专利名称：高光谱遥感器飞行中基于太阳和大气特征谱线的光谱定标方法
技术领域：
本发明属于光学遥感科学领域，涉及一种高光谱遥感器飞行中基于太阳和大气特征谱线的光谱定标方法。
背景技术：
高光谱遥感器可以获取目标精细的连续光谱信息，近几年其在国防军事、国土资源调查、精准农业、环境监测、大气探测等领域发挥了越来越重要的作用。以确定高光谱遥感器光谱通道中心波长和带宽为目的的光谱定标是其遥测数据定量化应用的前提。飞行前的实验室光谱定标一般是通过单色仪扫描或特征吸收波长板光谱匹配的方法实现，但在遥感器飞行状态下因大气压强、温度变化以及剧烈振动等原因，高光谱遥感器的中心波长和带宽有可能发生变化。研究表明，很小的光谱定标结果变化会带来很大的测量误差，如IOnm 带宽的遥感器Inm的中心波长偏移在强的水汽吸收波段可以产生±25%的辐亮度测量误差，因此，高光谱遥感器飞行中的光谱定标是其数据定量化过程中必不可少的环节之一。大气廓线中的太阳夫琅禾费线以及氧气、二氧化碳、水汽等气体吸收线来自原子或分子的吸收光谱，其中太阳夫琅禾费线是十分稳定的线状光谱，而大气中气体分子吸收光谱的线型则与温度压强有密切的关系。早在上世纪就被科学家用来实现对光谱仪的中心波长校准，近几年，Geffen等人利用超高光谱分辨率的大气外太阳光谱实现了对GOME、SCIAMACHY等星载高光谱辐射计的光谱定标。据文献报道，上世纪九十年代，成像光谱仪概念的提出人Goetz和Green等人最先以实测的地表反射率及大气参数为输入数据，利用辐射传输软件Modtran生成模拟数据，并采用光谱匹配方法实现了机载高光谱遥感器AVIRIS的光谱定标。随后，Gao等人在不需要地表实测反射率的情况下，利用光谱匹配算法得到了 Hyperion，AVIRIS, PHILLS等传感器在大气吸收波段中心波长的偏移量，2006年德国学者Guanter等人则利用大气吸收线通过与大气校正相结合的方法对成像光谱仪ROSIS, CHRIS, Hymap, AVIRIS等进行了光谱定标试验，得到了中心波长的偏移，美国TRW公司的Barry等人则通过使Hyperion临边观测的方法利用大气吸收线得到了遥感器在轨运行过程中的中心波长偏移。法国学者Didier Ramon等人则通过设计MERIS特殊的轨道利用大气压强反演结合氧气760nm吸收线的方法实现了该遥感器的中心波长定标。
发明内容
本发明的目的是提供一种高光谱遥感器飞行中光谱定标方法，以太阳夫琅禾费线与大气特征吸收线为标准参照，通过等效光谱反射率P*(X)与经过低通滤波的等效光谱反射率的匹配实现中心波长偏移量和光谱带宽的确定。本发明采用的技术方案是高光谱遥感器飞行中基于太阳和大气特征谱线的光谱定标方法，其特征在于，具体步骤如下
遥感器入瞳处的辐亮度主要由大气程辐射、目标反射、周围背景辐射三部分综合作用组成；遥感器入瞳的辐亮度LTQA(X )0用公式可表示为
权利要求
1.高光谱遥感器飞行中基于太阳和大气特征谱线的光谱定标方法，其特征在于，具体步骤如下 遥感器入瞳处的辐亮度主要由大气程辐射、目标反射、周围背景辐射三部分综合作用组成； 遥感器入瞳的辐亮度LtmU)用公式可表示为
全文摘要
本发明公开了一种高光谱遥感器飞行中光谱定标方法，该光谱定标方法在高光谱遥感器飞行中正常工作状态下，以太阳夫琅禾费线和大气特征吸收线为标准参照光谱，通过等效光谱反射率ρ*(λ)与经过低通滤波的等效光谱反射率的匹配实现中心波长偏移量和光谱带宽的确定。本发明的光谱定标过程不依赖地物光谱反射率的测量，减小了遥感器辐射定标不确定度带来的影响；本发明的光谱定标算法通过查找表的方法实现，提高了程序的执行效率；本发明光谱定标方法可实现机载或星载高光谱遥感器飞行中以及野外地物光谱辐射计小于0.2nm的光谱定标，在高光谱遥感中有重要的意义。
文档编号G01J3/42GK102749138SQ201210191179
公开日2012年10月24日 申请日期2012年6月11日 优先权日2012年6月11日
发明者张黎明, 李鑫, 陈洪耀 申请人:中国科学院安徽光学精密机械研究所