[发明专利]一种提高地球同步轨道卫星对地观测影像几何校正精度的方法

权利要求书

1.一种提高地球同步轨道卫星对地观测影像几何校正精度的方法，其特征在于，包括：

根据地球同步轨道卫星的轨道数据预先计算出逐像素中心位置的经度和纬度，并存储于栅格数据文件中；

将高分辨率数字高程数据作为几何精校正基准数据，在地球同步轨道卫星扫描区域内，沿海岸线生成高密度的地标点；

通过开源科学计算库读取地球同步轨道卫星原始遥感影像数据，并输出为地理空间数据GeoTIFF格式；

根据开源科学计算库将所获取的栅格数据文件信息和相关地理投影信息，以地理空间元数据的方式更新到存储有卫星影像的GeoTIFF文件中；

通过地理空间数据作为遥感影像重投影的基本信息，完成地球同步轨道卫星遥感影像的几何校正；

还包括：通过傅里叶变换，将生成的地球同步轨道卫星遥感影像数据和基准数据，从空间域转换到频率域空间，计算其在傅里叶频率域空间的互功率谱；

通过反向傅里叶变换得到地球同步轨道降临遥感影像和基准数据在方向行和列的位移；

每一地标点在方向上的位移计算完成后，进一步计算遥感影像的平均位移，将位移像素浮点型个数转换成影像坐标值，完成地球同步轨道卫星遥感影像的几何二次精校正；

还包括，根据地球同步轨道卫星的轨道数据预先计算出逐像素中心位置的经度和纬度，制备经纬度格网；

将地球同步轨道卫星遥感影像进行逐像素空间定位；

根据提前设置的空间范围对数据集进行切割，去除地球同步轨道卫星遥感影像变形部分；

在目标数据集的元数据中更新正确的地图投影信息。

2.根据权利要求1所述的一种提高地球同步轨道卫星对地观测影像几何校正精度的方法，其特征在于，通过开源科学计算库读取地球同步轨道卫星原始遥感影像数据，并输出为地理空间数据GeoTIFF格式，具体包括：

通过开源科学计算库进行数据读取，将地球同步轨道卫星遥感影像的波段数据转换为开源科学计算库Numpy数组；

采用Numpy的高级索引功能，将特定波段的原始数值转换为大气顶反射率和大气顶亮温数据；

使用开源科学计算库将转换好的大气顶反射率和大气顶亮温亮温的波段数据存储为地理信息系统和遥感通用的GeoTiff格式。

3.根据权利要求1所述的一种提高地球同步轨道卫星对地观测影像几何校正精度的方法，其特征在于，根据地球同步轨道卫星的轨道数据计算遥感影像逐像素中心位置的经度和纬度，具体包括：

S101：将遥感影像的行列数转换成；

计算公式如下：

式中COFF、CFAC和LOFF、LFAC分别为地球同步轨道卫星遥感影像逐像素的列偏移量、列比例因子和行偏移量、行比例因子；

根据S101计算出的，计算中间变量；

计算逐像元中心点的经纬度。

4.根据权利要求3所述的一种提高地球同步轨道卫星对地观测影像几何校正精度的方法，其特征在于，根据计算出的，计算中间变量；

计算公式如下：

式中，为地球长半轴6378.137 km，eb为地球短半轴6356.7523 km，h为地心到卫星质心的距离42164 km。

5.根据权利要求4所述的一种提高地球同步轨道卫星对地观测影像几何校正精度的方法，其特征在于，计算逐像元中心点的经纬度，计算公式如下：

式中，为卫星星下点所在经度。

6.根据权利要求4所述的一种提高地球同步轨道卫星对地观测影像几何校正精度的方法，其特征在于，将遥感影像和参考空间数据，经傅里叶变换后得到幅度信息和相位谱信息；

式中，为遥感影像和参考空间数据的地理坐标值，为转换到频率域的频率相位信息；

其中，参考空间数据通常直接采用高精度的数字高程数据（DEM）或将大比例尺海岸线数据栅格化后用作空间参考；

当遥感影像与参考空间数据幅度值相同，即

，

两者在频率域存相位差异，即

通过计算遥感影像与参考空间数据的互功率谱，得到相位差：

式中，为地球同步轨道卫星遥感影像和参考数据的相位差为时的互功率谱密度函数，简称互功率密度；

通过反向傅里叶变换得到地球同步轨道卫星遥感影像和参考数据在方向的位移；

每一地标点在方向上的位移计算完成后，进一步计算遥感影像的平均位移，

将位移像素浮点型个数转换成影像坐标值，完成地球同步轨道卫星遥感影像的几何精校正。