[发明专利]基于多元变量检测和不同辐射传输模型的交叉定标方法

说明书

基于多元变量检测和不同辐射传输模型的交叉定标方法，涉及遥感应用技术领域，解决现有针对大气模式和地表BRDF特性等均使用默认模式和经验参数，并且没有考虑到不同观测时间地物变化所带来的影响和不同辐射传输模型带来的不确定度，存在具有较大的不合理性和不确定性等问题，本发明获取了真实的大气廓线、地表BRDF以及不变地物，并考虑到了多种辐射传输模型带来的影响，针对传统使用经验大气模式、不考虑BRDF特性、使用单一辐射传输模型和不考虑地物变化实现交叉定标进行了改进，获取了真实的大气廓线以及BRDF等参数，根据多元变量检测法提取实验区域内的不变地物，同时结合了MODTRAN和6S辐射传输模型计算光谱匹配因子，进而更加科学的实现交叉定标的计算。

技术领域

本发明涉及遥感应用技术领域，具体涉及一种基于多元变量检测和不同辐射传输模型的交叉定标方法。

背景技术

随着遥感应用的日益量化、多时相和多传感器数据的综合应用以及定量遥感技术的发展，迫切需要高精度的遥感传感器辐射定标，遥感传感器的辐射定标是高精度定量遥感的基础。遥感影像只有经过辐射定标才可以将原始DN(影像数值)值转化为传感器入瞳处的等效能量值，在经过大气校正和一些反演算法获得植被，水体和大气等遥感反演产品，为国防、农业、林业和灾害防护等领域提供大面积多时域的遥感影像信息。辐射定标的实现要依靠卫星过境时定标场地光谱以及大气参数等条件，另外还需要对定标场地的BRDF(地表双向反射分布函数Bidirectional Reflectance Distribution Function)特性进行严格的评价和分析。可见近红外波段的辐射定标方法按照传感器的运行状态可分为发射前实验室定标、在轨卫星辐射定标、在轨替代辐射定标和交叉定标等。

传感器在发射升空之前都需要进行实验室定标，由于传感器升空之后受到震动和周围环境影响其探测器性能会发生不同程度的衰减导致其辐射性能产生变化，因此通过实验室定标参数计算的结果误差较大，因此需要每个季度对其进行辐射性能监测以修正其定标参数保障遥感影像定量化的精度。目前较为常用的辐射定标方法是场地辐射定标，然而这种定标法耗费较高的人力物力，同时还要受卫星过境时天气的影响，无法进行长时间的辐射性能监测。交叉辐射定标是利用已定标好的参考传感器通过辐亮度的转化实现对待定标传感器的定标，交叉辐射定标因其成本较低，能够实现对历史数据的定标也逐渐成为研究热点。本发明在大气廓线、地表多角度反射特性、不变地物点等基础之上，综合了目前两种常用的辐射传输模型优缺点实验交叉定标，更加符合真实情况。

目前关于交叉定标的计算主要是利用光谱匹配因子以修正不同传感器的差异。光谱匹配因子的计算是将参考传感器和待定标传感器的观测几何、大气条件和地表参数等输入到辐射传输模型中获得大气层顶辐亮度的比值。在辐射传输模型中关于大气模式和地表BRDF特性等均使用默认模式和经验参数，并且没有考虑到不同观测时间地物变化所带来的影响和不同辐射传输模型带来的不确定度，这些方法具有较大的不合理性和不确定性，因此需要一种基于多元变量检测和不同辐射传输模型的交叉定标方法。

本发明针对传统使用经验大气模式、不考虑BRDF特性、使用单一辐射传输模型和不考虑地物变化实现交叉定标进行了改进，获取了真实的大气廓线以及BRDF等参数，根据多元变量检测法提取实验区域内的不变地物，同时结合了MODTRAN和6S辐射传输模型计算光谱匹配因子，进而更加科学的实现交叉定标的计算。

发明内容

本发明为解决现有技术中，针对大气模式和地表BRDF特性等均使用默认模式和经验参数，并且没有考虑到不同观测时间地物变化所带来的影响和不同辐射传输模型带来的不确定度，存在具有较大的不合理性和不确定性等问题，提供一种基于多元变量检测和不同辐射传输模型的交叉定标方法。

基于多元变量检测和不同辐射传输模型的交叉定标方法，该方法由以下步骤实现：

步骤一、获取大气廓线数据，大气气溶胶数据以及BRDF模型参数；