[发明专利]离水辐射光谱计算方法、装置、终端及存储介质

说明书

本发明提供一种离水辐射光谱计算方法、装置、终端及存储介质。该方法包括：根据高光谱相机的倾角和视场角，计算高光谱相机倾斜拍摄的水体高光谱图像中每个像素点对应的天光反射角；根据每个像素点对应的天光反射角，计算水体高光谱图像中每个像素点接收的天空光的相对辐射量；基于离水辐射光谱的差值在预设差值范围内的第一预设位置和第二预设位置接收的光谱和天空光的相对辐射量，计算水体高光谱图像中每个像素点接收的天空光光谱；基于每个像素点接收的光谱和天空光光谱，计算水体高光谱图像中每个像素点的离水辐射光谱。本发明能够准确计算得到水体高光谱图像中每个像素点的离水辐射光谱，提升总信噪比。

技术领域

本发明涉及水色遥感现场观测技术领域，尤其涉及一种离水辐射光谱计算方法、装置、终端及存储介质。

背景技术

离水辐射(Water-leaving radiance)是水色遥感现场观测中的关键物理量之一，由其计算获得的遥感反射率(Remote sensing reflectance)是水色遥感参数反演的最基本参数。

然而，在对胡泊、河流、海水等自然水体进行高光谱水质参数遥感反演时，通过高光谱相机倾斜拍摄水面接收到的辐射除了离水辐射之外，还包括天空光部分。如图1所示，水面远处(天顶角较大处)对天光的反射明显高于近处(天顶角较小处)，也就是说，远处水面天空光的强度远高于离水辐射。但是天空光并不包含水体物质的有效信息，只有离水辐射中包含水体物质的有效信息，因此若不扣除水体高光谱图像中的天空光部分，会极大的提高离水辐射光谱的噪声比例，影响后续的数据处理。

发明内容

本发明实施例提供了一种离水辐射光谱计算方法、装置、终端及存储介质，以解决通过高光谱相机倾斜拍摄水面获得的水体高光谱图像的离水辐射光谱的噪声比例较大，不利于后续数据处理的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种离水辐射光谱计算方法，包括：

根据高光谱相机的倾角和视场角，计算所述高光谱相机倾斜拍摄的水体高光谱图像中每个像素点接收的天空光的角度，记为该像素点对应的天光反射角；

基于水面反射定律和天空光的分布规律，根据每个像素点对应的天光反射角，计算所述水体高光谱图像中每个像素点接收的天空光的相对辐射量；

基于所述水体高光谱图像中第一预设位置和第二预设位置接收的光谱，以及所述第一预设位置和所述第二预设位置接收的天空光的相对辐射量，计算所述水体高光谱图像中每个像素点接收的天空光光谱；其中，所述第一预设位置和所述第二预设位置的离水辐射光谱的差值在预设差值范围内；

基于所述水体高光谱图像中每个像素点接收的光谱和天空光光谱，计算所述水体高光谱图像中每个像素点的离水辐射光谱。

在一种可能的实现方式中，所述根据高光谱相机的倾角和视场角，计算所述高光谱相机倾斜拍摄的水体高光谱图像中每个像素点接收的天空光的角度，记为该像素点对应的天光反射角，包括：

根据计算所述高光谱相机倾斜拍摄的水体高光谱图像中每个像素点接收的天空光的角度，记为该像素点对应的天光反射角；

其中，θ_m为所述水体高光谱图像中视场方向第m行的每个像素点对应的天光反射角，θ为所述高光谱相机的倾角，为所述高光谱相机的视场角，M为所述水体高光谱图像中视场方向的总行数。

在一种可能的实现方式中，所述基于水面反射定律和天空光的分布规律，根据每个像素点对应的天光反射角，计算所述水体高光谱图像中每个像素点接收的天空光的相对辐射量，包括：

基于水面反射定律，根据每个像素点对应的天光反射角，确定每个像素点对应的天光入射角和天光折射角；

根据每个像素点对应的天光入射角和天光折射角，确定每个像素点接收的天空光垂直于入射面振动的第一分量和平行于入射面振动的第二分量；