[發(fā)明專(zhuān)利]一種曲面擬合的地面高光譜影像反射率校正方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010413379.4
• 申請(qǐng)日: 2020-05-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111595781B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂書(shū)強(qiáng);侯妙樂(lè);李?lèi)?ài)群;黃純豪;高振華
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京建筑大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N21/17
• 分類(lèi)號(hào): G01N21/17;G01N21/27;G01J3/28
• 代理公司: 北京慕達(dá)星云知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 符繼超

1.一種曲面擬合的地面高光譜影像反射率校正方法，其特征在于，包括以下具體步驟：

步驟1：采集目標(biāo)物高光譜影像、標(biāo)準(zhǔn)反射板高光譜影像和暗電流數(shù)據(jù)，判斷標(biāo)準(zhǔn)反射板是否完全覆蓋所述標(biāo)準(zhǔn)反射板高光譜影像，如果是，則將所述標(biāo)準(zhǔn)反射板高光譜影像減去所述暗電流數(shù)據(jù)后得到標(biāo)準(zhǔn)反射板校正數(shù)據(jù)并進(jìn)入步驟3；否則進(jìn)入步驟2；

步驟2：利用所述標(biāo)準(zhǔn)反射板高光譜影像構(gòu)建曲面模型，從而獲取與所述標(biāo)準(zhǔn)反射板高光譜影像行列數(shù)相同的所述標(biāo)準(zhǔn)反射板校正數(shù)據(jù)；

步驟3：將所述暗電流數(shù)據(jù)擴(kuò)展為與所述目標(biāo)物高光譜影像行列數(shù)相同的暗電流校正數(shù)據(jù)；

步驟4：用所述目標(biāo)物高光譜影像減去擴(kuò)展后的所述暗電流校正數(shù)據(jù)，得到目標(biāo)物校正數(shù)據(jù)；

步驟5：將所述目標(biāo)物校正數(shù)據(jù)除以求得的所述標(biāo)準(zhǔn)反射板校正數(shù)據(jù)，然后乘以所述標(biāo)準(zhǔn)反射板的反射率標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，得到目標(biāo)物高光譜反射率影像，從而完成反射率校正；

其中，所述步驟2的具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程為：

步驟21：利用所述標(biāo)準(zhǔn)反射板高光譜影像和所述暗電流數(shù)據(jù)獲取待擬合反射板數(shù)據(jù)；

步驟22：根據(jù)所述待擬合反射板數(shù)據(jù)利用最小二乘法擬合出所述曲面模型；

步驟23：將所述目標(biāo)物高光譜影像行列數(shù)代入所述曲面模型，擬合出與所述標(biāo)準(zhǔn)反射板高光譜影像行列數(shù)相同的所述標(biāo)準(zhǔn)反射板校正數(shù)據(jù)；

其中，所述步驟21的具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程為：

步驟211：在所述標(biāo)準(zhǔn)反射板高光譜影像中裁剪所述標(biāo)準(zhǔn)反射板覆蓋區(qū)域的高光譜數(shù)據(jù)，從而獲得新標(biāo)準(zhǔn)反射板數(shù)據(jù)；

步驟212：裁剪出所述暗電流數(shù)據(jù)中與所述新標(biāo)準(zhǔn)反射板數(shù)據(jù)位置相同的暗電流數(shù)據(jù)作為裁剪后暗電流數(shù)據(jù)；

步驟213：將所述裁剪后暗電流數(shù)據(jù)擴(kuò)展至所述新標(biāo)準(zhǔn)反射板數(shù)據(jù)相同大小，獲得新暗電流數(shù)據(jù)；

步驟214：用所述新標(biāo)準(zhǔn)反射板數(shù)據(jù)減去所述新暗電流數(shù)據(jù)，獲得所述待擬合反射板數(shù)據(jù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種曲面擬合的地面高光譜影像反射率校正方法，其特征在于，所述步驟22的具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程為：

步驟221：根據(jù)所述待擬合反射板數(shù)據(jù)，建立坐標(biāo)系，使得數(shù)據(jù)全部位于第一象限，且以一個(gè)像素為單位長(zhǎng)度，獲取每個(gè)像素點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的x值和y值，使得左下角第一個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)為（1，1）；

步驟222：以每個(gè)所述像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的影像灰度值作為Z值，從而獲取整個(gè)所述待擬合反射板數(shù)據(jù)的所述像素點(diǎn)表示；

步驟223：在雙點(diǎn)光源的情況下，對(duì)所述待擬合反射板數(shù)據(jù)進(jìn)行曲面擬合，首先構(gòu)造一個(gè)曲面函數(shù)，然后采用最小二乘法代入，求得所述曲面函數(shù)的所有參數(shù)，從而獲得所述曲面模型。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種曲面擬合的地面高光譜影像反射率校正方法，其特征在于，所述步驟3的具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程為：所述暗電流數(shù)據(jù)為兩行數(shù)據(jù)，一行為0，一行為所述暗電流數(shù)據(jù)，選取有數(shù)據(jù)的一行，重復(fù)擴(kuò)展為與所述標(biāo)準(zhǔn)反射板高光譜影像的行數(shù)相同的所述暗電流校正數(shù)據(jù)，從而獲得暗電流立方體。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種曲面擬合的地面高光譜影像反射率校正方法，其特征在于，所述步驟5具體實(shí)現(xiàn)方法為：利用所述目標(biāo)物校正數(shù)據(jù)逐波段逐像素除以所述標(biāo)準(zhǔn)反射板校正數(shù)據(jù)，再乘以所述標(biāo)準(zhǔn)反射板的所述反射率標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，得到所述目標(biāo)物高光譜反射率影像，從而完成反射率校正。