[發(fā)明專利]一種基于月相圖形函數(shù)化擬合的過采樣校正方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011200555.2
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112381769B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高鵬;艾晶晶;鄭佚超;景健;韓鐘毅;白兆明;黃悅;楊震林
• 申請（專利權(quán)）人: 青島科技大學
• 主分類號: G06T3/40
• 分類號: G06T3/40;G06T7/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 馬貴香

本發(fā)明公開了一種基于月相圖形函數(shù)化擬合的過采樣校正方法及系統(tǒng)，所述方法包括以下步驟：基于對比度或邊緣識別，提取預獲取月球圖像在衛(wèi)星掃描方向與衛(wèi)星運動方向的像素長度；根據(jù)星歷計算衛(wèi)星參數(shù)與月球參數(shù)；其中，衛(wèi)星參數(shù)與月球參數(shù)分別為遙感器沿衛(wèi)星運動方向的掃描速度與月球?衛(wèi)星?太陽的相對位置；基于提取獲得的像素長度計算月相角與軌道角，構(gòu)建獲得衛(wèi)星視角的理論月相圖形函數(shù)；通過函數(shù)擬合，確定預獲取月球圖像與理論月相圖形函數(shù)的轉(zhuǎn)化系數(shù)，獲得過采樣系數(shù)；基于所述過采樣系數(shù)修正由于衛(wèi)星觀測月球圖像的時間序列重組造成的月球形狀拉伸，實現(xiàn)過采樣校正。本發(fā)明能夠較準確地剔除過采樣對月球輻射校正的影響。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于衛(wèi)星遙感與月球定標技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于月相圖形函數(shù)化擬合的過采樣校正方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

遙感器由光學部分與電學部分組成，兩部分共同完成遙感探測的工作。其中，定標系數(shù)就是用來量化傳輸回地球的電學計數(shù)信息與光學探測器實際探測到的光學信息的轉(zhuǎn)化關(guān)系。

遙感衛(wèi)星進入軌道后，會受到諸如空間環(huán)境、儀器狀態(tài)等方面的影響，其實際工作環(huán)境與實驗室定標會有很大不同，導致遙感器在軌時的定標系數(shù)與發(fā)射之前相比會有一定的區(qū)別。因此，需要在軌輻射定標對到達軌道的遙感器定標系數(shù)進行實時的修改。在太陽輻射波段，常用到月球作為穩(wěn)定的外部輻射校準源。遙感衛(wèi)星通過橫向掃描與縱向衛(wèi)星移動，使一個探測器觀測到完整的二維圖像。但是，對地觀測的衛(wèi)星在觀測月球時，由于地球-衛(wèi)星距離與月球-衛(wèi)星距離相差懸殊，掃描月球的速度與衛(wèi)星移動的速度不匹配，導致相鄰兩幀并非首尾相連，而是會有重復的部分，這就造成了過采樣；導致實際觀測到的月球圖像在衛(wèi)星移動方向上有拉伸變形，一張月球圖像實際重復拍攝了多個月球；月球輻射定標時需要通過計算過采樣系數(shù)(反映重復率)，將該因素的影響剔除。

目前，工程上常用到的過采樣的去除方法主要有兩類。其中一類是MODIS采用的運用星歷計算衛(wèi)星參數(shù)、遙感器掃描速度與月球參數(shù)，模擬出過采樣系數(shù)，此方法的優(yōu)點是可以不借助圖像模擬計算任意時刻的過采樣系數(shù)，不受圖像質(zhì)量的限制，缺陷在于將衛(wèi)星視作質(zhì)點，無法考慮內(nèi)部探測器指向?qū)τ^測的影響，且結(jié)果依賴于星歷模擬的準確性。另一類是SeaWIFS采用的分析月球圖像的方法，通過分析觀測到的實際月球圖像對過采樣進行分析；其考慮了衛(wèi)星實際情況對過采樣的影響；缺陷在于SeaWIFS中傳統(tǒng)的過采樣算法只適用于低月相角的情況，且只使用月球圖像中特定的一幀數(shù)據(jù)，效果嚴重依賴圖像的分辨率，實用性不佳。

綜上，亟需一種新的基于月相圖形函數(shù)化擬合的過采樣校正方法及系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于月相圖形函數(shù)化擬合的過采樣校正方法及系統(tǒng)，以解決上述存在的一個或多個技術(shù)問題。本發(fā)明采用對實際月球圖像進行處理的方法獲得實際過采樣的方法，減小了模擬計算的精確性對過采樣分析的影響；本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)對月球圖像的過采樣分析，得到包含了圖像重復率信息的過采樣系數(shù)，可解決傳統(tǒng)算法適用月相范圍小，嚴重依賴圖像分辨率等問題；能夠一定程度上抑制由于前期對月球的圖像分割提取造成的誤差，實用性較強；能夠較準確地剔除過采樣對月球輻射校正的影響。

為達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明的一種基于月相圖形函數(shù)化擬合的過采樣校正方法，包括以下步驟：

步驟1，基于對比度或邊緣識別，提取預獲取月球圖像在衛(wèi)星掃描方向與衛(wèi)星運動方向的像素長度；

步驟2，根據(jù)星歷計算衛(wèi)星參數(shù)與月球參數(shù)；其中，衛(wèi)星參數(shù)與月球參數(shù)分別為遙感器沿衛(wèi)星運動方向的掃描速度與月球-衛(wèi)星-太陽的相對位置；基于步驟1提取獲得的像素長度計算月相角與軌道角，構(gòu)建獲得衛(wèi)星視角的理論月相圖形函數(shù)；

步驟3，通過函數(shù)擬合，確定預獲取月球圖像與理論月相圖形函數(shù)的轉(zhuǎn)化系數(shù)，獲得過采樣系數(shù)；基于所述過采樣系數(shù)修正由于衛(wèi)星觀測月球圖像的時間序列重組造成的月球形狀拉伸，實現(xiàn)過采樣校正。