[发明专利]一种地物光谱仪野外测量光谱的同步校正方法

权利要求书

1.一种地物光谱仪野外测量光谱的同步校正方法，其特征在于：步骤一、建立入射辐亮度和光照强度的拟合模型

1-1.建立数据集

在不同的光照强度下通过标准白板和地物光谱仪进行一次或多次入射辐亮度光谱的检测，得到综合数据集；所得的入射辐亮度光谱包含400-900nm波段内每1nm波长的入射辐亮度值；将综合数据集拆分为训练集和测试集；所述的地物光谱仪采用Field Spec4便携式地物光谱仪；光照度计采用ST-85照度计；

1-2.建立拟合模型

对训练集中的入射辐亮度光谱的各波段数据分别进行拟合，得到各个波段入射辐亮度Rad_m和光照强度lux的拟合函数如式(1)所示，波长m＝400,401,…,900；拟合过程通过最小二乘法完成；

Rad_m＝f_m(lux) 式(1)

式(1)中，f_m为m波长入射辐亮度和光照强度的拟合函数；

1-3.通过测试集数据对拟合函数进行验证

将测试集数据中的光照强度数据分别代入如式(1)所示的拟合函数，计算测试集中的第i个样本的光照强度lux_i′对应的预测入射辐亮度光谱数据Rad_i(预测)如式(2)所示，i＝1,2,…,n；，n为测试集的样本数；

Rad_i(预测)＝(f₄₀₀(lux_i′)，f₄₀₁(lux_i′)，…，f₉₀₀(lux_i′)) 式(2)

计算拟合模型拟合精度ref_im的表达式如式(3)所示；ref_im表示拟合模型对测试集第i个样本在m波段下的拟合精度；i＝1,2,…,n；m＝400,401,…,900；

式(3)中，Rad_im(真实)为测试集第i个样本在m波段下真实入射辐亮度；Rad_im(预测)为测试集第i个样本在m波段下预测入射辐亮度；

计算拟合函数的均方根误差RMSE_m的表达式如式(4)所示；

若RMSE_m高于预设值，则重新执行步骤1-1，更新拟合函数；

步骤二、地物反射光谱的同步校正

在地物光谱仪采集地物反射辐亮度的同时，采集环境中的光照强度lux″；计算预测入射辐亮度光谱Rad(入)如式(5)所示；

Rad(入)＝(f₄₀₀(lux″)，f₄₀₁(lux″)，…，f₉₀₀(lux″))_入 式(5)

计算地物的同步校正反射光谱ref_同步如式(6)所示；

式(6)中，Rad(反)为地物光谱仪测量得到的400-900nm波段地物反射辐亮度光谱。

2.根据权利要求1所述的一种地物光谱仪野外测量光谱的同步校正方法，其特征在于：步骤1-1中，训练集占综合数据集内数据总量的2/3；测试集占综合数据集内数据总量的1/3。