CN212007519U - 一种遥感反射率转换的装置 - Google Patents
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Abstract
本专利公开了一种遥感反射率转换的装置，装置由漫反射板、支架、镜头、光纤、光谱仪和计算机模块组成。在获取航空成像仪数据同时，采用本装置采集漫反射板辐亮度数据，对航空成像仪数据进行光谱漂移检测，进而综合两种数据生成反射率转换辅助数据，最后进行反射率数据转换。本专利针对低空航空遥感，解决了目前反射率数据处理的难题，具有简单易行的优点，对成像仪数据预处理和遥感应用具有重要的作用。
Description
技术领域
本专利属于遥感探测与成像光谱仪数据处理领域，特别涉及一种遥感反射率转换的装置和方法。
背景技术
遥感反射率转换是遥感定量化应用的关键步骤，受限于测量设备的约束、大气模型的复杂等因素，目前绝大多数航空遥感数据难以进行反射率的转换，从而限制了其应用。目前遥感反射率转换包括以下几种方式：一、铺设大量的靶标、安置众多的监测设备，进行地面同步测量；二、利用通用辐射传输模型(MODTRAN、6S等)进行反射率转换；三、在机载成像仪设计天顶光监测模块，进行同步的光照测量。
以上方法虽然一定程度解决了反射率转换问题，但是均存在较多不足：方法一耗时耗力，对仪器设备要求较高，很少有单位具备测量设备，申请号为 CN200310122943.3的专利即为该方法，需要大量的人工同步测量；方法二通常为众多通用的模型参数，涉及大量的辐射传输计算，精度难以保障；方法三需要对仪器设备进行改造升级，而且对航测飞机具有顶部开孔的安装要求。因此，需要一种简单的装置和方法适应已有众多的航空成像仪，实现遥感反射率的转换，促进遥感数据的应用。
发明内容
本专利所要解决的问题是：提供一种适用于遥感数据反射率转换的装置，解决目前航空遥感反射率转换的难题。
一种遥感数据反射率转换的装置由漫反射板1、支架2、镜头3、光纤4、光谱仪5、计算机模块6组成，漫反射板1水平放置，镜头3固定于支架2上，镜头3对准漫反射板1并充满视场，镜头3和光谱仪5通过光纤4进行连接，光谱仪5与计算机模块6连接。
基于本装置适用于遥感数据反射率转换的方法，包括以下步骤：
(1)在航测区域中心位置安置反射率转换装置，在航空数据采集的同时采集漫反射板辐射亮度数据。
(2)光谱漂移检测，将航空成像仪数据进行数据预处理，基于成像光谱仪实验室光谱定标数据，利用航空成像仪数据的大气吸收峰等参数进行光谱漂移检测，获取飞行成像仪数据的中心波长和半波宽，利用该数据与辐射定标系数，完成图像电压值到辐亮度的转换。
(3)反射率转换辅助数据生成。
(3-1)以航空成像仪数据中心波长和半波宽为基准，参照光谱仪的中心波长和半波宽，对漫反射板辐亮度数据进行数据重采样，生成与航空成像仪数据波长一致的辐亮度数据；
(3-2)将航空成像仪辐亮度数据和漫反射板辐亮度数据的采集时间进行时间对准，利用时间标记对漫反射板辐亮度数据再次进行内插，最终获取与航空成像仪数据时间和波长一致的反射率辅助数据。
(4)反射率数据转换，将成像仪辐亮度数据与通过时间和波长配准后的反射率辅助数据相除，生成反射率数据。
通过以上方法，本专利可以航空遥感图像的反射率转换，可以大大节约人工成本，同时反射率具有较高精度，每个单点观测数据可适用于100平方公里测区范围的航空遥感图像的反射率转换，对于大面积飞行，可进行测区多次布设观测点，实现大测区的遥感成像仪数据的反射率转换。
附图说明
图1遥感数据反射率转换的装置。
图2遥感数据反射率转换的流程。
具体实施方式
下面结合附图对本专利做进一步描述。
图1描述了遥感反射率转换的装置的组成结构图，该装置由漫反射板1、支架2、镜头3、光纤4、光谱仪5和计算机模块6组成，其中：漫反射板1 是一块反射率优于96％的标准漫反射板，镜头3使用了3°镜头，确保观测范围为漫反射板，镜头3固定于支架2上，保证观测高度和角度的稳定，镜头3 和光谱仪5通过光纤4进行连接，光谱仪5与计算机模块6连接，计算机模块包括漫反射板数据采集控制单元和反射率计算单元，漫反射板数据采集控制单元实现对光谱仪的控制，控制数据的采集和存储；反射率计算单元实现航空成像仪数据和漫反射板数据的预处理，实现反射率转换。
以下结合图2和实例对遥感反射率转换的方法进行详细说明。
(1)在某地区约100平方公里范围开展了航空成像仪数据采集工作，飞机进入测区之前在测区中心安装了遥感反射率转换装置，航空遥感飞行，进行漫反射板辐射亮度数据采集的同步采集，采集频率2Hz，采集数据波长范围为 350-2500nm，光谱间隔为1nm，共2151个波段，总计获取M组漫反射板辐射亮度数据。航空成像光谱仪采集获取对地成像的航空成像仪数据，采集频率为 20Hz，数据光谱范围400-1000nm，共64个波段，数据每行为512元，航空成像仪数据为DN值，总计获取L帧航空成像仪数据。
(2)光谱漂移检测，将航空成像仪数据进行数据预处理，基于成像光谱仪在实验室光谱定标数据获取的64个波段的中心波长和半波宽，利用航空成像仪数据在762nm附近的氧气吸收峰参数进行光谱漂移检测，获取飞行航空成像仪数据实际的中心波长和半波宽，利用该光谱参数和辐射定标系数，完成 DN值到辐亮度的转换，将原始的DN值转换为辐亮度数据。
(3)反射率转换辅助数据生成。
(3-1)以航空成像仪数据新的中心波长和半波宽参数为基准，参照地物光谱仪的中心波长和半波宽，选取与航空成像仪数据64个波段光谱范围对应的漫反射板辐亮度数据，对每个波段进行卷积运算，生成M组仅64个波段的漫反射板辐亮度数据；
(3-2)将航空成像仪数据和漫反射板辐亮度数据的采集时间进行时间对准，首先获取每帧图像的时间，记为t，从M组漫反射板辐亮度数据提取与时刻t最接近的两组漫反射板数据，两组数据时间分别为t1和t2，其中t1≤t≤t2，对两组漫反射板辐亮度数据再次进行内插，最终获取与航空成像仪数据时间和光谱波段一致的L组64波段的反射率辅助数据。
(4)反射率数据转换，将L帧成像仪数据与时间和波长完成配准的L组反射率辅助数据进行相除，最终生成航空遥感反射率数据。
Claims (1)
1.一种遥感反射率转换的装置，包括漫反射板(1)、支架(2)、镜头(3)、光纤(4)、光谱仪(5)、计算机模块(6)，其特征在于：
所述的漫反射板(1)水平放置，镜头(3)固定于支架(2)上，镜头(3)对准漫反射板(1)并充满视场，镜头(3)和光谱仪(5)通过光纤(4)进行连接，光谱仪(5)与计算机模块(6)连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202020775778.0U CN212007519U (zh) | 2020-05-12 | 2020-05-12 | 一种遥感反射率转换的装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202020775778.0U CN212007519U (zh) | 2020-05-12 | 2020-05-12 | 一种遥感反射率转换的装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN212007519U true CN212007519U (zh) | 2020-11-24 |
Family
ID=73411009
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN202020775778.0U Active CN212007519U (zh) | 2020-05-12 | 2020-05-12 | 一种遥感反射率转换的装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN212007519U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113237851A (zh) * | 2021-05-13 | 2021-08-10 | 季华实验室 | 一种航空遥感方法及系统 |
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2020
- 2020-05-12 CN CN202020775778.0U patent/CN212007519U/zh active Active
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