[發(fā)明專(zhuān)利]基于多項(xiàng)式擬合的高光譜輻射定標(biāo)方法及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910789025.7
• 申請(qǐng)日: 2019-08-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110487406A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-11-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐武健;施蕾蕾;劉龍;宮華澤;陳祺;高晨
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京麥飛科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01J3/42
• 分類(lèi)號(hào): G01J3/42;G01J3/28;G01N21/17;G01N21/55
• 代理公司: 11603 北京晟睿智杰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)
• 代理人: 于淼<國(guó)際申請(qǐng)>=<國(guó)際公布>=<進(jìn)入國(guó)

本申請(qǐng)公開(kāi)了一種基于多項(xiàng)式擬合的高光譜輻射定標(biāo)方法及系統(tǒng)，涉及高光譜輻射定標(biāo)技術(shù)領(lǐng)域，方法包括：搭建模擬數(shù)據(jù)采集平臺(tái)，選取模擬數(shù)據(jù)采集平臺(tái)測(cè)得的訓(xùn)練樣本，通過(guò)多項(xiàng)式擬合的方式建立第一光譜數(shù)據(jù)與第二光譜數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，根據(jù)第一光譜數(shù)據(jù)與第二光譜數(shù)據(jù)之間的關(guān)系得到體現(xiàn)下行輻射光譜數(shù)據(jù)與參考板反射光譜數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)關(guān)系的系數(shù)矩陣A；在實(shí)際測(cè)量被測(cè)物的反射率時(shí)，通過(guò)光敏元件和高光譜儀測(cè)量得到的數(shù)據(jù)，結(jié)合系數(shù)矩陣A和被測(cè)物光譜反射率計(jì)算公式，即可計(jì)算得到被測(cè)物光譜反射率。實(shí)測(cè)被測(cè)物反射率過(guò)程中無(wú)需攜帶參考板并對(duì)參考板進(jìn)行測(cè)量，既有利于簡(jiǎn)化近地或低空高光譜遙感測(cè)量流程，又有利于降低測(cè)量誤差，提升測(cè)量精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及高光譜輻射定標(biāo)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種基于多項(xiàng)式擬合的高光譜輻射定標(biāo)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

二十一世紀(jì)以來(lái)，地球自然災(zāi)害頻發(fā)，例如全球變暖、地震、海嘯等。空間遙感技術(shù)可以對(duì)地球環(huán)境、資源分布等進(jìn)行精確的測(cè)量。遙感數(shù)據(jù)的精度直接決定了人們對(duì)地球環(huán)境的認(rèn)知程度。精確的輻射定標(biāo)可以保證遙感數(shù)據(jù)對(duì)地球環(huán)境預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。

高光譜遙感技術(shù)可應(yīng)用于對(duì)光譜反射率的計(jì)算領(lǐng)域。高光譜遙感在計(jì)算光譜反射率的過(guò)程中需要對(duì)下行輻射強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)量，傳統(tǒng)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方法之一是采用反射率已知的參考板，包括白板、灰板等，對(duì)參考板的反射光譜進(jìn)行直接測(cè)量，結(jié)合參考板和待測(cè)物的測(cè)量數(shù)據(jù)，得到待測(cè)物的反射率。此類(lèi)方法的缺點(diǎn)是當(dāng)需要測(cè)量待測(cè)物的反射率時(shí)，需要一直攜帶參考板，測(cè)量參考板的反射光譜，增加操作復(fù)雜度，并且不能保證參考板與目標(biāo)待測(cè)物接受的下行輻射一致，尤其是復(fù)雜天氣條件下，下行輻射變化很快，容易導(dǎo)致反射率測(cè)量誤差。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N基于多項(xiàng)式擬合的高光譜輻射定標(biāo)方法及系統(tǒng)，既有利于簡(jiǎn)化近地或低空高光譜遙感測(cè)量流程，又有利于降低測(cè)量誤差，提升測(cè)量精度。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本申請(qǐng)有如下技術(shù)方案：

第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N基于多項(xiàng)式擬合的高光譜輻射定標(biāo)方法，包括：

搭建模擬數(shù)據(jù)采集平臺(tái)，所述模擬數(shù)據(jù)采集平臺(tái)包括至少3個(gè)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(yuǎn)離地面的一側(cè)；

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

在同一測(cè)量時(shí)間段，利用光敏元件對(duì)下行輻射的光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量，得到多個(gè)第一光譜數(shù)據(jù)；同時(shí)利用高光譜儀對(duì)參考板的反射光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量，得到多個(gè)第二光譜數(shù)據(jù)；

選取一定量的所述第一光譜數(shù)據(jù)和所述第二光譜數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練樣本，通過(guò)多項(xiàng)式擬合的方式建立第一光譜數(shù)據(jù)與第二光譜數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，根據(jù)第一光譜數(shù)據(jù)與第二光譜數(shù)據(jù)之間的關(guān)系得到體現(xiàn)下行輻射光譜數(shù)據(jù)與參考板反射光譜數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)關(guān)系的系數(shù)矩陣A；

當(dāng)測(cè)量被測(cè)物光譜反射率數(shù)據(jù)時(shí)：

搭建實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)采集平臺(tái)，所述實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)采集平臺(tái)包括至少3個(gè)不同波段的光敏元件、高光譜儀和被測(cè)物，所述被測(cè)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(cè)物之間，所述光敏元件位于所述高光譜儀遠(yuǎn)離地面的一側(cè)；

在同一測(cè)量時(shí)間段，利用所述至少3個(gè)不同波段的光敏元件對(duì)當(dāng)前測(cè)量條件下的下行輻射對(duì)應(yīng)的光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量，得到多個(gè)第三光譜數(shù)據(jù)；同時(shí)利用高光譜儀對(duì)當(dāng)前測(cè)量條件下被測(cè)物的反射光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量，得到當(dāng)前測(cè)量條件下被測(cè)物的反射光譜數(shù)據(jù)；

將測(cè)量得到的所述第三光譜數(shù)據(jù)代入所述系數(shù)矩陣中，計(jì)算得到當(dāng)前測(cè)量條件下的參考板反射光譜數(shù)據(jù)；