[发明专利]用于模拟地理区域的光谱信息的方法和装置

说明书

技术领域

本公开涉及用于收集来自地理区域的光谱信息的系统和方法，并且具体地涉及用于模拟地理区域的光谱信息的系统和方法。

背景技术

移动监视平台为地理数据的丰富来源。此类移动平台可包括近地轨道(LEO)、中地球轨道(MEO)或地球同步/地球静止轨道中的卫星。移动平台使用一个或多个传感器收集地理数据。这些传感器具有各种各样的传感器特性，包括带宽、波长分辨率和感测技术，这取决于根据期望的应用和信息。

关于感测技术，(多个)移动监视平台传感器104可为被动的(例如，仅感测从目标发出的能量)，或可为主动的(例如，其中由人造能源或照明器提供由传感器感测的能量)。关于波长，传感器可以在包括伽马射线带宽、X射线、紫外、可见、红外线和无线电波的各种带宽下操作。可根据空间分辨率(例如，表示由传感器的瞬时视场确定的监视表面的区域的图像的像素大小；光谱分辨率(例如，波长的分辨率和波长间隔的数量)，时间分辨率(例如，测量之间的时间段)，辐射测量分辨率(例如，传感器的有效位深度或动态范围)，以及几何分辨率，限定传感器分辨率。

在许多情况下，移动监视平台用于搜索和找到特定区域中的“目标”地理特征。例如，移动监视平台可以用于确定由最近的森林火灾引起的损坏程度。在此类情况下，往往选取传感器特性以使“目标”和背景之间的分辨最大化。因为目标和背景的特征通常是先验未知的，所以这可能是有问题的，特别是对于移动监视平台，尤其是不能实时或接近实时远程配置的这些移动平台。

关于该问题的一个可能的解决方案是使用超光谱成像器。像其它传感器或传感器组，超光谱成像器收集和处理来自整个电磁波谱的数据。但与其它多光谱成像器(其它多光谱成像器测量从表面反射的在一些宽的、分开的波段处的辐射)不同，超光谱成像器测量在一系列窄的和(通常)连续的波段处的反射的辐射。这准许采集更详细的光谱信息，与多光谱像素光谱相比，更详细的光谱信息可提供更多关于表面的信息，并且可以减少在选取如何最佳光谱配置移动监视平台传感器以收集感兴趣信息方面的猜测工作。

然而，该解决方案会严格地强调对移动监视平台的超光谱成像处理要求和/或移动监视平台和基站之间的通信链路的宽带和延迟要求。此外，虽然超光谱感测可能使收集哪些光谱带的计划变得容易，但是它们不能解决且很可能恶化传感器分辨率和更新问题。

所需要的是用于准确模拟特定的感兴趣地理区域的光谱信息，以及智能配置远程传感器以收集和/或处理期望的地理空间数据的系统和方法。本文中描述的方法和系统满足该需要。

发明内容

为了解决上述要求，本申请公开了用于模拟感兴趣区域的光谱表示的系统和方法。在一个实施例中，该方法包括确定感兴趣区域的地理空间部分的物理特征；将所确定的物理特征与光谱库的材料相关联，光谱库具有至少一个光谱定义材料；将材料的光谱定义与感兴趣区域的地理空间部分相关联，其中材料至少部分地表示感兴趣区域的地理空间部分；以及至少部分地从至少一个材料的至少相关联的光谱定义，生成感兴趣区域的模拟的光谱表示。

另一个实施例由具有处理器和可通信地耦接的存储器的装置例证，可通信地耦接的存储器存储用于实行前述操作的处理器指令。

可在本发明的各种实施例中独立实现已经讨论的特征、功能和优点，或可在其它实施例中组合已经讨论的特征、功能和优点，可参考以下描述和附图了解其另外的细节。

附图说明

现在参考附图，在附图中，相同的附图标记始终表示对应的部分：

图1是描绘使用移动监视平台的远程感测系统的一个实施例的图示；

图2是示例性全球信息系统的图示；

图3是呈现地理空间部分和在地理空间部分内的感兴趣区域的示例性实施例的图示；

图4是描绘可以用于模拟地理区域的光谱信息的示例性操作的图示；

图5是示出光谱模拟系统的示例性实施例的图示；

图6A至图6D是示出示例性材料的光谱特征的图示；

图7A至图7C是描绘可以用于模拟地理区域的光谱信息的示例性操作的图示，在地理区域中，第二材料存在于地理空间部分中；

图8是示出从第一材料的光谱定义和第二材料的光谱定义生成感兴趣区域的模拟的表示的图示；

图9A和图9B是示出光谱的加权以使模拟的光谱结果与测量的结果相关的图示；

图10是示出第二全球信息系统数据集的地理空间部分的图示；

图11是示出用于合并来自第二全球信息系统数据集的光谱数据的示例性操作的图示；