[发明专利]一种遥感器衰变的定量分析方法及系统

说明书

本发明实施例提供一种遥感器衰变的定量分析方法及系统，该方法包括：将不同时间获得的同一地理区域的卫星遥感数据投影到同一个地理栅格，构建同一地理区域的不同时相的卫星数据集；计算每个卫星遥感数据的表观反射率；基于IR‑MAD变换，获取同一地理区域的不变像元；基于不变像元，对各个光谱通道的表观反射率进行正交回归，获取卫星遥感器在各个光谱通道的衰变值序列；根据衰变值序列，建立遥感器衰变监测模型。本实施例不局限于任何特定的传感器或地理区域，能够对卫星遥感数据中的任意一个图像对进行不变像元识别，有效地综合各个通道的变化信息，完成卫星遥感器在轨衰变跟踪，适应性强，可应用于大型空间数据集再处理和信息挖掘。

技术领域

本发明涉及卫星遥感技术领域，尤其涉及一种遥感器衰变的定量分析方 法及系统。

背景技术

卫星遥感器能提供多光谱波段、多时相的卫星遥感数据，在大部分的卫 星遥感应用场景中，都需要卫星遥感能提供长时间序列的一致性的观察数据， 因此遥感数据的高精度辐射定标是其定量化应用的重要前提。但是由于发射 时的震动、恶劣的太空环境和仪器老化等多种因素，其辐射响应特性会随着 时空变化而衰减，因此需要对遥感器的衰变进行定量的分析跟踪，进而完成 辐射定标。

卫星遥感的在轨定标与监测方法有很多，包括基于均匀定标场采用辐射 传输模型和同步现场测量参数(或者其它来源参数)的替代定标、利用高亮 的地球均匀稳定目标(如沙漠、冰川和深对流云)进行辐射跟踪、利用月亮 目标的辐射跟踪以及基于参考遥感器或者波段的交叉定标。

其中，基于地球均匀稳定目标监测遥感仪器在轨辐射响应变化是一种低 成本、日益被广泛应用的定标跟踪方法。通常依靠选区地面具有稳定反射率 的较大面积的均匀区域作为稳定场或伪不变目标场，通过对卫星在这些区域 不同时间的辐射响应差异来分析仪器在该时间段内的衰变，继而进行卫星数 据的相对辐射归一化。例如：中国西北部的沙漠目标敦煌戈壁，被用于反射 太阳波段卫星遥感器定标的中国遥感卫星辐射校正场(CRCS)。除此之外， 还有将南北极的冰川目标(Dome C和Greenland)等作为地球稳定目标的定 标跟踪方法。但是，这些基于地球均匀稳定目标进行定标跟踪方法，均需要 对地面有一定的先验知识，且目标的选取过程耗时耗力。

随着信息技术的发展，一些数学方法也逐渐的被应用于卫星数据的变化 检测中，常规的方法有应用于单通道数据的影像差值法以及比值法。然而， 卫星数据一般为多通道数据，导致这些常规的方法，因无法综合各个通道的 信息因而不适用于卫星数据的变化检测。

另外，主成分分析(PCA)法因其可以有效地综合各个通道的变化信息， 即通过一个线性变化将各通道的变化信息综合在几个主要的成分上，然后通 过对这几个主要成分的分析便可以进行变化检测。但是，主成分分析法仍然 有其局限性，虽然它可以综合多个通道的变化信息，消除各个通道之间的相 关性，但对于由不同时间获得的卫星数据，却不能消除不同时相间通道之间 的相关性，因此其对变化信息的检测还是具有很大的局限性。

发明内容

本发明实施例提供一种遥感器衰变的定量分析方法及系统，用以解决在 遥感器衰变跟踪时，不变特征场选取复杂、不能有效的消除不同时相的光谱 通道相关性的缺陷，或至少部分解决上述技术缺陷。

第一方面，本发明实施例提供一种遥感器衰变的定量分析方法，包括： 将不同时间获得的同一地理区域的卫星遥感数据投影到同一个地理栅格， 构建同一地理区域的不同时相的卫星数据集；计算卫星数据集中每个卫星 遥感数据所对应的表观反射率；基于IR-MAD变换，根据预设的不变像元 判断阈值，获取同一地理区域的不变像元；基于不变像元，对各个光谱通 道的表观反射率进行正交回归，获取卫星遥感器在各时间段内各个光谱通 道的衰变值序列；根据衰变值序列，建立遥感器衰变监测模型。