[发明专利]基于多项式拟合的高光谱辐射定标方法及系统

权利要求书

1.一种基于多项式拟合的高光谱辐射定标方法，其特征在于，包括：

搭建模拟数据采集平台，所述模拟数据采集平台包括至少3个不同波段的光敏元件、高光谱仪和参考板，所述参考板平行于地面放置，沿垂直于地面的方向，所述高光谱仪位于所述光敏元件和所述参考板之间，所述光敏元件位于所述高光谱仪远离地面的一侧；

将所述至少3个不同波段的光敏元件的探测方向调整为朝向天空的方向，并将高光谱仪的探测方向调整为朝向所述参考板；

在同一测量时间段，利用光敏元件对下行辐射的光谱数据进行测量，得到多个第一光谱数据；同时利用高光谱仪对参考板的反射光谱数据进行测量，得到多个第二光谱数据；

选取一定量的所述第一光谱数据和所述第二光谱数据作为训练样本，通过多项式拟合的方式建立第一光谱数据与第二光谱数据之间的关系，根据第一光谱数据与第二光谱数据之间的关系得到体现下行辐射光谱数据与参考板反射光谱数据对应关系的系数矩阵A；

当测量被测物光谱反射率数据时：

搭建实测数据采集平台，所述实测数据采集平台包括至少3个不同波段的光敏元件、高光谱仪和被测物，所述被测物平行于地面放置，沿垂直于地面的方向，所述高光谱仪位于所述光敏元件和所述被测物之间，所述光敏元件位于所述高光谱仪远离地面的一侧；

在同一测量时间段，利用所述至少3个不同波段的光敏元件对当前测量条件下的下行辐射对应的光谱数据进行测量，得到多个第三光谱数据；同时利用高光谱仪对当前测量条件下被测物的反射光谱数据进行测量，得到当前测量条件下被测物的反射光谱数据；

将测量得到的所述第三光谱数据代入所述系数矩阵中，计算得到当前测量条件下的参考板反射光谱数据；

对所述被测物的反射光谱数据与所述参考板反射光谱数据进行比值运算，计算得到被测物光谱反射率Ref₁₀₂₄，其中，为高光谱仪测得的被测物反射光谱DN值，为根据光敏元件测量的光谱数据模拟得出的参考板反射光谱的DN值，Ref₀为获取训练样本时采用的参考板的反射率，Ref₀为固定值。

2.根据权利要求1所述的一种基于多项式拟合的高光谱辐射定标方法，其特征在于，所述模拟数据采集平台和所述实测数据采集平台分别包括4个不同波段的光敏元件，分别为红光波段光敏元件、绿光波段光敏元件、蓝光波段光敏元件和全波段光敏元件；所述高光谱仪所能探测的光谱范围为全波段；所述红光波段对应的中心波长为620nm，所述绿光波段对应的中心波长为530nm，所述蓝光波段对应的中心波长为460nm，所述全波段对应的敏感光谱范围为330nm-840nm。

3.根据权利要求2所述的一种基于多项式拟合的高光谱辐射定标方法，其特征在于，所述高光谱仪包括1024个光谱通道，所述高光谱仪测量的参考板的反射光谱数据对应1024个波段，当采用二次多项式进行拟合时，根据光敏元件测量的光谱数据模拟得出的参考板反射光谱的DN值的计算方法为：

其中，m为光敏元件测得的DN值数据的组数，A_1024×15为所述体现下行辐射光谱数据与参考板反射光谱数据对应关系的系数矩阵，S_15×m为光敏元件数据矩阵，S_15×m是根据光敏元件测得的m组DN值数据计算得到的。