[发明专利]基于多项式拟合的高光谱辐射定标方法及系统

说明书

本申请公开了一种基于多项式拟合的高光谱辐射定标方法及系统，涉及高光谱辐射定标技术领域，方法包括：搭建模拟数据采集平台，选取模拟数据采集平台测得的训练样本，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；在实际测量被测物的反射率时，通过光敏元件和高光谱仪测量得到的数据，结合系数矩阵A和被测物光谱反射率计算公式，即可计算得到被测物光谱反射率。实测被测物反射率过程中无需携带参考板并对参考板进行测量，既有利于简化近地或低空高光谱遥感测量流程，又有利于降低测量误差，提升测量精度。

技术领域

本申请涉及高光谱辐射定标技术领域，具体地说，涉及一种基于多项式拟合的高光谱辐射定标方法及系统。

背景技术

二十一世纪以来，地球自然灾害频发，例如全球变暖、地震、海啸等。空间遥感技术可以对地球环境、资源分布等进行精确的测量。遥感数据的精度直接决定了人们对地球环境的认知程度。精确的辐射定标可以保证遥感数据对地球环境预测的准确性。

高光谱遥感技术可应用于对光谱反射率的计算领域。高光谱遥感在计算光谱反射率的过程中需要对下行辐射强度进行测量，传统的技术实现方法之一是采用反射率已知的参考板，包括白板、灰板等，对参考板的反射光谱进行直接测量，结合参考板和待测物的测量数据，得到待测物的反射率。此类方法的缺点是当需要测量待测物的反射率时，需要一直携带参考板，测量参考板的反射光谱，增加操作复杂度，并且不能保证参考板与目标待测物接受的下行辐射一致，尤其是复杂天气条件下，下行辐射变化很快，容易导致反射率测量误差。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种基于多项式拟合的高光谱辐射定标方法及系统，既有利于简化近地或低空高光谱遥感测量流程，又有利于降低测量误差，提升测量精度。

为了解决上述技术问题，本申请有如下技术方案：

第一方面，本申请提供一种基于多项式拟合的高光谱辐射定标方法，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；