以來，地球自然災害頻發，例如全球變暖、地震、海嘯等。空間遙感技術可以對地球環境、資源分布等進行精確的測量。遙感數據的精度直接決定了人們對地球環境的認知程度。精確的輻射定標可以保證遙感數據對地球環境預測的準確性。

高光譜遙感技術可應用于對光譜反射率的計算領域。高光譜遙感在計算光譜反射率的過程中需要對下行輻射強度進行測量，傳統的技術實現方法之一是采用反射率已知的參考板，包括白板、灰板等，對參考板的反射光譜進行直接測量，結合參考板和待測物的測量數據，得到待測物的反射率。此類方法的缺點是當需要測量待測物的反射率時，需要一直攜帶參考板，測量參考板的反射光譜，增加操作復雜度，并且不能保證參考板與目標待測物接受的下行輻射一致，尤其是復雜天氣條件下，下行輻射變化很快，容易導致反射率測量誤差。

發明內容

有鑒于此，本申請提供一種基于多項式擬合的高光譜輻射定標方法及系統，既有利于簡化近地或低空高光譜遙感測量流程，又有利于降低測量誤差，提升測量精度。

為了解決上述技術問題，本申請有如下技術方案：

第一方面，本申請提供一種基于多項式擬合的高光譜輻射定標方法，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；