[发明专利]基于AIRS的GF-4中波红外相机辐射定标方法

说明书

本发明公开了基于AIRS的GF－4中波红外相机辐射定标方法，该交叉辐射定标方法属于空间和对地观测领域。所述基于AIRS的GF－4中波红外相机辐射定标方法，通过计算在GF－4中波红外波段范围内，AIRS的222个有效波段的权重，并将此222个权重拟合成一个波段与GF－4中波红外波段进行交叉辐射定标，以此来获得更加可靠的定标系数。本发明公开的目的是为了解决传统的单波段交叉辐射定标方法得到的定标结果与实际结果偏差较大的问题，对比单波段法，利用AIRS的222个有效波段拟合出的波段与GF－4的中波红外波段具有良好的相关性，定标系数更具可靠性且更接近官方定标系数，同时相比单波段法，与AIRS匹配影像间的误差更低。

技术领域

本发明涉及空间和对地观测领域，特别是涉及基于AIRS的GF-4中波红外相机辐射定标方法。

背景技术

空间和对地观测技术领域是涉及航天、光电、物理、计算机、信息科学等诸多学科和应用领域的尖端综合性技术领域，主要通过利用地面遥感平台(遥感车、舰船)、航空遥感平台(飞机、气球、火箭)、航天遥感平台(卫星、宇宙飞船、航天站)等各种平台，实现对地球陆地、大气、海洋的立体、实时的观测和动态监测，提供宏观、准确、综合、连续多样的地球表面信息和数据，从而改变了人类获取地球系统数据和对地球系统的认知方式。

随着技术的发展，对卫星遥感器的高精度辐射定标提出了迫切的需要，然而传统定标方法逐渐不能满足遥感应用的需要，交叉辐射定标技术应用而生。交叉辐射定标是通过待定标的传感器与某一定标结果较好的传感器对同一目标进行观测并进行比较，进而确定交叉辐射定标系数的一种方法。由于AIRS有2378个波段，波段覆盖区域宽且每个波段的光谱响应区间窄，而GF-4的中波红外相机就一个波段，波段的光谱响应区间较宽。在GF-4中波红外波段光谱响应区间内，涵盖了AIRS的234的波段，通过分析，其中有12个波段是损坏的，因此在GF-4中波红外波段光谱响应区间内包含了AIRS的222个有效波段。传统的交叉辐射定标方法是通过单波段进行定标的，根据一元线性回归的数据分析，计算出GF-4的中波红外的定标系数。该定标系数不仅与官方定标系数相差较大，而且基于单波段法获取的定标系数计算出的表观辐亮度值与AIRS相匹配区域的表观辐亮度值进行比较，误差也较大并且相关性不是很理想。

发明内容

为了解决上述传统的交叉辐射定标方法得到的定标结果与实际结果偏差较大，本发明提出了基于AIRS的GF-4中波红外相机辐射定标方法，通过计算在GF-4中波红外波段光谱响应区间内AIRS的222个有效波段的权重，并将此222个权重拟合成一个波段与GF-4中波红外进行交叉辐射定标，以此来获得更加可靠的定标系数。

鉴于以上情况，本发明提出了基于AIRS的GF-4中波红外相机辐射定标方法，其特征在于，包括：

步骤一、GF-4中波红外波段(中波红外相机只有一个波段)为宽响应区间波段，其光谱响应区间涵盖了AIRS 222个有效波段，因此获取GF-4 IRS和AIRS 222的光谱响应函数，所述光谱响应函数为实验室测量的传感器每个波段在不同波长处接受信号强弱能力，可表示为其中ρ_i为两个相机各自波段在不同波长处的光谱响应值，DN_i为入射的辐射计数值，DN_r是接受的辐射计数值；

步骤二、获取GF-4中波红外与AIRS中波红外的波段光谱响应函数后，因为AIRS222个波段对应222个离散的光谱响应函数，所以分别计算出222波段的中心波长，并提取该中心波长处的GF-4中波红外波段对应的光谱响应值，共222组数据；

步骤三、将222组数据进行归一化，即将每个AIRS波段中心波长处的GF-4中波红外波段对应的光谱响应值除以222个AIRS波段中心波长处的GF-4中波红外波段对应的光谱响应值的总和，以获得各个有效波段的权重因子；

步骤四、选取参考卫星AIRS与待定标卫星GF-4对同一实验区域的近同时的成像，组成影像对；