CN112595344A - 一种遥感卫星高分相机在轨绝对辐射定标的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种遥感卫星高分相机在轨绝对辐射定标的方法及装置，该方法包括：在预设的实验场区中设置五级靶标，并在每个所述靶标上均匀选取多个采样点；通过地面光谱仪采集测量卫星经过五级靶标前后预设时间段内所述每个采样点的地表反射率；根据所述每个采样点的地表反射率与获取的辐射传输模型其他参数(大气特性数据、太阳漫射辐射及总辐射数据等数据)确定出卫星相机成像前后预设时间段内所述每个靶标的入瞳处辐射亮度；根据获取的遥感卫星高分相机影像数据、每个靶标的入瞳处辐射亮度以及预设的线性方程模型计算得到绝对辐射定标系数。本申请解决了现有技术中不能满足高分辨率遥感卫星高分相机在轨绝对辐射定标需要的技术问题。
Description
技术领域
本申请涉及卫星遥感技术领域，尤其涉及一种遥感卫星高分相机在轨绝对辐射定标的方法及装置。
背景技术
随着遥感卫星技术的不断发展，光学遥感器空间分辨率的提高，定标后的定量遥感数据被有效应用于多个行业领域，产生了明显效果。遥感卫星数据的定量化应用是当前研究热点，其关键在于提高遥感卫星传感器的定标水平，但不同定标后的数据精度仍有部分不能满足行业应用需求，例如在轨绝对辐射定标精度。因此，如何提高在轨绝对辐射定标精度成为亟待解决的问题。
常见的在轨绝对辐射定标的方式包括星上定标和替代定标两种，其中，替代定标由于不受空间环境和卫星状态的影响而得到了快速发展。目前，替代定标主要是基于海洋、沙漠、云、雪、干涸湖床和冰壳等目标的发射率基法等场地进行辐射定标，但是。一方面由于海洋、沙漠、云、雪、干涸湖床和冰壳等目标反射率易受环境、大气层参数等影响；另一方面现有的替代定标方式中一般选取三个以内的目标物进行定标，因此，现有替代定标采用海洋、沙漠、云、雪、干涸湖床和冰壳等目标计算在轨绝对辐射定标绝对辐射定标系数的准确性较差，不能满足高分辨率遥感卫星高分相机在轨绝对辐射定标需要。
发明内容
本申请解决的技术问题是：针对现有技术中不能满足高分辨率遥感卫星高分相机在轨绝对辐射定标需要的问题，本申请提供了一种遥感卫星高分相机在轨绝对辐射定标的方法及装置，本申请实施例所提供的方案中，一方面采用五级靶标进行辐射定标能够获取高质量辐射亮度数据；另一方面，采用遥感卫星高分相机数据、大气特性数据、太阳漫射辐射、总辐射数以及每个靶标的地表反射率多源数据来解算辐射传输模型，提高了辐射定标计算的精度，进而满足高分辨率遥感卫星高分相机在轨绝对辐射定标需要。
第一方面，本申请实施例提供一种遥感卫星高分相机在轨绝对辐射定标的方法，该方法包括：
在预设的实验场区中设置五级靶标，并在每个所述靶标上均匀选取多个采样点，其中，所述五级靶标包括四级灰阶靶标和一级地物，所述四级灰阶靶标设置方向与卫星飞行方向平行，所述一级地物为在所述四级靶标附近选取均匀地物；
通过地面光谱仪采集测量卫星经过所述五级靶标前后预设时间段内所述每个采样点的地表反射率；
获取遥感卫星高分相机数据、大气特性数据、太阳漫射辐射及总辐射数据，并根据所述遥感卫星高分相机数据、所述大气特性数据、所述太阳漫射辐射及总辐射数据、所述每个采样点的地表反射率以及预设的辐射传输模型计算得到绝对辐射定标系数。
本申请实施例所提供的方案中，通过在预设的实验场区中设置五级靶标，并计算五级靶标所对应的地表反射率，然后采用遥感卫星高分相机数据、大气特性数据、太阳漫射辐射、总辐射数以及每个靶标的地表反射率来解算预设的辐射传输模型得到绝对辐射定标系数。即在本申请实施例所提供的方案中，一方面采用五级靶标进行辐射定标能够获取高质量辐射亮度数据；另一方面，采用遥感卫星高分相机数据、大气特性数据、太阳漫射辐射、总辐射数以及每个靶标的地表反射率多源数据来解算辐射传输模型，提高了辐射定标计算的精度，进而满足高分辨率遥感卫星高分相机在轨绝对辐射定标需要。
可选地，根据所述遥感卫星高分相机数据、所述大气特性数据、所述太阳漫射辐射、所述总辐射数据、所述每个采样点的地表反射率以及预设的辐射传输模型计算得到绝对辐射定标系数，包括：
根据所述大气特性数据、所述太阳漫射辐射及总辐射数据、所述每个采样点的地表反射率以及预设的辐射传输模型计算得到遥感卫星高分相机成像前后预设时间段内所述每个靶标的入瞳处辐射亮度；
根据所述遥感卫星高分相机数据、所述每个靶标的入瞳处辐射亮度以及预设的线性方程模型计算得到所述绝对辐射定标系数。
可选地，根据所述大气特性数据、所述太阳漫射辐射及总辐射数据、所述每个采样点的地表反射率以及预设的辐射传输模型计算得到遥感卫星高分相机成像前后预设时间段内所述每个靶标的入瞳处辐射亮度，包括：
根据所述每个采样点的地表反射率计算所述每个靶标中多个采样点的地表反射率均值，并将所述地表反射率均值作为每个靶标的初始地表反射率；
计算所述初始地表反射率与预设的地表反射率的比值，将所述比值与预设的地表反射率相乘得到所述遥感卫星高分相机成像前后预设时间段内所述每个靶标的地表反射率；
根据所述每个靶标的地表反射率、所述大气特性数据、所述太阳漫射辐射及总辐射数据以及所述预设的辐射传输模型计算得所述每个靶标的入瞳处辐射亮度。
可选地，根据所述每个靶标的地表反射率、所述大气特性数据、所述太阳漫射辐射及总辐射数据以及所述预设的辐射传输模型计算得所述每个靶标的入瞳处辐射亮度，包括：
通过如下公式计算所述每个靶标的入瞳处辐射亮度：
其中，LRT,large表示所述每个靶标的入瞳处辐射亮度；Tg(θg,θv)表示大气吸收透过率；ms表示太阳方向大气质量；tD(θS)表示太阳向下漫射透过率；ρlarge表示大面积均匀场光谱反射率；mv表示光学相机观测方向大气质量；tD(θv)表示光学相机观测方向漫射透过率；Esum表示大气外太阳光谱辐照度。
可选地，根据所述遥感卫星高分相机数据、所述每个靶标的入瞳处辐射亮度以及预设的线性方程模型计算得到所述绝对辐射定标系数，包括：
通过如下公式计算得到所述绝对辐射定标系数：
LRT,large＝K*DN+B
其中，DN表示每个靶标在遥感影像上的像素值；K、B表示所述绝对辐射定标系数。
可选地，若所述预设的实验场区为戈壁沙漠，所述五级靶标包括四级灰度靶标和作为第五级靶标的戈壁沙漠，其中，所述四级灰度靶标的反射率分别为5％、20％、40％以及60％。
可选地，还包括：确定根据所述预设的辐射传输模型计算得所述第五级靶标的第一入瞳处辐射亮度；根据所述第五级靶标在遥感影像上的像素值、所述绝对辐射定标系数以及所述预设的线性方程模型计算得到第五级靶标的第二入瞳处辐射亮度；根据所述第一入瞳处辐射亮度和所述第二入瞳处辐射亮度验证所述绝对辐射定标系数的精度。
在本申请实施例所提供的方案中，由于采用遥感卫星高分相机数据、大气特性数据、太阳漫射辐射、总辐射数以及五级靶标每个采样点的地表反射率多源数据来解算辐射传输模型，提高了绝对辐射定标计算的精度，采用高精度辐射定标数据进行精度验证，保证其高分卫星在轨绝对辐射定标精度，实现高分遥感卫星数据的高精度定量遥感应用。
第二方面，本申请实施例提供了一种遥感卫星高分相机在轨绝对辐射定标的装置，该装置包括：
选择单元，用于在预设的实验场区中设置五级靶标，并在每个所述靶标上均匀选取多个采样点，其中，所述至少四级靶标设置方向与卫星飞行方向平行；
测量单元，用于通过地面光谱仪采集测量卫星经过所述五级靶标前后预设时间段内所述每个采样点的地表反射率；
计算单元，用于获取遥感卫星高分相机数据、大气特性数据、太阳漫射辐射及总辐射数据，并根据所述遥感卫星高分相机数据、所述大气特性数据、所述太阳漫射辐射及总辐射数据、所述每个采样点的地表反射率以及预设的辐射传输模型计算得到绝对辐射定标系数。
可选地，所述计算单元，具体用于：
根据所述大气特性数据、所述太阳漫射辐射及总辐射数据、所述每个采样点的地表反射率以及预设的辐射传输模型计算得到遥感卫星高分相机成像前后预设时间段内所述每个靶标的入瞳处辐射亮度；
根据所述遥感卫星高分相机数据、所述每个靶标的入瞳处辐射亮度以及预设的线性方程模型计算得到所述绝对辐射定标系数。
可选地，所述计算单元，具体用于：
根据所述每个采样点的地表反射率计算所述每个靶标中多个采样点的地表反射率均值，并将所述地表反射率均值作为每个靶标的初始地表反射率；
计算所述初始地表反射率与预设的地表反射率的比值，将所述比值与预设的地表反射率相乘得到所述遥感卫星高分相机成像前后预设时间段内所述每个靶标的地表反射率；
根据所述每个靶标的地表反射率、所述大气特性数据、所述太阳漫射辐射及总辐射数据以及所述预设的辐射传输模型计算得所述每个靶标的入瞳处辐射亮度。
可选地，所述计算单元，具体用于：通过如下公式计算所述每个靶标的入瞳处辐射亮度：
其中，LRT,large表示所述每个靶标的入瞳处辐射亮度；Tg(θg,θv)表示大气吸收透过率；ms表示太阳方向大气质量；tD(θS)表示太阳向下漫射透过率；ρlarge表示大面积均匀场光谱反射率；mv表示光学相机观测方向大气质量；tD(θv)表示光学相机观测方向漫射透过率；Esum表示大气外太阳光谱辐照度。
可选地，所述计算单元，具体用于：通过如下公式计算得到所述绝对辐射定标系数：
LRT,large＝K*DN+B
其中，DN表示每个靶标在遥感影像上的像素值；K、B表示所述绝对辐射定标系数。
可选地，若所述预设的实验场区为作为第五级靶标的戈壁沙漠，所述五级靶标包括四级灰度靶标和戈壁沙漠，其中，所述四级灰度靶标的反射率分别为5％、20％、40％以及60％。
可选地，还包括：确定根据所述预设的辐射传输模型计算得所述第五级靶标的第一入瞳处辐射亮度；根据所述第五级靶标在遥感影像上的像素值、所述绝对辐射定标系数以及所述预设的线性方程模型计算得到第五级靶标的第二入瞳处辐射亮度；根据所述第一入瞳处辐射亮度和所述第二入瞳处辐射亮度验证所述绝对辐射定标系数的精度。
附图说明
图1为本申请实施例所提供的一种遥感卫星高分相机在轨绝对辐射定标的方法的流程示意图；
图2为本申请实施例所提供的一种戈壁沙漠实验区域中靶标布设的示意图；
图3为本申请实施例所提供的一种靶标布设影像效果以及靶标反射率示意图；
图4为本申请实施例所提供的一种靶标上采样点分布示意图；
图5为本申请实施例所提供的一种遥感卫星高分相机在轨绝对辐射定标的装置的结构示意图。
具体实施方式
本申请实施例提供的方案中，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
以下结合说明书附图对本申请实施例所提供的一种遥感卫星高分相机在轨绝对辐射定标的方法做进一步详细的说明，该方法具体实现方式可以包括以下步骤(方法流程如图1所示)：
步骤101，在预设的实验场区中设置五级靶标，并在每个所述靶标上均匀选取多个采样点，其中，所述五级靶标包括四级灰阶靶标和一级地物，所述四级灰阶靶标设置方向与卫星飞行方向平行，所述一级地物为在所述四级靶标附近选取均匀地物。
在一种可能实现的方式中，若所述预设的实验场区为戈壁沙漠，所述五级靶标包括四级灰度靶标和作为第五级靶标的戈壁沙漠，其中，所述四级灰度靶标的反射率分别为5％、20％、40％以及60％。
具体的，若预设的实验场区为戈壁沙漠，实验场区地势平坦，四周开阔，其范围为20km×20km范围内均为戈壁沙漠。在戈壁沙漠实验场区设置五级靶标，该五级靶标包括四级灰阶靶标和一级戈壁沙漠。具体的，在戈壁沙漠实验场区靶标布设的区域面积约为100m×400m，四级灰阶靶标采用湿法PU革制作，为满足高分辨率(分辨率小于等于3m)卫星定标精度要求，四级灰阶靶标的反射率分别为5％，20％，40％，60％，其大小均为40m×40m。在靶标布设区域内设置有黑色底网，四级灰阶靶标设置在黑色底网上，且每级灰阶靶标间隔10米，铺设置方向与卫星飞行的方向平行。参见图2，为本申请实施例提供的一种戈壁沙漠实验区域中靶标布设的示意图。参见图3，为本申请实施例提供的一种靶标布设影像效果以及靶标反射率示意图。
进一步，在预设的实验场区设置五级靶标之后，需要在每个所述靶标上均匀选取多个采样点，例如，在每个靶标均匀选取16个采样点。参见图4，为本申请实施例提供的一种靶标上采样点分布示意图。
步骤102，通过地面光谱仪采集测量卫星经过所述五级靶标前后预设时间段内所述每个采样点的地表反射率。
步骤103，获取遥感卫星高分相机数据、大气特性数据、太阳漫射辐射及总辐射数据，并根据所述遥感卫星高分相机数据、所述大气特性数据、所述太阳漫射辐射及总辐射数据、所述每个采样点的地表反射率以及预设的辐射传输模型计算得到绝对辐射定标系数。
具体的，在本申请实施例所提供的方案中，为了计算绝对辐射定标系数除了需要计算每个采样点的地表反射率，还需要获取遥感卫星高分相机数据、大气特性数据、太阳漫射辐射数据以及总辐射数据。
进一步，为了获取遥感卫星高分相机数据、大气特性数据、太阳漫射辐射数据以及总辐射数据，在本申请实施例所提供的方案中，参与测量的设备除了包括具有反射率测量功能的地面光谱仪之后，还需要具有测量大气光学厚度的太阳光度计、天空漫射和总辐射比测量的太阳照度计、漫反射标准参照的漫反射标准参照板，以及大气气象参数获取的自动气象站等。应理解，在本申请实施例所提供的方案中，为了保证辐射定标过程的顺利进行，在辐射定标之前需要保证地面光谱仪、太阳光度计、太阳照度计、标准参照板以及自动气象站等正常运行。
进一步，在本申请实施例所提供的方案中，根据所述遥感卫星高分相机数据、所述大气特性数据、所述太阳漫射辐射及总辐射数据、所述每个采样点的地表反射率以及预设的辐射传输模型计算得到绝对辐射定标系数的方式有多种，下面以一种较佳的方式为例进行说明。
在一种可能实现的方式中，根据所述遥感卫星高分相机数据、所述大气特性数据、所述太阳漫射辐射、所述总辐射数据、所述每个采样点的地表反射率以及预设的辐射传输模型计算得到绝对辐射定标系数，包括：
根据所述大气特性数据、所述太阳漫射辐射及总辐射数据、所述每个采样点的地表反射率以及预设的辐射传输模型计算得到遥感卫星高分相机成像前后预设时间段内所述每个靶标的入瞳处辐射亮度；
根据所述遥感卫星高分相机数据、所述每个靶标的入瞳处辐射亮度以及预设的线性方程模型计算得到所述绝对辐射定标系数。
进一步，在一种可能实现的方式中，根据所述大气特性数据、所述太阳漫射辐射及总辐射数据、所述每个采样点的地表反射率以及预设的辐射传输模型计算得到遥感卫星高分相机成像前后预设时间段内所述每个靶标的入瞳处辐射亮度，包括：
根据所述每个采样点的地表反射率计算所述每个靶标中多个采样点的地表反射率均值，并将所述地表反射率均值作为每个靶标的初始地表反射率；
计算所述初始地表反射率与预设的地表反射率的比值，将所述比值与预设的地表反射率相乘得到所述遥感卫星高分相机成像前后预设时间段内所述每个靶标的地表反射率；
根据所述每个靶标的地表反射率、所述大气特性数据、所述太阳漫射辐射及总辐射数据以及所述预设的辐射传输模型计算得所述每个靶标的入瞳处辐射亮度。
具体的，在本申请实施例所提供的方案中，地面靶标辐射亮度测量采用“参考板—地面靶标”方式，即先测一次标准参考板的光谱(参考板事先经过标定，理论上为一条直线，值为100％)，接着测量地面靶标目标点的光谱(光谱仪观测角度与卫星传感器相机的观测角度保持一致)，然后对地面目标光谱和参考板测量辐射亮度求比值，比值再乘以标准参考板的反射率即为成像前后临近时间段的靶标实际反射率测量光谱，测量结果保存在地面光谱仪的控制箱中。
进一步，在一种可能实现的方式中，根据所述每个靶标的地表反射率、所述大气特性数据、所述太阳漫射辐射及总辐射数据以及所述预设的辐射传输模型计算得所述每个靶标的入瞳处辐射亮度，包括：
通过如下公式计算所述每个靶标的入瞳处辐射亮度：
其中，LRT,large表示所述每个靶标的入瞳处辐射亮度；Tg(θg,θv)表示大气吸收透过率；ms表示太阳方向大气质量；tD(θS)表示太阳向下漫射透过率；ρlarge表示大面积均匀场光谱反射率；mv表示光学相机观测方向大气质量；tD(θv)表示光学相机观测方向漫射透过率；Esum表示大气外太阳光谱辐照度。
进一步，在一种可能实现的方式中，根据所述遥感卫星高分相机数据、所述每个靶标的入瞳处辐射亮度以及预设的线性方程模型计算得到所述绝对辐射定标系数，包括：
通过如下公式计算得到所述绝对辐射定标系数：
LRT,large＝K*DN+B
其中，DN表示每个靶标在遥感影像上的像素值；K、B表示所述绝对辐射定标系数。
进一步，为了验证本申请实施例所提供的方案中辐射定标的精度，在一种可能实现的方式中，还包括：确定根据所述预设的辐射传输模型计算得所述第五级靶标的第一入瞳处辐射亮度；根据所述第五级靶标在遥感影像上的像素值、所述绝对辐射定标系数以及所述预设的线性方程模型计算得到第五级靶标的第二入瞳处辐射亮度；根据所述第一入瞳处辐射亮度和所述第二入瞳处辐射亮度验证所述绝对辐射定标系数的精度。
本申请实施例所提供的方案中，通过在预设的实验场区中设置五级靶标，并计算五级靶标所对应的地表反射率，然后采用遥感卫星高分相机数据、大气特性数据、太阳漫射辐射、总辐射数以及每个靶标的地表反射率来解算预设的辐射传输模型得到绝对辐射定标系数。即在本申请实施例所提供的方案中，一方面采用五级靶标进行辐射定标能够获取高质量辐射亮度数据；另一方面，采用遥感卫星高分相机数据、大气特性数据、太阳漫射辐射、总辐射数以及每个靶标的地表反射率多源数据来解算辐射传输模型，提高了辐射定标计算的精度，进而满足高分辨率遥感卫星高分相机在轨绝对辐射定标需要。
基于与图1所示的方法相同的发明构思，本申请实施例提供了一种遥感卫星高分相机在轨绝对辐射定标的装置，参见图5，该装置包括：
选择单元501，用于在预设的实验场区中设置五级靶标，并在每个所述靶标上均匀选取多个采样点，其中，所述至少四级靶标设置方向与卫星飞行方向平行；
测量单元502，用于通过地面光谱仪采集测量卫星经过所述五级靶标前后预设时间段内所述每个采样点的地表反射率；
计算单元503，用于获取遥感卫星高分相机数据、大气特性数据、太阳漫射辐射及总辐射数据，并根据所述遥感卫星高分相机数据、所述大气特性数据、所述太阳漫射辐射及总辐射数据、所述每个采样点的地表反射率以及预设的辐射传输模型计算得到绝对辐射定标系数。
可选地，所述计算单元503，具体用于：
根据所述大气特性数据、所述太阳漫射辐射及总辐射数据、所述每个采样点的地表反射率以及预设的辐射传输模型计算得到遥感卫星高分相机成像前后预设时间段内所述每个靶标的入瞳处辐射亮度；
根据所述遥感卫星高分相机数据、所述每个靶标的入瞳处辐射亮度以及预设的线性方程模型计算得到所述绝对辐射定标系数。
可选地，所述计算单元503，具体用于：
根据所述每个采样点的地表反射率计算所述每个靶标中多个采样点的地表反射率均值，并将所述地表反射率均值作为每个靶标的初始地表反射率；
计算所述初始地表反射率与预设的地表反射率的比值，将所述比值与预设的地表反射率相乘得到所述遥感卫星高分相机成像前后预设时间段内所述每个靶标的地表反射率；
根据所述每个靶标的地表反射率、所述大气特性数据、所述太阳漫射辐射及总辐射数据以及所述预设的辐射传输模型计算得所述每个靶标的入瞳处辐射亮度。
可选地，所述计算单元503，具体用于：通过如下公式计算所述每个靶标的入瞳处辐射亮度：
其中，LRT,large表示所述每个靶标的入瞳处辐射亮度；Tg(θg,θv)表示大气吸收透过率；ms表示太阳方向大气质量；tD(θS)表示太阳向下漫射透过率；ρlarge表示大面积均匀场光谱反射率；mv表示光学相机观测方向大气质量；tD(θv)表示光学相机观测方向漫射透过率；Esum表示大气外太阳光谱辐照度。
可选地，所述计算单元503，具体用于：
通过如下公式计算得到所述绝对辐射定标系数：
LRT,large＝K*DN+B
其中，DN表示每个靶标在遥感影像上的像素值；K、B表示所述绝对辐射定标系数。
可选地，若所述预设的实验场区为戈壁沙漠，所述五级靶标包括四级灰度靶标和作为第五级靶标的戈壁沙漠，其中，所述四级灰度靶标的反射率分别为5％、20％、40％以及60％。
可选地，还包括：确定根据所述预设的辐射传输模型计算得所述第五级靶标的第一入瞳处辐射亮度；根据所述第五级靶标在遥感影像上的像素值、所述绝对辐射定标系数以及所述预设的线性方程模型计算得到第五级靶标的第二入瞳处辐射亮度；根据所述第一入瞳处辐射亮度和所述第二入瞳处辐射亮度验证所述绝对辐射定标系数的精度。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种遥感卫星高分相机在轨绝对辐射定标的方法，其特征在于，包括：
在预设的实验场区中设置五级靶标，并在每个所述靶标上均匀选取多个采样点，其中，所述五级靶标包括四级灰阶靶标和一级地物，所述四级灰阶靶标设置方向与卫星飞行方向平行，所述一级地物为在所述四级靶标附近选取均匀地物；
通过地面光谱仪采集测量卫星经过所述五级靶标前后预设时间段内所述每个采样点的地表反射率；
获取遥感卫星高分相机数据、大气特性数据、太阳漫射辐射及总辐射数据，并根据所述遥感卫星高分相机数据、所述大气特性数据、所述太阳漫射辐射及总辐射数据、所述每个采样点的地表反射率以及预设的辐射传输模型计算得到绝对辐射定标系数。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述遥感卫星高分相机数据、所述大气特性数据、所述太阳漫射辐射、所述总辐射数据、所述每个采样点的地表反射率以及预设的辐射传输模型计算得到绝对辐射定标系数，包括：
根据所述大气特性数据、所述太阳漫射辐射及总辐射数据、所述每个采样点的地表反射率以及预设的辐射传输模型计算得到遥感卫星高分相机成像前后预设时间段内所述每个靶标的入瞳处辐射亮度；
根据所述遥感卫星高分相机数据、所述每个靶标的入瞳处辐射亮度以及预设的线性方程模型计算得到所述绝对辐射定标系数。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述大气特性数据、所述太阳漫射辐射及总辐射数据、所述每个采样点的地表反射率以及预设的辐射传输模型计算得到遥感卫星高分相机成像前后预设时间段内所述每个靶标的入瞳处辐射亮度，包括：
根据所述每个采样点的地表反射率计算所述每个靶标中多个采样点的地表反射率均值，并将所述地表反射率均值作为每个靶标的初始地表反射率；
计算所述初始地表反射率与预设的地表反射率的比值，将所述比值与预设的地表反射率相乘得到所述遥感卫星高分相机成像前后预设时间段内所述每个靶标的地表反射率；
根据所述每个靶标的地表反射率、所述大气特性数据、所述太阳漫射辐射及总辐射数据以及所述预设的辐射传输模型计算得所述每个靶标的入瞳处辐射亮度。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述每个靶标的地表反射率、所述大气特性数据、所述太阳漫射辐射及总辐射数据以及所述预设的辐射传输模型计算得所述每个靶标的入瞳处辐射亮度，包括：
通过如下公式计算所述每个靶标的入瞳处辐射亮度：
其中，LRT,large表示所述每个靶标的入瞳处辐射亮度；Tg(θg,θv)表示大气吸收透过率；ms表示太阳方向大气质量；tD(θS)表示太阳向下漫射透过率；ρlarge表示大面积均匀场光谱反射率；mv表示光学相机观测方向大气质量；tD(θv)表示光学相机观测方向漫射透过率；Esum表示大气外太阳光谱辐照度。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述遥感卫星高分相机数据、所述每个靶标的入瞳处辐射亮度以及预设的线性方程模型计算得到所述绝对辐射定标系数，包括：
通过如下公式计算得到所述绝对辐射定标系数：
LRT,large＝K*DN+B
其中，DN表示每个靶标在遥感影像上的像素值；K、B表示所述绝对辐射定标系数。
6.如权利要求1～5任一项所述的方法，其特征在于，若所述预设的实验场区为戈壁沙漠，所述五级靶标包括四级灰度靶标和作为第五级靶标的戈壁沙漠，其中，所述四级灰度靶标的反射率分别为5％、20％、40％以及60％。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：
确定根据所述预设的辐射传输模型计算得所述第五级靶标的第一入瞳处辐射亮度；
根据所述第五级靶标在遥感影像上的像素值、所述绝对辐射定标系数以及所述预设的线性方程模型计算得到第五级靶标的第二入瞳处辐射亮度；
根据所述第一入瞳处辐射亮度和所述第二入瞳处辐射亮度验证所述绝对辐射定标系数的精度。
8.一种遥感卫星高分相机在轨绝对辐射定标的装置，其特征在于，包括：
选择单元，用于在预设的实验场区中设置五级靶标，并在每个所述靶标上均匀选取多个采样点，其中，所述靶标设置方向与卫星飞行方向平行；
测量单元，用于通过地面光谱仪采集测量卫星经过所述五级靶标前后预设时间段内所述每个采样点的地表反射率；
计算单元，用于获取遥感卫星高分相机数据、大气特性数据、太阳漫射辐射及总辐射数据，并根据所述遥感卫星高分相机数据、所述大气特性数据、所述太阳漫射辐射及总辐射数据、所述每个采样点的地表反射率以及预设的辐射传输模型计算得到绝对辐射定标系数。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述计算单元，具体用于：
根据所述大气特性数据、所述太阳漫射辐射及总辐射数据、所述每个采样点的地表反射率以及预设的辐射传输模型计算得到遥感卫星高分相机成像前后预设时间段内所述每个靶标的入瞳处辐射亮度；
根据所述遥感卫星高分相机数据、所述每个靶标的入瞳处辐射亮度以及预设的线性方程模型计算得到所述绝对辐射定标系数。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述计算单元，具体用于：
根据所述每个采样点的地表反射率计算所述每个靶标中多个采样点的地表反射率均值，并将所述地表反射率均值作为每个靶标的初始地表反射率；
计算所述初始地表反射率与预设的地表反射率的比值，将所述比值与预设的地表反射率相乘得到所述遥感卫星高分相机成像前后预设时间段内所述每个靶标的地表反射率；
根据所述每个靶标的地表反射率、所述大气特性数据、所述太阳漫射辐射及总辐射数据以及所述预设的辐射传输模型计算得所述每个靶标的入瞳处辐射亮度。
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|---|---|---|---|
| CN202011311176.0A CN112595344A (zh) | 2020-11-20 | 2020-11-20 | 一种遥感卫星高分相机在轨绝对辐射定标的方法及装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115311363A (zh) * | 2022-10-08 | 2022-11-08 | 中南大学 | 一种基于高分卫星影像辅助的足印相机定向方法及系统 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130166266A1 (en) * | 2007-02-12 | 2013-06-27 | Michael Herzig | Weather and satellite model for estimating solar irradiance |
| CN104880702A (zh) * | 2014-10-31 | 2015-09-02 | 航天恒星科技有限公司 | 在轨绝对辐射定标方法及装置 |
| CN108107002A (zh) * | 2017-11-23 | 2018-06-01 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 基于多能级目标简化辐射传输计算在轨绝对辐射定标方法 |
-
2020
- 2020-11-20 CN CN202011311176.0A patent/CN112595344A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130166266A1 (en) * | 2007-02-12 | 2013-06-27 | Michael Herzig | Weather and satellite model for estimating solar irradiance |
| CN104880702A (zh) * | 2014-10-31 | 2015-09-02 | 航天恒星科技有限公司 | 在轨绝对辐射定标方法及装置 |
| CN108107002A (zh) * | 2017-11-23 | 2018-06-01 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 基于多能级目标简化辐射传输计算在轨绝对辐射定标方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 李岩等: ""巴遥一号"卫星双相机在轨绝对辐射定标及精度分析", 《航天返回与遥感》 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115311363A (zh) * | 2022-10-08 | 2022-11-08 | 中南大学 | 一种基于高分卫星影像辅助的足印相机定向方法及系统 |
| CN115311363B (zh) * | 2022-10-08 | 2022-12-23 | 中南大学 | 一种基于高分卫星影像辅助的足印相机定向方法及系统 |
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