[发明专利]一种基于分离大气MTF的遥感影像大气邻近效应校正方法

摘要

一种基于分离大气MTF的遥感影像大气邻近效应校正方法，首先分别获取遥感器在轨成像MTF、遥感器静态MTF和卫星平台MTF，其中遥感器在轨MTF利用刃边法从遥感影像上获取，遥感器静态MTF通过遥感器实验室测试获得，卫星平台MTF通过卫星平台在轨测试参数进行仿真获得。然后根据在轨遥感影像退化机理，由遥感器在轨MTF、遥感器静态MTF和卫星平台MTF计算出大气MTF。随后，依据有限长数字滤波器原理利用大气MTF构建消除大气邻近效应的二维滤波卷积核。最后，针对绝对辐射校正后的光学遥感影像，利用MODTRAN大气辐射传输模型进行大气校正，再利用构建的二维滤波卷积核进行卷积，最终获得消除大气邻近效应的遥感影像。

主权项

一种基于分离大气MTF的遥感影像大气邻近效应校正方法，其特征在于步骤如下：(1)获取遥感影像的在轨MTF，记为MTF_on‑orbit；(2)获取遥感器的静态MTF，记为MTF_sensor；(3)获取卫星平台的MTF，记为MTF_sat；(4)根据步骤(1)、(2)、(3)的结果，根据公式计算得到大气的MTF，记为MTF_atm，MTF_on‑orbit＝MTF_atm×MTF_sensor×MTF_sat；(5)利用获取的MTF_atm，计算得到一维卷积系数h(k)，|H(e^jw)|＝A(w,k)*h(k)，其中h(k)是中心对称的，h(k)的长度为M；w为频率，|H(e^jw)|为MTF_atm的大小，k取1,2,…,(6)利用得到的一维卷积系数h(k)构造用于消除大气邻近效应的二维卷积核h(i,j)，h(i,j)为一个M*M的正方形矩阵且满足中心对称和轴对称，其中i,j的取值范围分别为h(i,j)中不同的卷积系数的个数为象限的二维频域响应函数表示为：$\left|H(f_x,f_y)\right|=\underset{t_x=0}{\overset{\frac{M-1}{2}}{\mathrm{\Σ}}}\underset{t_y=0}{\overset{t_x}{\mathrm{\Σ}}}x(t_x,t_y)\×k(t_x,t_y)[\cos (f_x\×t_X)\×\cos (f_y\×t_y)+\cos (f_y\×t_X)\×\cos (f_x\×t_y)]/2$式中$\left|H(f_x,f_y)\right|=H\left(\sqrt{{f_x}^2+{f_y}^2}\right)=\underset{k=0}{\overset{\frac{M-1}{2}}{\mathrm{\Σ}}}h\left(k\right)\·2\cos (\frac{M-1}{2}-k)\sqrt{{f_x}^2+{f_y}^2},$x(t_x,t_y)为一个长度的函数，其中t_y∈[0,t_x]，|H(f_x,f_y)|为二维频率处的MTF补偿值，k(t_x,t_y)为卷积系数的重复次数，f_x,f_y在零频到奈奎斯特频率范围内选取；(7)实时获取遥感影像，结合MODTRAN大气辐射传输模型对遥感影像进行大气校正，从中获得未消除邻近效应的地物平均反射率ρ；(8)将ρ表示为目标反射率ρ_t和背景平均反射率ρ_e两者之间与大气点扩展函数PSF_atm(x,y)之间的卷积关系：ρ＝ρ_t·∫∫_tPSF_atm(x,y)dxdy+ρ_e·∫∫_ePSF_atm(x,y)dxdy利用步骤(6)获取的二维卷积核h(i,j)对地物平均反射率ρ进行卷积，即可得到消除邻近效应的最终目标反射率影像：ρ_t＝ρ*h(i,j)其中，∫∫_tPSF_atm(x,y)dxdy表示大气点扩展函数对目标像元的影响权重，∫∫_ePSF_atm(x,y)dxdy)表示大气点扩展函数引起邻近像元对目标像元的影响权重，x和y分别表示像元在遥感影像水平和垂直方向上离目标像元的距离，下标t和e分别表示目标和背景环境，且∫∫_tPSF_atm(x,y)dxdy+∫∫_ePSF_atm(x,y)dxdy)＝1。