[实用新型]一种适用于机载热红外成像光谱仪大气校正系统

说明书

本专利公开一种适用于机载热红外成像光谱仪大气校正系统。系统包括支架、稳定平台、镀金漫反射板、光纤固定架、镀金板温度探头、数据线、温度计主机、光纤和高精度热红外光谱仪。利用MODITRAN生成不同大气状况下大气下行热红外辐射、大气程辐射和大气透过率，建立参考数据库。再次从参考数据库中搜索与该系统测量结果最匹配的大气下行热红外辐射光谱，查找对应的大气程辐射、地表大气下行热红外辐射和大气透过率。最后以时间为基准，根据辐射传输方程，从辐射定标后的成像光谱仪获取的热红外高光谱数据中，逐像元计算离地辐射光谱，实现热红外成像光谱仪的大气校正。本专利的大气校正系统和方法可大幅度提高机载热红外高光谱数据大气校正精度。

技术领域

本专利涉及对地观测技术领域，特别是涉及一种适用于机载热红外成像光谱仪大气校正系统。

背景技术

热辐射是自然界中存在的最广泛的辐射，它能使研究人员在无光的夜晚，清晰地观测地表状况。利用热辐射这一特点，热红外遥感具有了全天时的对地观测能力。高光谱遥感具有纳米级高光谱分辨率和“图谱合一”的特点。在对地物成像的同时，高光谱图像中每个像元均获得了几十甚至几百个纳米级连续光谱信息，使得图像同时具有空间、辐射和波谱信息。综合了热红外波段的探测能力和高光谱遥感的优势，通过热红外成像光谱仪所获取的热红外高光谱遥感数据可以检测大气污染气体，识别矿物，探测汽车尾气等。同时，可以以较高精度反演地表温度。目前热红外高光谱遥感已经广泛应用到城市热岛效应、森林火灾监测、旱灾监测、矿物探测、地热探测、岩溶区探水等领域。

机载平台是一种重要的遥感平台，它具有机动灵活、不受云遮挡、空间分辨率高等特点，被广泛应用于各个遥感领域，尤其是近些年兴起的无人机遥感技术。机载热红外成像光谱仪在获取数据过程中不可避免地受到大气影响，所获热红外高光谱遥感数据包含有大气辐射信息。因此，在热红外高光谱数据得到进一步应用之前，必须对热红外高光谱遥感数据进行大气校正。高精度的大气校正将有利于提高热红外高光谱数据后续应用效果。

目前，可用于机载热红外高光谱数据大气校正方法主要有两类。第一类方法是利用反演或者实测的大气廓线，辅以成熟的大气辐射传输模型来实现。然而，目前大气廓线探测无法实现像元级的大气校正。第二类方法是从机载热红外高光谱数据空间和光谱信息出发，直接由机载成像光谱仪观测数据计算出大气透过率、大气上下行辐射等大气参数，如常用的ISAC(In-scene Atmospheric Compensation)方法和AAC(Autonomous AtmosphericCompensation)方法。ISAC要求地表存在黑体且黑体温度差异较大，实际上这一点并不容易满足，尤其是在干旱和半干旱地区。AAC方法会存在一值多解的情况。另外，对于有云天气情况下，由于无法准确估计云量、云层厚度等，这些方法基本是无效的。因此，亟需针对机载热红外成像光谱仪的特点，开发适用于机载热红外成像光谱仪大气校正系统和方法，实现较高精度的机载热红外成像光谱仪大气校正。

发明内容

针对现有的技术空白和缺点，本专利所要解决的技术问题是提供一种更高精度的适用于机载热红外成像光谱仪大气校正系统。

为了解决上述技术问题，本专利提供的一种适用于机载热红外成像光谱仪大气校正系统和方法，其特点是：

1、一种适用于机载热红外成像光谱仪大气校正系统，它包括支架1、稳定平台2、镀金漫反射板3、光纤固定架4、镀金板温度探头5、数据线6、温度计主机7、光纤8和高精度热红外光谱仪9，其特征在于：

稳定平台2固定在支架1上，镀金漫反射板3、光纤固定架4固定在稳定平台2上，镀金板温度探头5固定在镀金漫反射板3上，光纤8固定在光纤固定架4上；

光纤8与高精度热红外光谱仪9相连接，光纤8将镀金漫反射板3反射的大气下行热红外辐射导入高精度热红外光谱仪9。镀金板温度探头5通过数据线6与温度计主机7连接，用于测量镀金漫反射板3的温度；