[發明專利]一種亞米級衛星真彩色影像合成方法、系統及設備

在審

• 申請號: 202211525522.4
• 申請日: 2022-11-30
• 公開（公告）號: CN116051399A
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 黃友菊;羅恒;吳慧;韓廣萍;鄒林芯;崔云蕾;韋達銘;李艷蓓
• 申請（專利權）人: 廣西壯族自治區自然資源遙感院
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 北京卓嵐智財知識產權代理有限公司 11624
• 代理人: 宋文婉

1.一種亞米級衛星真彩色影像合成方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1輸入亞米級衛星影像和對應的影像元數據，所述亞米級衛星影像為亞米級衛星全色波段與多光譜波段融合后的整型位深編碼影像，所述影像元數據包括衛星傳感器光譜響應函數，影像成像時記錄的太陽高度角、日地距離、太陽輻照度以及輻射定標增益和偏移；

S2輸入滑動窗口大小和滑動步長分塊讀取亞米級衛星影像，所述滑動窗口為正方形，滑動窗口大小為正方形的邊長，滑動窗口大小和滑動步長單位為像素個數；

S3按如下公式計算S2中滑動窗口內亞米級衛星影像的大氣頂反射率ρ_λ，其按照如下公式進行計算：

于公式(1)中，其中d為天文單位的日地距離，E_λ代表單位為W/(m2*μm)的太陽輻照度，θ為弧度制的太陽高度角，gain為射定標增益，DN為亞米級衛星影像的像元亮度值，offset為輻射定標偏移；

S4計算紅、綠、藍三波段相對大氣瑞利散射比例；

S5輸入亞米級衛星影像的紅波段大氣瑞利散射反射率r₀，根據S4得到的相對大氣瑞利散射比例分別計算亞米級衛星影像的綠、藍波段大氣瑞利散射反射率；

S6根據S5計算的大氣瑞利散射反射率，對S3滑動窗口內亞米級衛星影像的大氣頂反射率進行修正；

S7輸入映射參數，將S6修正后的紅、綠、藍三波段大氣頂反射率映射為非線性sRGB值。

2.根據權利要求1所述的一種亞米級衛星真彩色影像合成方法，其特征在于，所述S4具體按照以下方法實施：

S41按照如下公式計算紅、綠、藍三波段大氣瑞利散射因子：

于公式(1)中，C_r為紅波段的瑞利散射因子，C_g為綠波段的瑞利散射因子，C_b為藍波段的瑞利散射因子，λ代表單位為μm的波長，S_r(λ)為紅波段的歸一化光譜響應函數，S_g(λ)為綠波段的歸一化光譜響應函數，S_b(λ)為綠波段的歸一化光譜響應函數；

S42以S41計算的紅波段大氣瑞利散射因子為單位，按如下公式計算綠、藍波段的相對瑞利散射比例：

于公式(2)中，R_c為紅波段相對瑞利散射比例，G_c為綠波段相對瑞利散射比例，B_c為藍波段相對瑞利散射比例。

3.根據權利要求2所述的一種亞米級衛星真彩色影像合成方法，其特征在于，所述S5中紅波段大氣瑞利散射反射率r₀按如下任一方法獲得：

對S3中計算得到的大氣頂反射率進行統計，求解紅光波段大氣頂反射率的最小值作為輸入的r₀；

對融合前的整景多光譜衛星影像進行輻射定標，得到整景多光譜大氣頂反射率，統計紅光波段大氣頂反射率的最小值作為輸入的r₀。

4.根據權利要求3所述的一種亞米級衛星真彩色影像合成方法，其特征在于，所述S6中，按如下公式修正大氣頂反射率：

于公式(3)中，其中ρ_r'、ρ_g'、ρ_b'分別為修正后紅、綠、藍三波段的大氣頂反射率，ρ_r、ρ_g、ρ_b分別為S3中修正前紅、綠、藍三波段的大氣頂反射率。

5.根據權利要求4所述的一種亞米級衛星真彩色影像合成方法，其特征在于，所述S7中映射參數包括：飽和度sat、最大映射值maxp和最小映射值minp，所述映射計算如下：

所述映射計算還包括對計算結果進行向下取值處理，還包括對計算結果進行裁剪處理，所述裁剪處理為將計算結果中小于0的結果賦值為0，大于255的結果賦值為255。