[发明专利]用于大观测角传感器的交叉辐射定标方法及系统

摘要

本发明提供一种用于大观测角传感器的交叉辐射定标方法及系统，包括配准待定标影像和参考影像，对待定标影像和参考影像的每一组对应波段分别进行随机采样得到对应的定标点；针对每个波段，分别对每一对定标点进行交叉定标操作，建立BRDF调整系数为待定标影像的地表二向性反射分布函数与参考影像的地表二向性反射分布函数的比值，然后以迭代的方式进行处理；针对每个波段，将交叉定标结果中偏离平均值大于预设阈值的点删除，然后取平均值，获得最终的辐射定标系数。本发明无需通过复杂模型分别计算待定标影像和参考影像的BRDF值，计算简单稳定，可操作性强，而且可排除引入辅助数据计算BRDF产生的误差以及异常定标点对结果的影响。

主权项

1.一种用于大观测角传感器的交叉辐射定标方法，其特征在于：包括以下步骤，步骤1，配准待定标影像和参考影像，对待定标影像和参考影像的每一组对应波段分别进行随机采样得到对应的定标点；步骤2，针对每个波段，分别对每一对定标点进行如下的交叉定标操作，步骤2.1，基于参考影像的定标点的DN值计算大气表观反射率，并通过大气校正得到地表反射率；步骤2.2，对参考影像的地表反射率进行匹配找到最接近的光谱曲线，计算参考影像与待定标影像之间的光谱调整系数SBAF_i，下标i用于表示第i波段；计算参考影像与待定标影像之间的光谱调整系数SBAF_i，采用以下公式，其中，SBAF_i为某一地物第i波段的光谱匹配系数，λ表示波长，ρ(λ)为目标地物的连续光谱反射率，f(λ)为连续的大气层外太阳光谱辐照度，S_Target,i(λ)和S_Reference,i(λ)分别为待定标传感器和参考传感器第i波段的波谱响应函数，a_Target,i，b_Target,i和a_Reference,i，b_Reference,i分别为待定标传感器和参考传感器第i波段的波长范围下限和上限；步骤2.3，建立BRDF调整系数c_i，所述BRDF调整系数c_i为待定标影像第i波段的地表二向性反射分布函数与参考影像第i波段的地表二向性反射分布函数的比值；步骤2.4，初始化参数，包括设定待定标影像的辐射定标系数Gain_i和Offset_i的初始值、有效范围和变化步长，以及BRDF调整系数c_i的初始值、有效范围和变化步长，作为同化算法的输入参数，其中Gain_i为定标增益系数，Offset_i为绝对定标偏移系数；然后以迭代的方式进行如下处理，步骤2.4.1，基于待定标影像的DN值计算大气表观反射率，并通过大气校正得到地表反射率ρ(Target,i)；步骤2.4.2，基于待定标影像的地表反射率ρ(Target,i)，利用步骤2.3所建立BRDF调整系数c_i的当前值和步骤2.2所得光谱调整系数SBAF_i通过下式模拟得到参考影像的地表反射率ρ_simulated(Reference,i)；ρ_simulated(Reference,i)＝ρ(Target,i)/c_i/SBAF_i步骤2.4.3，比较参考影像的模拟地表反射率ρ_simulated(Reference,i)与真实反演的地表反射率ρ(Reference,i)之间的差异，若差异比小于预设阈值，便得到最佳的辐射定标系数，结束迭代；反之，利用同化算法优化更新辐射定标系数Gain_i和Offset_i以及BRDF调整系数c_i，然后回到步骤2.4.1；步骤3，针对每个波段，将一个波段的交叉定标结果中偏离平均值大于预设阈值的点删除，然后取平均值作为最终的交叉定标结果，获得最终的辐射定标系数Gain_i和Offset_i。