[发明专利]一种高光谱快速大气校正参数化方法

说明书

本发明属于定量遥感中高光谱大气校正方法，为解决定量遥感领域中，采用应用广泛的辐射传输模型法进行大气校正时，计算过程需耗费大量的计算机资源和时间，导致工作效率较低，以及反射率反演精度不足的技术问题，提供一种高光谱快速大气校正参数化方法，包括获取环境及观测参数、建立大气校正计算模型、设定预设地表反射率值和最终海拔高度H2值利用MODTRAN模型得到不同波段对应的表观辐亮度、利用大气校正计算模型计算大气校正参数、建立查找表、计算表观辐亮度和查表完成大气校正。进行5次模拟计算，有效避开了大气程辐射，进一步提高了辐射校正的精度和效率。

技术领域

本发明属于定量遥感中高光谱大气校正方法，具体涉及一种高光谱快速大气校正参数化方法。

背景技术

在定量遥感领域中，由于大气散射和吸收，以及地形等因素的影响，传感器接收到的地表反射辐射能量会发生变化，极大地影响光谱信息提取精度。为了使从传感器获得的测量值与地物真实的光谱反射率具有较高的一致性，通常需要对采集生成的DN值(成像光谱仪每个探测元件输出的数字量化值)进行大气校正，以得到更精确的地表反射率值。因此大气校正已成为定量遥感中不可避免的问题。目前，高光谱影像的大气校正方法有很多：如不变目标法、直方图匹配法、暗元目标法和广泛应用的辐射传输模型法。

在诸多的大气校正方法中,基于辐射传输模型的方法由于普适性好，精度较高，在近年来得到了广泛的应用。辐射传输模型法又具体包括LOWTRAN、6S、MODTRAN等方法，其中MODTRAN模型是在LOWTRAN模型的基础上开发的，可以用来计算0-5000cm^-1波段的大气透过率和辐射。但是，使用MODTRAN辐射传输模型法进行地表反射率反演时，如果对每一个像元单独调用MODTRAN模型进行大气辐射校正，计算时间将不可预估，计算过程也将耗费大量的计算机资源和时间，工作效率低。已有研究学者使用大气校正计算模型，关于地表反射率和入瞳辐亮度之间的关系存在三个未知参量，需使用三次MODTRAN模型对未知参量进行反代，该方法虽然在一定程度上提高了大气校正计算效率，但并没有根据公式本身特定的属性，进行地表反射率反演，精度还有待提升。

发明内容

本发明的主要目的是解决定量遥感领域中，采用应用广泛的辐射传输模型法进行大气校正时，计算过程需耗费大量的计算机资源和时间，导致工作效率较低，以及反射率反演精度不足的技术问题，提供一种高光谱快速大气校正参数化方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高光谱快速大气校正参数化方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

步骤1，获取环境及观测参数

获取大气环境参数、太阳天顶角和像元观测参数；

步骤2，建立大气校正计算模型

建立大气校正计算模型：其中，ρ_t为地表反射率，L₀(μ_v)为路径辐射项，S为大气半球反照率，F_d为下行总辐射，T(μ_v)为大气透过率，L(μ_v)为表观辐亮度；

步骤3，设定预设地表反射率值和最终海拔高度H2值

依次设定5个预设地表反射率值：0，a₁，a₂，a₃，a₄，其中，1＞a₁，a₂，a₃，a₄≥0；选取像元观测高度和/或地面高程作为MODTRAN模型的最终海拔高度H2值；每个预设地表反射率值对应一个最终海拔高度H2值；

步骤4，利用MODTRAN模型得到不同波段对应的表观辐亮度