一种基于高光谱载荷的多光谱载荷无场地交叉定标方法

摘要

本发明公开了一种基于高光谱载荷的多光谱载荷无场地交叉定标方法，该方法利用具有高辐射定标精度的高光谱数据替代场地实测数据，实现了多光谱载荷的在轨替代定标，能够有效提高在轨辐射定标频次，节省大量场地定标所需的人力物力，解决了目前在轨辐射定标受限于场地实测数据的问题。本发明方法将高光谱载荷引入交叉定标，改进了光谱匹配算法，对其他波段的多光谱载荷在轨交叉定标也具有同样的适用性。

主权项

一种基于高光谱载荷的多光谱载荷无场地交叉定标方法，其特征在于包括以下步骤：(1)分别获取高光谱载荷和多光谱载荷在某试验区域的遥感图像，并在两幅遥感图像上选择同一个感兴趣区域，记为第一感兴趣区域；(2)根据该感兴趣区域的高光谱载荷遥感图像数据得到高光谱载荷各波段的等效入瞳处辐亮度值；根据该感兴趣区域的多光谱载荷遥感图像数据得到多光谱载荷每个波段在感兴趣区域的像素值；(3)根据高光谱载荷和多光谱载荷各波段的波长范围，确定多光谱载荷的每个波段与高光谱载荷各波段的对应关系；(4)根据高光谱载荷和多光谱载荷各波段的光谱响应函数，结合热红外光谱仪对该感兴趣区域实测的热红外光谱，计算得到在该感兴趣区域多光谱载荷每个波段相对于高光谱载荷对应波段群的光谱匹配因子；设在某感兴趣区域，多光谱载荷的第i个波段与高光谱载荷第i₁,i₂,…,i_n个波段相对应，则在该感兴趣区域多光谱载荷第i个波段相对于高光谱载荷对应波段群的光谱匹配因子的计算方式为：(4.1)根据多光谱载荷第i个波段的光谱响应函数，结合热红外光谱仪对该感兴趣区域实测的热红外光谱，利用公式$L_{Bi}=\frac{\int L_M\left(\lambda \right)f_B\left(\lambda \right)d\lambda }{\int f_B\left(\lambda \right)d\lambda }$计算得到多光谱载荷的第i个波段在该感兴趣区域的模拟入瞳处辐亮度值L_Bi；其中f_B(λ)为多光谱载荷第i个波段的光谱响应函数，L_M(λ)为热红外光谱仪实测的第i个波段在该感兴趣区域的热红外光谱，λ为第i个波段中的波长；(4.2)根据高光谱载荷第i₁,i₂,…,i_n个波段的光谱响应函数，结合热红外光谱仪对该感兴趣区域实测的热红外光谱，利用公式$L_A\left({\lambda }_{im}\right)=\frac{\int L_M\left({\lambda }_{im}\right)f_A\left({\lambda }_{im}\right)d\left({\lambda }_{im}\right)}{\int f_A\left({\lambda }_{im}\right)d\left({\lambda }_{im}\right)}$$L_{Ai}=\underset{m=1}{\overset{n}{\Sigma }}{L}_A\left({\lambda }_{im}\right)$计算得到高光谱载荷第i₁,i₂,…,i_n个波段组成的波段群在该感兴趣区域的模拟入瞳处辐亮度值L_Ai；其中L_A(λ_im)为高光谱载荷第i_m个波段在该感兴趣区域的模拟入瞳处辐亮度值，f_A(λ_im)为高光谱载荷第i_m个波段的光谱响应函数，L_M(λ_im)为热红外光谱仪实测的第i_m个波段在该感兴趣区域的热红外光谱，λ_im为第i_m个波段中的波长，i∈自然数，n∈自然数；(4.3)利用公式ρ_i＝L_Bi/L_Ai计算得到多光谱载荷第i个波段相对于高光谱载荷第i₁,i₂,…,i_n个波段组成的波段群的光谱匹配因子ρ_i；(5)根据步骤(2)得到的高光谱载荷各波段在该感兴趣区域的等效入瞳处辐亮度值，结合步骤(4)得到的多光谱载荷每个波段相对于高光谱载荷对应波段群的光谱匹配因子，计算得到多光谱载荷每个波段在该感兴趣区域的等效入瞳处辐亮度值；(6)在步骤(1)得到的两幅遥感图像上同时选择另一个感兴趣区域，记为第二感兴趣区域，重复步骤(2)—(5)，得到多光谱载荷每个波段在另一个感兴趣区域的像素值和等效入瞳处辐亮度值；(7)根据多光谱载荷每个波段在两个不同感兴趣区域的像素值和等效入瞳处辐亮度值，计算得到多光谱载荷每个波段的辐射定标系数，从而完成多光谱载荷的无场地交叉定标。