[发明专利]一种机载面阵凝视型高光谱影像光照校正方法

说明书

本发明涉及一种机载面阵凝视型高光谱影像光照校正方法，包括1)使用ASD和余弦探头对机载面阵凝视型高光谱成像仪成像时刻下行辐照度进行观测，得到下行辐照度光谱曲线；2)计算每个待检光谱曲线与前一时刻的下行辐照度光谱曲线之间的最小距离，即照度差；若照度差大于预设阈值，则标记该待检光谱曲线对应时刻为待校正时刻；3)对原始机载面阵凝视型高光谱影像进行辐射定标，得到表观辐亮度L(μ_v)；4)通过时间匹配，定位需要校正的波段；将待校正时刻的下行辐照度光谱曲线等效积分至该波段，并计算该波段的校正系数；5)利用校正系数对需要校正的波段表观辐亮度L(μ_v)进行校正，得到校正后的波段；6)将校正后的波段与未校正波段合并，得到校正后的影像。

技术领域

本发明涉及定量遥感中高光谱数据预校正领域，具体涉及一种机载面阵凝视型高光谱影像光照校正方法。

背景技术

高光谱成像仪的成像方式一般可分为摆扫型、推扫型和凝视型三种，其中面阵凝视型高光谱成像仪单次曝光便可实现空间三维成像，不需要机械运动，且受平台稳定度影响较小。面阵凝视型高光谱成像仪凝视成像期间，太阳光照及大气时空变化的影响不可忽略。凝视成像过程需要花费数秒完成不同波段的多次曝光，才能得到最终高光谱数据立方体，在此期间内，由于机载遥感工作平台位于云层下方，太阳光照受云盖影响会发生剧烈变化，最终造成单景高光谱立方体内部不同波段之间的光照不一致。即使在晴朗无云的天气条件下，太阳光照依旧会随时间发生变化，在遥感影像上呈现出明暗不一的现象。现有的数据预处理方法均忽略了机载遥感采集时间段内光照的变化，默认采集的遥感影像有较好的光照一致性，这给高光谱数据质量带来了较大的不确定性。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中存在的数据预处理方法因忽略了机载遥感采集时间段内光照的变化，默认采集的遥感影像有较好的光照一致性，给高光谱数据质量带来了较大不确定性的问题，而提供了一种机载面阵凝视型高光谱影像光照校正方法。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种机载面阵凝视型高光谱影像光照校正方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

1)使用便携式地物光谱仪和余弦探头对机载面阵凝视型高光谱成像仪成像时刻下行辐照度进行观测，观测频率大于机载面阵凝视型高光谱成像仪每秒成像帧数，得到下行辐照度光谱曲线；

2)以机载面阵凝视型高光谱成像仪获取第一波段的时间为起始时刻，选择起始时刻所对应的下行辐照度光谱曲线为基准光谱曲线，起始时刻之后各时刻所对应的下行辐照度光谱曲线为待检光谱曲线，计算每个待检光谱曲线与前一时刻的下行辐照度光谱曲线之间的最小距离，即照度差；若照度差大于预设阈值，则标记该待检光谱曲线对应时刻为待校正时刻；

3)对原始机载面阵凝视型高光谱影像进行辐射定标，得到表观辐亮度L(μ_v)；

4)通过时间匹配，定位原始机载面阵凝视型高光谱影像需要校正的波段；将待校正时刻的下行辐照度光谱曲线等效积分至该波段，利用等效积分后的下行辐照度光谱曲线计算该波段的校正系数；

5)利用校正系数对需要校正的波段表观辐亮度L(μ_v)进行校正，得到校正后的波段；

6)将校正后的波段与未校正波段合并，得到校正后的影像。

进一步地，所述步骤1中观测前对便携式地物光谱仪进行定标，得到误差范围。

进一步地，所述步骤2中具体按照下式计算每个待检光谱曲线与前一时刻的下行辐照度光谱曲线之间的最小距离；

式中，x_i代表待检光谱曲线的光谱向量；

y_i代表前一时刻下行辐照度光谱曲线的光谱向量；