[发明专利]基于先验地物光谱匹配的高光谱卫星自适应大气校正方法

权利要求书

1.一种基于先验地物光谱匹配的高光谱卫星自适应大气校正方法，其特征在于，包括：

对高光谱L1级数据进行辐射定标以得到高光谱卫星影像的表观反射率；

反演气溶胶光学厚度，其包括：利用蓝绿波段估算气溶胶光学厚度初值；根据气溶胶光学厚度初值通过查表的方式获取大气参数；由表观反射率和大气参数计算地表反射率初值；从高光谱卫星影像中抽取用于气溶胶光学厚度估计的像元；在被选中的像元中，利用光谱角匹配的方式，寻找地物光谱库中与像元地表反射率初值在光谱形态上最相似的光谱，计算最相似的光谱与像元地表反射率初值间的缩放比例，根据缩放比例确定第二次地表反射率初值，利用第二次地表反射率初值按照最小化表观反射率估算误差的设定重新计算气溶胶光学厚度，得到气溶胶光学厚度后进行迭代优化，以防止第二次地表反射率初值与实际地表反射率形态上的差异对估算结果造成影响并寻找气溶胶光学厚度最优解；

基于线性回归波段比反演水汽含量；

将高光谱卫星影像的观测天顶角、太阳天顶角两个几何参数和大气模式，以及反演得到的气溶胶光学厚度和水气含量两个大气成分含量，输入到MODTRAN辐射传输模型，在查找表中得到大气参数，完成高光谱影像的大气校正，MODTRAN辐射传输模型包含观测天顶角、太阳天顶角、气溶胶光学厚度、水汽含量和大气模式五个维度的大气校正查找表。

2.根据权利要求1所述的基于先验地物光谱匹配的高光谱卫星自适应大气校正方法，其特征在于，表观反射率的误差利用波长的倒数加权计算得到。

3.根据权利要求1所述的基于先验地物光谱匹配的高光谱卫星自适应大气校正方法，选择归一化植被指数大、与周围像元一致程度高或表观反射率小的像元组成气溶胶光学厚度计算影像。

4.根据权利要求1所述的基于先验地物光谱匹配的高光谱卫星自适应大气校正方法，地物光谱库由植被光谱和土壤光谱线性混合后的光谱集合而成。

5.一种基于先验地物光谱匹配的高光谱卫星自适应大气校正系统，其特征在于，包括：

表观反射率计算模块，其被配置为对高光谱L1级数据进行辐射定标以得到高光谱卫星影像的表观反射率；

气溶胶光学厚度反演模块，其被配置为：利用蓝绿波段估算气溶胶光学厚度初值；根据气溶胶光学厚度初值通过查表的方式获取大气参数；由表观反射率和大气参数计算地表反射率初值；从高光谱卫星影像中抽取用于气溶胶光学厚度估计的像元；在被选中的像元中，利用光谱角匹配的方式，寻找地物光谱库中与像元地表反射率初值在光谱形态上最相似的光谱，计算最相似的光谱与像元地表反射率初值间的缩放比例，根据缩放比例确定第二次地表反射率初值，利用第二次地表反射率初值按照最小化表观反射率估算误差的设定重新计算气溶胶光学厚度，得到气溶胶光学厚度后进行迭代优化，以防止第二次地表反射率初值与实际地表反射率形态上的差异对估算结果造成影响并寻找气溶胶光学厚度最优解；

水汽含量反演模块，其被配置为基于线性回归波段比反演水汽含量；

MODTRAN辐射传输模型，其包含观测天顶角、太阳天顶角、气溶胶光学厚度、水汽含量和大气模式五个维度的大气校正查找表，将高光谱卫星影像的观测天顶角、太阳天顶角两个几何参数和大气模式，以及反演得到的气溶胶光学厚度和水气含量两个大气成分含量，输入到MODTRAN辐射传输模型，在查找表中得到大气参数，完成高光谱影像的大气校正。

6.根据权利要求5所述的基于先验地物光谱匹配的高光谱卫星自适应大气校正系统，其特征在于，表观反射率的误差利用波长的倒数加权计算得到。

7.根据权利要求5所述的基于先验地物光谱匹配的高光谱卫星自适应大气校正系统，选择归一化植被指数大、与周围像元一致程度高或表观反射率小的像元组成气溶胶光学厚度计算影像。

8.根据权利要求5所述的基于先验地物光谱匹配的高光谱卫星自适应大气校正系统，地物光谱库由植被光谱和土壤光谱线性混合后的光谱集合而成。