[发明专利]一种无人机高光谱影像辐射定标方法

权利要求书

1.一种无人机高光谱影像辐射定标方法，其特征在于，包括以下步骤：

无人机搭载高光谱成像光谱仪获取实验区的高光谱影像数据；

地物光谱仪和标准白板于地面同步测量所述无人机在飞行期间的太阳辐射光谱，定义为第一太阳辐射数据；

提取所述高光谱影像数据和所述第一太阳辐射数据的文件名以及获取时间信息；

将所述第一太阳辐射数据重采样到所述高光谱影像数据的中心波长，并输出重采样后的太阳辐射光谱，定义为第二太阳辐射数据；

将所述第二太阳辐射数据的获取时间信息和所述高光谱影像数据的获取时间信息进行匹配，得到所述高光谱影像数据中每幅高光谱影像最匹配的太阳辐射光谱，并定义为第三太阳辐射数据；

根据所述第二太阳辐射数据和所述第三太阳辐射数据，计算标准白板高光谱影像DN值到太阳辐射光谱DN值的影像转换系数；

根据所述第三太阳辐射数据和所述影像转换系数，对所述高光谱影像数据中每幅高光谱影像进行辐射定标；

对经过所述辐射定标后的所述高光谱影像数据的反射率影像进行投影信息定义；

所述第二太阳辐射数据的处理过程包括：将所有所述第一太阳辐射数据重采样到所述高光谱影像数据的中心波长上，生成重采样后的所述第二太阳辐射数据；

其中，R_i为所述高光谱影像数据第i个波段的反射率，为所述第一太阳辐射数据第j个波段的光谱重采样权重，为所述高光谱影像数据第i个波段的中心波长，为所述高光谱影像数据第i个波段的波段宽度；N为所述第一太阳辐射数据的波段数，为所述第一太阳辐射数据第j个波段, 为所述第一太阳辐射数据在第j个波段的数值；

所述第三太阳辐射数据的获取过程包括：计算所述第二太阳辐射数据的获取时间信息和所述高光谱影像数据的获取时间信息之间的差值，当所述差值小于或等于5秒，则认定当前进行匹配的高光谱影像与太阳辐射光谱为同步获取的，并将经过匹配校正后的所述第二太阳辐射数据定义为所述第三太阳辐射数据；

所述影像转换系数T_i,k的计算方法为：

其中，R_{i ref}为所述第二太阳辐射数据的光谱反射率，DN_{i,k ref}为标准白板的高光谱影像数据第i个波段第k个像元的DN值，为高光谱影像数据在暗电流下第i个波段第k个像元的DN值；

所述辐射定标包括：根据所述影像转换系数对所述高光谱影像数据进行同步辐射定标，将定标后的反射率影像按照ENVI格式输出文件，定标后的所述高光谱影像数据的反射率为：

其中，T_i,k为影像转换系数，DN_{i,k img}为当前高光谱影像数据第i个波段第k个像元的DN值，为高光谱影像数据在暗电流下第i个波段第k个像元的DN值，R_{i img}为所述第三太阳辐射数据。

2.如权利要求1所述的无人机高光谱影像辐射定标方法，其特征在于，所述无人机搭载高光谱成像光谱仪获取实验区的高光谱影像数据之前还包括：

无人机起飞前利用高光谱成像光谱仪和标准白板记录晴朗条件下的太阳辐射光谱，关闭高光谱成像光谱仪的镜头盖记录暗电流，打开镜头盖对标准白板进行反射率模式测量，当反射率呈平稳趋近100%直线时，切换至记录辐射值模式。

3.如权利要求1所述的无人机高光谱影像辐射定标方法，其特征在于，所述无人机搭载高光谱成像光谱仪获取实验区的高光谱影像数据期间还包括：

利用无人机搭载的GPS模块记录所述高光谱影像数据中每幅高光谱影像的中心经纬度、高程和获取时间。