[发明专利]一种航空高光谱多航带影像辐射畸变校正方法

说明书

本发明公开了一种航空高光谱多航带影像辐射畸变校正方法，涉及高光谱数据辐射校正及应用技术领域。该方法针对由于观测角度及光照条件等因素引起的多航带影像之间产生的辐射畸变现象进行校正，在传统辐射校正基础上，不仅对传感器带来的辐射畸变进行校正，还通过相位角与辐亮度值之间的关系，获取特定观测条件下辐射校正的转换系数，根据转换系数对由于观测角度、大气及光照条件的影响带来的辐射畸变数据进行校正，有效提升了航空高光谱数据的辐射质量。而且，本发明可针对多航带航空数据进行辐射畸变校正，从而实现大区域影像的无缝镶嵌，为后期定量化应用提供高精度数据。

技术领域

本发明涉及高光谱数据辐射校正及应用技术领域，尤其涉及一种航空高光谱多航带影像辐射畸变校正方法。

背景技术

随着遥感技术的不断进步，遥感数据源逐渐向着高空间分辨率、高光谱分辨率、高时间分辨率方向发展。自20世纪80年代起，高光谱技术逐步受到越来越多学者的关注。目前，以航空高光谱为代表的定量化遥感技术已广泛应用于各个领域，成为地球观测的重要手段。然而，由于航空遥感数据获取过程中受传感器、大气条件、观测条件等多种因素的影响，数据往往存在较大的辐射失真现象严重影响了后期定量化应用的精度。在以往航空高光谱数据处理中，主要利用室内/室外辐射定标手段对数据进行初步的辐射校正，这种做法在一定程度上去除了由于传感器因素导致的辐射畸变，但由于未充分考虑到光照条件、观测角度等对航空数据的影响，因此并不能完全消除反射光在空间中的分布不均一而导致的辐射畸变的现象。此外，由于航空高光谱数据源的缺乏，在辐射畸变校正方面的相关研究较少，而由于成像条件的不同，很难将适用于卫星遥感的技术应用于航空高光谱数据。

发明内容

本发明的目的在于提供一种航空高光谱多航带影像辐射畸变校正方法，从而解决现有技术中存在的前述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种航空高光谱多航带影像辐射畸变校正方法，包括如下步骤：

S1，获取多航带航空高光谱DN值数据，并通过辐射定标将DN值数据转换为辐亮度值数据；

S2，利用传感器航迹的GPS文件、影像坐标、获取时间信息，确定太阳入射角、传感器观测角及相位角；

S3，利用S1获取的辐亮度值数据，结合S2求得的太阳入射角和传感器观测角计算相函数值，并通过构建相函数值与相位角的函数关系求得方程系数；

S4，将S3求得的方程系数及相关角度参数带入辐射畸变校正模型，计算出特定观测条件下辐射畸变校正的转换系数；

S5，根据辐射校正的转换系数对S1中的辐亮度值数据进行校正，得到校正后的辐亮度值数据，实现对各个航带影像辐射畸变校正；

S6，对畸变校正后的各个航带影像进行几何校正、镶嵌拼接后，获得区域无缝拼接的航空高光谱影像。

优选地，S1中，所述通过辐射定标将DN值数据转换为辐亮度数据，具体采用如下公式：

R＝DN×COE_lab×COE_lines

其中，R和DN分别为辐射亮度和DN值数据；COE_lab和COE_lines分别为实验室定标系数和机上定标系数。

优选地，S2中，所述确定相位角，具体采用如下公式：

其中，i和e分别为平坦地形太阳和传感器的天顶角；和分别为平坦地形下太阳和传感器的方位角；g为相位角。

优选地，S3中，所述辐亮度值与相位角的关系，用如下公式进行表示：