一種成像光譜反射率數(shù)據(jù)的光譜校正方法
【專利摘要】一種成像光譜反射率數(shù)據(jù)的光譜校正方法，它有四大步驟：步驟一、光譜數(shù)據(jù)的讀入；步驟二、反射光譜歸一化處理；步驟三、校正系數(shù)的計(jì)算；步驟四、數(shù)據(jù)的校正。它可應(yīng)用于對(duì)利用大氣輻射傳輸模型進(jìn)行光譜重建后生成的成像光譜反射率數(shù)據(jù)，進(jìn)行校正，以減小誤差、降低信息的漏提取率。本發(fā)明在高光譜遙感礦物識(shí)別領(lǐng)域里具有實(shí)用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。
【專利說(shuō)明】一種成像光譜反射率數(shù)據(jù)的光譜校正方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種成像光譜反射率數(shù)據(jù)的光譜校正方法，屬于高光譜遙感礦物識(shí)別領(lǐng)域，它適用于對(duì)利用大氣輻射傳輸模型進(jìn)行光譜重建后生成的成像光譜反射率數(shù)據(jù)，進(jìn)行校正，以減小誤差、降低信息的漏提率。
【背景技術(shù)】
[0002]高光譜遙感具有圖譜合一的特點(diǎn)，可根據(jù)礦物的精細(xì)光譜特征進(jìn)行礦物信息的識(shí)另O。進(jìn)行礦物信息提取前，需將地表的輻射亮度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為反射率數(shù)據(jù)，即反射能量與入射能量之比。常用的軟件有Flaash、ATREM、ACORN等，這些軟件基于大氣輻射傳輸模型，根據(jù)數(shù)據(jù)獲取時(shí)的大氣水汽含量、能見度等大氣參數(shù)，計(jì)算大氣吸收、散射特性，并得到地表反射率。
[0003]然而，由于儀器定標(biāo)誤差、地面一大氣間能量的多次反射等原因，得到了地表反射率與地面實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)往往存在較大的系統(tǒng)性誤差，導(dǎo)致礦物信息提取出漏提取率較高。為此，本發(fā)明開發(fā)了一種校正方法，對(duì)利用大氣輻射傳輸模型進(jìn)行光譜重建后生成的成像光譜反射率數(shù)據(jù)，進(jìn)行校正，以減小誤差、降低信息的漏提取率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]1、目的:本發(fā)明的目的是提供一種成像光譜反射率數(shù)據(jù)的光譜校正方法，它針對(duì)利用大氣輻射傳輸模型進(jìn)行光譜重建后生成的成像光譜反射率數(shù)據(jù)中的系統(tǒng)性誤差進(jìn)行校正，以減小誤差、降低信息的漏提取率。
[0005]2、技術(shù)解決方案:為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，采取以下技術(shù)方案:
[0006]見圖1，本發(fā)明一種成像光譜反射率數(shù)據(jù)的光譜校正方法，該方法具體步驟如下:
[0007]步驟一:光譜數(shù)據(jù)讀入
[0008]讀入的數(shù)據(jù)包括成像光譜反射率數(shù)據(jù)、成像光譜數(shù)據(jù)覆蓋范圍內(nèi)地面實(shí)測(cè)的反射光譜數(shù)據(jù)。成像光譜反射率數(shù)據(jù)是由基于大氣輻射傳輸模型進(jìn)行光譜重建后的數(shù)據(jù)。
[0009]步驟二:反射光譜歸一化處理
[0010]以圖像清晰度較高的某一波段為基準(zhǔn)，對(duì)地面實(shí)測(cè)光譜與對(duì)應(yīng)的成像光譜反射率數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理，即所有波段反射率除以基準(zhǔn)波段反射率。
[0011]步驟三:校正系數(shù)的計(jì)算
[0012]經(jīng)步驟二處理后的地面實(shí)測(cè)光譜除以對(duì)應(yīng)的成像光譜反射率數(shù)據(jù)，得到校正系數(shù)，若成像光譜反射率數(shù)據(jù)覆蓋范圍內(nèi)有多個(gè)點(diǎn)進(jìn)行了地面實(shí)測(cè)光譜測(cè)試，則將得到了多個(gè)校正系數(shù)進(jìn)行平均，以減小誤差。
[0013]步驟四:數(shù)據(jù)的校正
[0014]步驟一中讀入的成像光譜反射率數(shù)據(jù)乘以步驟三得到的校正系數(shù)，即完成數(shù)據(jù)的校正。
[0015]其中，步驟二中所述的“對(duì)地面實(shí)測(cè)光譜與對(duì)應(yīng)的成像光譜反射率數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理”，其具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下:
[0016]每條光譜的所有波段的反射率除以該光譜對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)波段的反射率，得到的比值光譜即為歸一化后的光譜。
[0017]3、優(yōu)點(diǎn)及功效:本發(fā)明一種成像光譜反射率數(shù)據(jù)的光譜校正方法的優(yōu)點(diǎn)是:
[0018]基于地面實(shí)測(cè)光譜對(duì)利用大氣輻射傳輸模型進(jìn)行光譜重建后生成的成像光譜反射率數(shù)據(jù)，進(jìn)行校正，以減小誤差、降低信息的漏提率。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為本發(fā)明的流程框圖；
【具體實(shí)施方式】
[0020]為了更好的說(shuō)明本發(fā)明的方法與步驟，利用某地區(qū)HyMap機(jī)載成像光譜反射率數(shù)據(jù)與12個(gè)不同地點(diǎn)的地面實(shí)測(cè)光譜數(shù)據(jù)為例，進(jìn)行了校正試驗(yàn)。試驗(yàn)所用的設(shè)備為圖形工作站，規(guī)格型號(hào)為 Dell Precision4700,操作系統(tǒng)為 WindowsXP (64 位)，CPU 為 2.66GHz,內(nèi)容為32GB，硬盤為1T。
[0021]見圖1，本發(fā)明一種成像光譜反射率數(shù)據(jù)的光譜校正方法，其具體步驟如下:
[0022]步驟一，讀入數(shù)據(jù)，地面實(shí)測(cè)光譜與HyMap成像光譜反射率數(shù)據(jù)譜段范圍為450.0-2491.6nm，共有124個(gè)波段，成像光譜反射率數(shù)據(jù)是利用Flaash光譜重建軟件得到的；
[0023]步驟二，反射光譜歸一化處理，對(duì)12個(gè)地點(diǎn)中其中一個(gè)點(diǎn)的地面實(shí)測(cè)光譜與對(duì)應(yīng)的HyMap成像光譜反射率數(shù)據(jù)，以2150nm波段為基準(zhǔn)，進(jìn)行歸一化，所有波段反射率除以2150nm波段反射率；
[0024]步驟三，校正系數(shù)的計(jì)算，歸一化后的地面實(shí)測(cè)光譜除以對(duì)應(yīng)的成像光譜反射率數(shù)據(jù)，得到校正系數(shù)；
[0025]步驟四，HyMap數(shù)據(jù)的校正，將上一步驟得到的校正系數(shù)乘以所有HyMap數(shù)據(jù)，即完成數(shù)據(jù)的校正。
[0026]利用步驟一至步驟四的方法，對(duì)HyMap反射率數(shù)據(jù)進(jìn)行了校正，利用12個(gè)地面點(diǎn)中的11個(gè)對(duì)校正結(jié)果進(jìn)行了檢驗(yàn)。結(jié)果表明，450-1300nm、2000-2500nm譜段去殼后反射率誤差分別由 0.007±0.001,0.05±0.005 提高至 0.004±0.004,0.005±0.006，最小吸收位置以及吸收谷面積、對(duì)稱度、半高寬分別由58.04±18.97%,37.89±16.77%、10.59±7.45%提高至 7.67±7.96%,6.69±4.12%,2.12±1.55%。
【權(quán)利要求】
1.一種成像光譜反射率數(shù)據(jù)的光譜校正方法，其特征在于:該方法具體步驟如下: 步驟一:光譜數(shù)據(jù)讀入 讀入的數(shù)據(jù)包括成像光譜反射率數(shù)據(jù)、成像光譜數(shù)據(jù)覆蓋范圍內(nèi)地面實(shí)測(cè)的反射光譜數(shù)據(jù)；成像光譜反射率數(shù)據(jù)是由基于大氣輻射傳輸模型進(jìn)行光譜重建后的數(shù)據(jù)； 步驟二:反射光譜歸一化處理 以圖像清晰度較高的某一波段為基準(zhǔn)，對(duì)地面實(shí)測(cè)光譜與對(duì)應(yīng)的成像光譜反射率數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理，即所有波段反射率除以基準(zhǔn)波段反射率； 步驟三:校正系數(shù)的計(jì)算 經(jīng)步驟二處理后的地面實(shí)測(cè)光譜除以對(duì)應(yīng)的成像光譜反射率數(shù)據(jù)，得到校正系數(shù)，若成像光譜反射率數(shù)據(jù)覆蓋范圍內(nèi)有多個(gè)點(diǎn)進(jìn)行了地面實(shí)測(cè)光譜測(cè)試，則將得到了多個(gè)校正系數(shù)進(jìn)行平均，以減小誤差； 步驟四:數(shù)據(jù)的校正 步驟一中讀入的成像光譜反射率數(shù)據(jù)乘以步驟三得到的校正系數(shù)，即完成數(shù)據(jù)的校正。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種成像光譜反射率數(shù)據(jù)的光譜校正方法，其特征在于:步驟二中所述的“對(duì)地面實(shí)測(cè)光譜與對(duì)應(yīng)的成像光譜反射率數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理”，其具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程是:每條光譜的所有波段的反射率除以該光譜對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)波段的反射率，得到的比值光譜即為歸一化后的光譜。
【文檔編號(hào)】G01N21/25GK103592235SQ201310613261
【公開日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月27日
【發(fā)明者】閆柏琨, 董新豐, 楊蘇明 申請(qǐng)人:中國(guó)國(guó)土資源航空物探遙感中心