[发明专利]一种高分辨率全波段超光谱遥感图像仿真方法

权利要求书

1.一种高分辨率全波段超光谱遥感图像仿真方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)输入少量波段超光谱图像，对输入图像进行预处理，将图像本身的灰度值转化为图像中各个点的光谱反射率值；

(2)针对图像中不同的光谱反射率值，对图像进行分类；

(3)将图像中各点的光谱反射率与标准地物反射率数据库中的对应波段的地物光谱反射率数据进行比对，通过误差函数匹配出每一个分类块所对应的真实地物；

(4)再借由标准地物反射率数据库，计算出所匹配地物在仿真波段的光谱反射率；

(5)对已有的中、远红外波段利用普朗克黑体模型对温度参数进行反演；

(6)对特定的大气吸收波段采用FLAASH模型进行大气校正并结合暗目标像元法对大气参数进行反演；大气参数包括气溶胶光学厚度、温度、水汽含量、后向散射和大气程辐射；来源于软件模拟、遥感产品数据资料或直接基于反演图像信息；

温度反演信息的处理具体包括如下步骤：

(a)若已有波段不包含热红外波段，则使用NASA、地理国情监测云平台网站直接下载的地表温度数据来定义温度参数；

(b)若已知波段包括热红外波段，则对图像进行辐射定标，将原始灰度值图像转化为光谱辐射亮度值；

(c)根据普朗克黑体辐射公式，将图像中每一个点的光谱辐射亮度值转化为温度值；

(d)利用大气透过率，对地表温度的计算进行修正，得到实际地表温度；

大气参数反演具体包括如下步骤：

(e)若输入波段不包含940nm、1140nm、1580nm、2010-2060nm大气吸收波段，则采用MODTRAN软件对相关大气参数进行计算；

(f)若输入波段包含940nm、1140nm、1580nm、2010-2060nm大气吸收波段，则输入这些波段图像，使用FLAASH大气校正模块对图像进行大气校正，将图像的灰度值转化为地物光谱反射率值；

(g)结合使用暗目标像元法，在知道地物光谱反射率的基础上，反演包括气溶胶光学厚度的其他大气参数的值；

(7)将地物光谱反射率转化为光谱辐射亮度值，完成对全波段图像的仿真；

(8)输出仿真图像。

2.如权利要求1所述的高分辨率全波段超光谱遥感图像仿真方法，其特征在于，步骤(1)中，对输入图像进行预处理具体包括如下步骤：

(11)对输入图像进行辐射定标，将图像中每个点的灰度值转化为当前波段的光谱辐射亮度值；

(12)对辐射定标后的图像进行大气校正，利用MODTRAN对大气传输透过率和后向散射大气参数进行计算，将图像中各点光谱辐射亮度值转化为光谱反射率。

3.如权利要求1所述的高分辨率全波段超光谱遥感图像仿真方法，其特征在于，步骤(3)中，误差函数匹配具体为：匹配过程中采用相对均方根误差作为匹配误差的判定函数，相对均方根误差最小的一组即为成功匹配结果，公式如下：

式中，K为波段数目；r_i为反演出的物质光谱反射率；r_i′为标准地物反射率数据库的物质光谱反射率。