本發(fā)明屬于光學(xué)遙感影像，具體涉及一種考慮行積分時間變化的靈巧型衛(wèi)星絕對輻射定標(biāo)系數(shù)計算方法。

背景技術(shù)：

1、絕對輻射定標(biāo)是建立空間光學(xué)遙感器記錄的數(shù)字信號與對應(yīng)的輻射能量之間的數(shù)量關(guān)系，是遙感信息定量化應(yīng)用的前提與基礎(chǔ)。而且，隨著遙感定量化應(yīng)用的深入，對輻射定標(biāo)的精度要求也越來越高。

2、對于推掃成像模式的空間光學(xué)遙感器，不同的成像參數(shù)(主要包括增益、積分級數(shù)、行積分時間等)設(shè)置下其絕對輻射響應(yīng)關(guān)系是不同的。對于增益及積分級數(shù)，在軌成像時一般根據(jù)太陽高度角和地物反射率等信息進(jìn)行設(shè)置，在定標(biāo)時可根據(jù)在軌使用的增益與積分級數(shù)的參數(shù)組合列表，對不同成像參數(shù)組合下的絕對輻射響應(yīng)關(guān)系進(jìn)行標(biāo)定。對于成像行積分時間，在軌成像時則需要根據(jù)軌道高度、衛(wèi)星側(cè)擺角度等信息實時計算，以保證像移速率與物移速率相匹配，在定標(biāo)時一般設(shè)置為設(shè)計軌道高度星下點(diǎn)成像時的標(biāo)稱行積分時間。因此，通過絕對輻射定標(biāo)獲得的基于標(biāo)稱行積分時間的絕對輻射響應(yīng)關(guān)系并不能直接應(yīng)用于在軌不同行積分時間下拍攝所獲得的影像。

3、當(dāng)前，大多數(shù)空間光學(xué)遙感器由于運(yùn)行軌道高度相對穩(wěn)定，成像時衛(wèi)星姿態(tài)不進(jìn)行擺動，因此行積分時間變化量相對微小，對絕對輻射定標(biāo)精度的影響可忽略不計。但對于靈巧成像的光學(xué)遙感衛(wèi)星，其成像時側(cè)擺角度范圍在±45°，不同次成像間行積分時間差異明顯，對絕對輻射定標(biāo)精度的影響不可忽視。而在獲取基于標(biāo)稱行積分時間的遙感器絕對輻射定標(biāo)模型關(guān)系之后，如何定量分析行積分時間變化對絕對輻射定標(biāo)精度的影響，如何考慮成像時行積分時間的變化計算準(zhǔn)確的絕對輻射定標(biāo)系數(shù)，并沒有可供參考的標(biāo)準(zhǔn)或文獻(xiàn)依據(jù)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提出一種考慮行積分時間變化的絕對輻射定標(biāo)系數(shù)計算方法，以解決靈巧型衛(wèi)星側(cè)擺成像時因行積分時間變化導(dǎo)致的基于標(biāo)稱行積分時間的絕對輻射定標(biāo)系數(shù)無法直接使用或使用誤差較大的問題。

2、本發(fā)明實現(xiàn)上述目的采用的技術(shù)方案如下。

3、一種考慮行積分時間變化的靈巧型衛(wèi)星絕對輻射定標(biāo)系數(shù)計算方法，該方法包括以下步驟：

4、步驟一、建立空間光學(xué)遙感器輸出圖像灰度值與輸入輻射量間的響應(yīng)關(guān)系模型：

5、l＝a·dn+l0

6、式中，l為空間光學(xué)遙感器某通道大氣層頂輻亮度；dn為該通道圖像灰度值；a為該通道大氣層頂輻亮度的定標(biāo)系數(shù)，a與成像參數(shù)設(shè)置有關(guān)；l0為該通道暗電流對應(yīng)的輻亮度；

7、步驟二、建立空間光學(xué)遙感器輸出圖像灰度值與成像行積分時間的響應(yīng)關(guān)系模型：

8、dn＝b·t+c

9、b＝k·l+v

10、式中，t為空間光學(xué)遙感器成像行積分時間；b、c為空間光學(xué)遙感器某通道圖像灰度值與t的響應(yīng)系數(shù)，與輸入輻亮度有關(guān)；k、v為b同l間的線性關(guān)系系數(shù)，k為增益項，v為偏置項；

11、步驟三、根據(jù)步驟二計算空間光學(xué)遙感器成像行積分時間變化導(dǎo)致的圖像灰度變化值：

12、

13、δt＝tx-t0

14、

15、式中，tx為空間光學(xué)遙感器實際成像行積分時間，t0為空間光學(xué)遙感器標(biāo)稱行積分時間，δt為tx相對t0的變化值；分別為特定輻亮度下，tx與t0對應(yīng)的空間光學(xué)遙感器的圖像灰度值，δdn為特定輻亮度下由于空間光學(xué)遙感器成像行積分時間變化導(dǎo)致的圖像灰度變化值；

16、步驟四、根據(jù)步驟一與步驟三，計算空間光學(xué)遙感器成像行積分時間變化后，輸出圖像灰度值與輸入輻射量間的響應(yīng)關(guān)系：

17、

18、式中，分別為空間光學(xué)遙感器在t0下，某通道的絕對輻射定標(biāo)系數(shù)和暗電流對應(yīng)的輻亮度；

19、進(jìn)一步推導(dǎo)得：

20、

21、又：

22、

23、即得空間光學(xué)遙感器在tx下的絕對輻射定標(biāo)系數(shù)和暗電流對應(yīng)的輻亮度分別為：

24、

25、進(jìn)一步的，在步驟一中，所述成像參數(shù)包括但不限于增益、積分級數(shù)、成像行積分時間。需要說明的是，本發(fā)明的方法中僅考慮行積分時間變化對絕對輻射定標(biāo)系數(shù)的影響，方法中其余影響空間光學(xué)遙感器輻射響應(yīng)關(guān)系的參數(shù)保持不變。

26、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

27、本發(fā)明的考慮行積分時間變化的靈巧型衛(wèi)星絕對輻射定標(biāo)系數(shù)計算方法，可以基于空間光學(xué)遙感器標(biāo)稱行積分時間下的絕對輻射響應(yīng)關(guān)系及圖像灰度值與行積分時間響應(yīng)關(guān)系，計算得到空間光學(xué)遙感器在任意成像行積分時間下的絕對輻射響應(yīng)關(guān)系，有助于解決靈巧型衛(wèi)星不同側(cè)擺角度成像時由于行積分時間變化導(dǎo)致的絕對輻射定標(biāo)系數(shù)無法直接使用或使用誤差較大的問題，提高了光學(xué)遙感影像的絕對輻射校正精度。

技術(shù)特征：

1.一種考慮行積分時間變化的靈巧型衛(wèi)星絕對輻射定標(biāo)系數(shù)計算方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種考慮行積分時間變化的靈巧型衛(wèi)星絕對輻射定標(biāo)系數(shù)計算方法，其特征在于，在步驟一中，所述a與成像參數(shù)設(shè)置有關(guān)，所述成像參數(shù)包括但不限于增益、積分級數(shù)、成像行積分時間。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種考慮行積分時間變化的靈巧型衛(wèi)星絕對輻射定標(biāo)系數(shù)計算方法，屬于光學(xué)遙感影像技術(shù)領(lǐng)域，解決了靈巧型衛(wèi)星不同側(cè)擺角度成像時空間光學(xué)遙感器行積分時間變化情況下絕對輻射定標(biāo)系數(shù)的計算問題，提高了影像的絕對輻射校正精度，該方法包括如下步驟：建立空間光學(xué)遙感器輸出圖像灰度值與輸入輻射量間的響應(yīng)關(guān)系模型；建立空間光學(xué)遙感器輸出圖像灰度值與成像行積分時間的響應(yīng)關(guān)系模型；計算空間光學(xué)遙感器成像行積分時間變化值導(dǎo)致的圖像灰度變化值；計算空間光學(xué)遙感器不同成像行積分時間下圖像灰度值與輸入輻射量間的響應(yīng)關(guān)系。

技術(shù)研發(fā)人員：黃帥,楊松,白楊,鄒波,楊浩,孫穎姍,李江鵬,楊曉杰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：長光衛(wèi)星技術(shù)股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/14