[發(fā)明專利]一種地物光譜儀野外測量光譜的同步校正方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010109585.6
• 申請日: 2020-02-22
• 公開（公告）號: CN111272664B
• 公開（公告）日: 2023-03-17
• 發(fā)明（設計）人: 王晨冬;張垚;王鋮杰;何宇航;趙小虎;王斌;張競成
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G01N21/17
• 分類號: G01N21/17
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 黃前澤

1.一種地物光譜儀野外測量光譜的同步校正方法，其特征在于：步驟一、建立入射輻亮度和光照強度的擬合模型

1-1.建立數據集

在不同的光照強度下通過標準白板和地物光譜儀進行一次或多次入射輻亮度光譜的檢測，得到綜合數據集；所得的入射輻亮度光譜包含400-900nm波段內每1nm波長的入射輻亮度值；將綜合數據集拆分為訓練集和測試集；所述的地物光譜儀采用Field Spec4便攜式地物光譜儀；光照度計采用ST-85照度計；

1-2.建立擬合模型

對訓練集中的入射輻亮度光譜的各波段數據分別進行擬合，得到各個波段入射輻亮度Rad_m和光照強度lux的擬合函數如式(1)所示，波長m＝400,401,…,900；擬合過程通過最小二乘法完成；

Rad_m＝f_m(lux) 式(1)

式(1)中，f_m為m波長入射輻亮度和光照強度的擬合函數；

1-3.通過測試集數據對擬合函數進行驗證

將測試集數據中的光照強度數據分別代入如式(1)所示的擬合函數，計算測試集中的第i個樣本的光照強度lux_i′對應的預測入射輻亮度光譜數據Rad_i(預測)如式(2)所示，i＝1,2,…,n；，n為測試集的樣本數；

Rad_i(預測)＝(f₄₀₀(lux_i′)，f₄₀₁(lux_i′)，…，f₉₀₀(lux_i′)) 式(2)

計算擬合模型擬合精度ref_im的表達式如式(3)所示；ref_im表示擬合模型對測試集第i個樣本在m波段下的擬合精度；i＝1,2,…,n；m＝400,401,…,900；

式(3)中，Rad_im(真實)為測試集第i個樣本在m波段下真實入射輻亮度；Rad_im(預測)為測試集第i個樣本在m波段下預測入射輻亮度；

計算擬合函數的均方根誤差RMSE_m的表達式如式(4)所示；

若RMSE_m高于預設值，則重新執(zhí)行步驟1-1，更新擬合函數；

步驟二、地物反射光譜的同步校正

在地物光譜儀采集地物反射輻亮度的同時，采集環(huán)境中的光照強度lux″；計算預測入射輻亮度光譜Rad(入)如式(5)所示；

Rad(入)＝(f₄₀₀(lux″)，f₄₀₁(lux″)，…，f₉₀₀(lux″))_入 式(5)

計算地物的同步校正反射光譜ref_同步如式(6)所示；

式(6)中，Rad(反)為地物光譜儀測量得到的400-900nm波段地物反射輻亮度光譜。

2.根據權利要求1所述的一種地物光譜儀野外測量光譜的同步校正方法，其特征在于：步驟1-1中，訓練集占綜合數據集內數據總量的2/3；測試集占綜合數據集內數據總量的1/3。