[發(fā)明專利]太陽光照補償值計算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010062479.7
• 申請日: 2020-01-19
• 公開（公告）號: CN111413278B
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發(fā)明（設計）人: 呂鵬;胡玉新;雷斌;李倩倩;侯仰拴
• 申請（專利權）人: 中國科學院電子學研究所
• 主分類號: G01N21/17
• 分類號: G01N21/17;G06F30/20
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 方丁一

1.一種太陽光照補償值計算方法，用于對地球靜止軌道衛(wèi)星光學遙感圖像進行光補償，其特征在于，包括：

獲取所述地球靜止軌道衛(wèi)星光學遙感圖像尺寸、地理經(jīng)度區(qū)間、地理緯度區(qū)間、拍攝日期、拍攝時刻和拍攝位置高程；

根據(jù)所述地球靜止軌道衛(wèi)星光學遙感圖像尺寸、地理經(jīng)度區(qū)間、地理緯度區(qū)間、拍攝日期、拍攝時刻和拍攝位置高程，計算所述地球靜止軌道衛(wèi)星光學遙感圖像拍攝位置的太陽直接輻射強度和太陽散射輻射強度；

根據(jù)所述太陽直接輻射強度和太陽散射輻射強度，計算所述地球靜止軌道衛(wèi)星光學遙感圖像的太陽總輻照強度；

針對于不同拍攝日期、和/或不同拍攝時間、和/或拍攝位置對應的所述地球靜止軌道衛(wèi)星光學遙感圖像，計算各自對應的太陽總輻照強度相互之間的差值，得到各個所述地球靜止軌道衛(wèi)星光學遙感圖像各像素之間的太陽光照補償值；

其中，所述根據(jù)所述地球靜止軌道衛(wèi)星光學遙感圖像尺寸、地理經(jīng)度區(qū)間、地理緯度區(qū)間、拍攝日期、拍攝時刻和拍攝位置高程，計算所述地球靜止軌道衛(wèi)星光學遙感圖像拍攝位置的太陽直接輻射強度和太陽散射輻射強度，包括：

根據(jù)所述地球靜止軌道衛(wèi)星光學遙感圖像尺寸、地理經(jīng)度區(qū)間、地理緯度區(qū)間，計算所述地球靜止軌道衛(wèi)星光學遙感圖像中每個像素對應的地理經(jīng)度和地理緯度；

根據(jù)所述拍攝日期，計算所述拍攝日期對應的太陽赤緯角和大氣層上界垂直入射時的太陽輻射強度；

根據(jù)所述拍攝時刻和所述地理經(jīng)度，計算所述拍攝時刻的太陽時角；

根據(jù)所述太陽赤緯角、所述太陽時角和所述地理緯度，計算所述拍攝時刻的太陽高度角；

根據(jù)所述太陽高度角和所述拍攝位置高程，計算相對大氣光學質量；

根據(jù)所述相對大氣光學質量，計算直射輻射大氣透明度系數(shù)，并根據(jù)所述直射輻射大氣透明度系數(shù)，計算散射輻射大氣透明度系數(shù)；

根據(jù)所述大氣層上界垂直入射時的太陽輻射強度、所述直射輻射大氣透明度系數(shù)和所述太陽高度角，計算所述太陽直接輻射強度；

根據(jù)所述散射輻射大氣透明度系數(shù)和太陽高度角，計算所述太陽散射輻射強度；

其中，所述根據(jù)所述地球靜止軌道衛(wèi)星光學遙感圖像尺寸、地理經(jīng)度區(qū)間、地理緯度區(qū)間，計算所述地球靜止軌道衛(wèi)星光學遙感圖像中每個像素對應的地理經(jīng)度和地理緯度，包括：

以所述地球靜止軌道衛(wèi)星光學遙感圖像中的一預設點建立直角坐標系，根據(jù)所述尺寸，得到每個像素點在所述直角坐標系中的坐標(x，y)；

獲取每個像素點對應的地理坐標(B_y-1，L_x-1)；

根據(jù)計算坐標為(x，y)的像素點對應的地理經(jīng)度L(x)；

根據(jù)計算坐標為(x，y)的像素點對應的地理緯度B(y)；

其中，(B₀，L₀)為坐標值(0，0)為的像素點對應的地理坐標，X×Y為所述地球靜止軌道衛(wèi)星光學遙感圖像尺寸；

其中，所述根據(jù)所述拍攝日期，計算所述拍攝日期對應的太陽赤緯角及大氣層上界垂直入射時的太陽輻射強度，包括：

根據(jù)計算所述太陽赤緯角；

根據(jù)計算所述太陽輻射強度；

其中，d表示計算所述拍攝日期在一年中所處的天數(shù)，δ(d)為所述太陽赤緯角，E(d)為所述太陽輻射強度；

其中，所述根據(jù)所述拍攝時刻及所述地理經(jīng)度，計算所述拍攝時刻的太陽時角，包括：

根據(jù)ω(x，t)＝(12-t)×15°-L(x)計算所述太陽時角，其中，t為所述拍攝時刻，ω(x，t)為坐標為(x，y)的像素點在t時刻對應的太陽時角；

其中，所述根據(jù)所述太陽赤緯角、所述太陽時角及所述地理緯度，計算所述拍攝時刻的太陽高度角，包括：

根據(jù)

α(x，y，d，t)＝arcsin[sinB(y)×sinδ(d)+cosB(y)×cosδ(d)×cosω(x，t)]，

計算所述太陽高度角α(x，y，d，t)；

其中，所述根據(jù)所述太陽高度角及所述拍攝位置高程，計算相對大氣光學質量，包括：

根據(jù)

計算相對大氣光學質量，其中，z表示地理位置(L(x)，B(y))處的海拔高度，r(α，z)為所述相對大氣光學質量；

其中，所述根據(jù)所述相對大氣光學質量，計算直射輻射大氣透明度系數(shù)，并根據(jù)所述直射輻射大氣透明度系數(shù)，計算散射輻射大氣透明度系數(shù)，包括：

根據(jù)τ_d(α，z)＝0.56×(e^-0.56r(α，z)+e^{-0.096r(α，z)})×k₁，計算所述直射輻射大氣透明度系數(shù)，其中，τ_d(α，z)為所述直射輻射大氣透明度系數(shù)，k₁為常系數(shù)，取值范圍為0.8≤k₁≤0.9；

根據(jù)τ_s(α，z)＝0.2710-0.2939×τ_d(α，z)計算散射輻射大氣透明度系數(shù)，其中，τ_S(α，z)為所述散射輻射大氣透明度系數(shù)；

其中，所述根據(jù)所述大氣層上界垂直入射時的太陽輻射強度、所述直射輻射大氣透明度系數(shù)和所述太陽高度角，計算所述太陽直接輻射強度，包括：

根據(jù)E_d(d，α，z)＝E(d)×τ_d(α，z)×sinα(x，y，d，t)計算所述太陽直接輻射強度E_d(d，α，z)；

其中，所述根據(jù)所述散射輻射大氣透明度系數(shù)和太陽高度角，計算所述太陽散射輻射強度，包括：

根據(jù)，計算所述太陽散射輻射強度E_s(α，z)，k₂為常系數(shù)，取值范圍為0.6≤k₂≤0.9。