[发明专利]一种针对宽视场角多光谱传感器的自动交叉辐射定标方法

权利要求书

1.一种针对宽视场角多光谱传感器的自动交叉辐射定标方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、分别模拟不同地物在参考传感器和待定标传感器各波段上的反射率，并利用多元线性回归模型计算模拟反射率转换系数，根据反射率转换系数和参考传感器真实的地表反射率获得模拟的待定标传感器地表反射率；

步骤2、对模拟的待定标传感器地表反射率进行BRDF校正，获得模拟的校正后的待定标传感器方向反射率；

步骤3、利用校正后的待定标传感器方向反射率以及辐射传输模型，计算待定标传感器辐射定标系数，

所述的步骤1包括以下步骤：

步骤1.1、利用不同地物的实测波谱以及待定标传感器的光谱响应函数和参考传感器的光谱响应函数模拟出不同地物在待定标传感器各波段的反射率和参考传感器各波段的反射率；

步骤1.2、建立模拟的不同地物在待定标传感器的第j波段上的反射率同模拟的地物在参考传感器所有波段上的反射率的多元线性回归模型，计算模拟反射率转换系数，多元线性回归模型如下式所示：

其中：ρ′_PMS(j)是模拟的地物在待定标传感器的第j波段上的反射率；ρ′_OLI(i)是模拟的地物在参考传感器的第i波段上的反射率；i是参考传感器的蓝、绿、红和近红外4个波段的波段索引；j是待定标传感器的蓝、绿、红和近红外4个波段的波段索引；C_ij是模拟的地物在参考传感器的第i波段上的反射率与模拟的地物在待定标传感器的第j波段上的反射率转换系数；

步骤1.3，根据反射率转换系数C_ij和参考传感器真实的地表反射率，通过下式获得模拟的待定标传感器地表反射率

其中：是模拟的待定标传感器地表反射率，ρ_OLI(i)是参考传感器真实地表反射率，

所述的步骤2包括以下步骤：

步骤2.1、选取成像光谱仪的BRDF参数文件并结合参考传感器和待定标传感器的太阳入射-卫星观测角度，利用Ross-Li核驱动模型分别模拟出模拟的参考传感器的方向反射率R′和模拟的待定标传感器的方向反射率R；

步骤2.2、以模拟的参考传感器方向反射率R′上的像元对应的参考传感器真实地表反射率像元为中心像元，建立窗口，计算窗口内参考传感器真实地表反射率像元在蓝，绿，红和近红四个波段的变异系数CV，若变异系数CV小于设定变异系数阈值，则中心像元对应的模拟的参考传感器方向反射率像元和模拟的待定标传感器方向反射率像元在第j波段下分别为对应的均一像元和均一像元

步骤2.3、计算不同地物类型的BRDF校正系数，并根据不同地物类型的BRDF校正系数对模拟的待定标传感器地表反射率进行BRDF校正，得到模拟的校正后的待定标传感器方向反射率ρ_PMS(j)。

2.根据权利要求1所述的一种针对宽视场角多光谱传感器的自动交叉辐射定标方法，其特征在于，所述的步骤2.3包括以下步骤：

步骤2.3.1，分别计算步骤2.2选取的选定波段的均一像元和的归一化植被指数，计算步骤1.3获得模拟的待定标传感器地表反射率的归一化植被指数；

步骤2.3.2，将归一化植被指数划分为连续的多个归一化植被指数范围，根据归一化植被指数范围将均一像元和以及模拟的待定标传感器地表反射率分为多类，每类对应不同的地物类型；

步骤2.3.3，建立在同一地物类型下的均一像元和之间的线性关系，获得同一地物类型下均一像元和之间线性拟合系数，并将同一地物类型下均一像元和之间线性拟合系数作为对应地物类型下的BRDF校正系数，根据BRDF校正系数对对应的地物类型的待定标传感器地表反射率进行校正，获得校正后的待定标传感器方向反射率ρ_PMS(j)。

3.根据权利要求1所述的一种针对宽视场角多光谱传感器的自动交叉辐射定标方法，其特征在于，所述的步骤3包括以下步骤：

步骤3.1、将模拟的校正后的待定标传感器方向反射率ρ_PMS(j)输入到辐射传输模型中，获得模拟的待定标传感器天顶反射率

步骤3.2、将模拟的待定标传感器天顶反射率转换为入瞳处辐射亮度L_PMS；

步骤3.3、输入待定标传感器原始数字值数据和待定标传感器入瞳处辐射亮度L_PMS，进行几何配准，选取几何配准后的待定标传感器原始数字值数据和待定标传感器入瞳处辐射亮度L_PMS，按照以下公式计算待定标传感器辐射定标系数：

L_PMS＝DN_PMS·gains_PMS+offset_PMS

其中：L_PMS为待定标传感器入瞳处辐射亮度；DN_PMS为待定标传感器原始数字值数据；gains_PMS和offset_PMS为待定标传感器辐射定标系数。