[发明专利]一种多源目标融合的在轨辐射响应跟踪方法及系统

说明书

本发明实施例提供一种多源目标融合的在轨辐射响应跟踪方法及系统，该方法包括：获取多个稳定目标的最佳参考区域；计算最佳参考区域的像元反射率均值，作为参考反射率；选定任一个稳定目标作为基准目标，计算非基准目标的参考反射率与基准目标的参考反射率的比值关系，获取非基准目标的缩放因子；将非基准目标的反射率序列归一化到基准目标的反射率尺度上，构建多目标反射率序列；基于多目标反射率序列，对遥感仪器的辐射响应规律进行分析，实现多源目标的在轨辐射响应跟踪。本发明实施例通过使用多个稳定目标，并将不同的目标反射率归一化到同一尺寸上，有效的增加了卫星观测的影像数量，提高了卫星所有通道的辐射响应跟踪结果的置信度。

技术领域

本发明涉及卫星遥感技术领域，尤其涉及一种多源目标融合的在轨辐射响应跟踪方法及系统。

背景技术

卫星遥感技术的应用领域极为广泛，如农业估产、森林覆盖变化监测、环境动态变化监测等，随着科技的进步以及生产的精细化，对卫星资料要求观测精度也越来越高，通常需要不同地区和不同时相的资料进行对比分析和综合应用。尤其是在气候变化研究中，需要卫星遥感提供长时间序列的一致性观测数据。但是由于发射时的振动、恶劣的太空环境和仪器老化等多种因素，卫星传感器自发射后，其辐射响应特性会随着时空变化而衰减。因此这就需要在卫星传感器完整生命周期内，对其在轨辐射响应性能进行连续跟踪监测，及时发现传感器辐射响应变化，更新定标系数，确保从卫星观测时序中获取的地球物理量变化趋势是准确客观反映地球系统的变化，而不是由卫星传感器性能变化产生的虚假信息。由此可见，对卫星传感器在轨辐射响应性能进行长期的连续跟踪和定标更新是实现不同地点、不同时间、不同类型传感器获取的遥感数据定量比较的基础。

基于对地球稳定目标的监测遥感仪器在轨辐射响应(也即定标系数)变化进行定标的方法是一种低成本、日益被广泛应用的定标跟踪方法。例如：位于非洲、南美洲以及我国西北的沙漠目标(如敦煌戈壁)，以及南北极的冰川目标(Dome C和Greenland)是目前国内外应用最为广泛遥感仪器定标跟踪的地球稳定目标。这些稳定目标具有相对较高的地表反射率，以及由于降雨少，因此基本无植被覆盖，在自然环境或人为变化方面始终表现出良好的时间稳定性。如最常使用的Libya-4沙漠目标，对于大多数传感器中的反射太阳波段，其时间稳定性和空间均一性在2％以内，被认为是一种参考(Reference)PICS。

但是由于云层以及重访周期的影响，如高分辨卫星Landsat-8的重访周期为16天，一个月最多有两景影像可用于遥感器辐射跟踪监测(假设不受云影响)，即一年最多24景。但是，高可信度的跟踪监测结果至少需要100景及以上的有效影像。另外，沙尘暴的爆发、气溶胶和水汽等大气成分含量的变化会削弱沙漠目标大气顶层(TOA)反射率的稳定性，使得卫星仪器性能监测结果的可信度大大降低。

发明内容

本发明实施例提供了一种多源目标融合的在轨辐射响应跟踪方法及系统，用以解决现有技术中存在的单目标跟踪时，获取的研究影像数量少；但是使用多目标检测时，由于目标内和目标之间的反射率差异引起的辐射响应跟踪监测结果的不确定性的缺陷。

第一方面，本发明实施例提供一种多源目标融合的在轨辐射响应跟踪方法，包括以下步骤：

获取多个稳定目标的最佳参考区域；计算最佳参考区域的像元反射率均值，作为稳定目标的参考反射率；选定任一个稳定目标作为基准目标，计算非基准目标的参考反射率与基准目标的参考反射率的比值关系，获取非基准目标的缩放因子；根据所述缩放因子，将非基准目标的反射率序列归一化到基准目标的反射率尺度上，构建与基准目标反射率大小一致的多目标反射率序列；基于多目标反射率序列，对遥感仪器的辐射响应规律进行分析，实现多源目标的在轨辐射响应跟踪。

进一步地，上述计算最佳参考区域的像元反射率均值，作为稳定目标的参考反射率，包括：获取每个稳定目标在所述最佳参考区域内各波段处的反射率均值作为所述参考反射率。

进一步地，在上述获取每个稳定目标的最佳参考区域之前，还包括：