气象卫星光学遥感器二维点扩散函数处理方法

摘要

本发明涉及一种气象卫星光学遥感器二维点扩散函数(PSF)的处理方法，属于气象技术领域。在新定义的极坐标系内，利用在两个相互垂直方向上的己知一维PSF，按照沿极角和极轴两个方向上的嵌套一维插值，得到光学遥感器二维PSF分布，在确保已知方向上PSF信息不丢失的前提下，获得在空间上分布连续、光滑的PSF估计结果。经复原处理后，可以获得图像质量更为清晰的观测目标信息，从而可进一步提高了气象应用的准确性。

主权项

一种气象卫星光学遥感器二维PSF处理方法，其特征在于该方法包括如下步骤：(1)将两个已知的相互垂直方向上的一维PSF所在方向，分别记为水平方向H和垂直方向V，将两个一维PSF分布的中心重合并记为原点，建立直角坐标系HOV；同时，以直角坐标系HOV的原点为新建立的极坐标系的原点，+H方向为极轴变化的正方向，+H到+V沿逆时针转动的方向为极角变化的正方向，建立极坐标系(r，θ)；(2)将两个已知方向上的一维PSF，在直角坐标系内记为PSF_1D(h)和PSF_1D(v)，则二者在上述定义的极坐标系下可表示为：${\mathrm{PSF}}_{1D}\left(h\right)={\mathrm{PSF}}_{2D}(r,\theta )=\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{PSF}}_{2D}(h,0),h>0\\ {\mathrm{PSF}}_{2D}(-h,\pi ),h<0\end{array}\right.$${\mathrm{PSF}}_{1D}\left(v\right)={\mathrm{PSF}}_{2D}(r,\theta )=\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{PSF}}_{2D}(v,\frac{\pi }{2}),v>0\\ {\mathrm{PSF}}_{2D}(-v,\frac{3\pi }{2}),v<0\end{array}\right.$式中，h和v分别表示一维PSF值所在位置到原点的距离；(3)在极坐标系(r，θ)内分别选取相同矢径，r可取1，2，3……，极角θ分别取0，π/2，π，3π/2，根据需要选取一维插值函数，得到r取定值1，2，3……时任意极角θ下的PSF_2D值，并有${\mathrm{PSF}}_{2D}(r,\theta ){|}_{\mathrm{re}\{\mathrm{1,2,3},......\}}=\mathrm{IPF}({\mathrm{PSF}}_{2D}(r,0),{\mathrm{PSF}}_{2D}(r,\frac{\pi }{2}),{\mathrm{PSF}}_{2D}(r,\pi ),{\mathrm{PSF}}_{2D}(r,\frac{3\pi }{2}),\theta )$(4)对于直角坐标系内任一待估计的二维PSF值对应的位置(h₀，v₀)，计算其在极坐标系(r，θ)下的坐标(r₀，θ₀)，并有$r_0=\sqrt{h_0^2+v_0^2}$${\theta }_0=\left\{\begin{array}{cc}\mathrm{ar}\tan \left(\frac{v_0}{h_0}\right)& v_0>0\\ 2\pi +\mathrm{ar}\tan \left(\frac{v_0}{h_0}\right)& v_0<0\end{array}\right.,v_0·h_0\ne 0$利用步骤(3)得到的PSF_2D(r，θ)|_{re{1，2，3，......}}结果，可获得任一位置(h₀，v₀)的PSF_2D(h₀，v₀)值，并有PSF_2D(h₀，v₀)＝IPF(PSF_2D(r，θ₀)|_{re{1，2，3，......}}，r₀)(5)将步骤(4)计算得到的PSF_2D(h₀，v₀)记录在二维PSF分布表中；(6)重复步骤(4)、(5)，得到光学遥感器二维PSF分布值。