一種基于大氣mtf的大氣校正方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于大氣MTF的大氣校正方法，具體為：利用氣象衛(wèi)星及其上搭載的傳感器監(jiān)測大氣的氣溶膠光學(xué)參數(shù)、湍流參數(shù)，以及獲得相應(yīng)的衛(wèi)星圖像；獲取所采用的傳感器的特征參數(shù)；進(jìn)行氣溶膠MTF計算；進(jìn)行湍流MTF計算；大氣總MTF計算，以及構(gòu)建二維MTF；建立基于大氣MTF的大氣校正算法。本發(fā)明針對我國的中高分辨率的衛(wèi)星光學(xué)傳感器，基于氣溶膠MTF與湍流MTF模型，建立一種能對大氣MTF進(jìn)行補償?shù)拇髿庑Ｕ椒ā?br> 【專利說明】一種基于大氣MTF的大氣校正方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于大氣MTF的大氣校正方法。
【背景技術(shù)】
[0002]大氣層是遙感信息傳輸?shù)谋亟?jīng)介質(zhì)，光輻射在大氣傳輸過程中會與大氣發(fā)生一系列的相互作用，包括大氣折射、吸收與散射、湍流效應(yīng)等，從而導(dǎo)致其傳輸特性的改變。由于大氣散射作用及湍流擾動的存在，使得遙感圖像模糊，這就是所謂的大氣MTF/PSF作用。許多研究證明當(dāng)?shù)乇聿痪粫r，一般的大氣校正方法得到的結(jié)果往往是錯的，而且誤差很大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題,本發(fā)明的目的在于提供一種基于大氣MTF的大氣校正方法，該方法能夠解決不均一地表的大氣校正。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一種基于大氣MTF的大氣校正方法，具體為:
[0005]I)利用氣象衛(wèi)星及其上搭載的傳感器監(jiān)測大氣的氣溶膠光學(xué)參數(shù)、湍流參數(shù)，以及獲得相應(yīng)的衛(wèi)星圖像；
[0006]2)獲取所采用的傳感器的特征參數(shù)；
[0007]3 )進(jìn)行氣溶膠MTF計算；
[0008]4)進(jìn)行湍流MTF計算；
[0009]5)大氣總MTF計算，以及構(gòu)建二維MTF ；
[0010]6 )建立基于大氣MTF的大氣校正算法。
[0011]進(jìn)一步，所述步驟2)具體為:
[0012]A)選擇研究區(qū)衛(wèi)星圖像:研究區(qū)的選擇要參考NCEP網(wǎng)格點以及是否有能獲得歷史大氣粒子特性相關(guān)信息；
[0013]B)需要的傳感器特征參數(shù)，包括視場角F0V、系統(tǒng)各譜段在Nyquist頻率全視場的MTF值、傳感器CCD陣列像元數(shù)、波段響應(yīng)函數(shù)、相機(jī)孔徑大小及積分時間；
[0014]C)基于步驟B)中獲取的波段響應(yīng)函數(shù)，獲得所用的傳感器波段的中心波長，波長范圍與波段響應(yīng)函數(shù)的點積除以波段響應(yīng)函數(shù)的積，即為波段的中心波長，如公式I所示:
【權(quán)利要求】
1.一種基于大氣MTF的大氣校正方法,其特征在于,該方法具體為: 1)利用氣象衛(wèi)星及其上搭載的傳感器監(jiān)測大氣的氣溶膠光學(xué)參數(shù)、湍流參數(shù)，以及獲得相應(yīng)的衛(wèi)星圖像； 2)獲取所采用的傳感器的特征參數(shù)； 3)進(jìn)行氣溶膠MTF計算； 4)進(jìn)行湍流MTF計算； 5)大氣總MTF計算，以及構(gòu)建二維MTF； 6)建立基于大氣MTF的大氣校正算法。
2.如權(quán)利要求1所述的基于大氣MTF的大氣校正方法，其特征在于，所述步驟2)具體為: A)選擇研究區(qū)衛(wèi)星圖像:研究區(qū)的選擇要參考NCEP網(wǎng)格點以及是否有能獲得歷史大氣粒子特性相關(guān)信息； B)需要的傳感器特征參數(shù)，包括視場角FOV、系統(tǒng)各譜段在Nyquist頻率全視場的MTF值、傳感器CCD陣列像元數(shù)、波段響應(yīng)函數(shù)、相機(jī)孔徑大小及積分時間； C)基于步驟B)中獲取的波段響應(yīng)函數(shù)，獲得所用的傳感器波段的中心波長，波長范圍與波段響應(yīng)函數(shù)的點積除以波段響應(yīng)函數(shù)的積，即為波段的中心波長，如公式I所示:

3.如權(quán)利要求1所述的基于大氣MTF的大氣校正方法，其特征在于，所述步驟3)具體為: G)大氣參數(shù)的獲取:根據(jù)所述衛(wèi)星圖像的獲取時間與地點，計劃衛(wèi)星同步實驗，選擇實驗的具體時間地點；采用CE318進(jìn)行同步測量；從CE318的探測數(shù)據(jù)計算氣溶膠光學(xué)厚度、粒子半徑與單次散射反照率； H)氣溶膠MTF模型算法選擇與描述:采用基于傳感器特征的氣溶膠MTF模型，其算法如下所示:
4.如權(quán)利要求1所述的基于大氣MTF的大氣校正方法，其特征在于，所述步驟4)具體為: J)大氣瑞流折射結(jié)構(gòu)系數(shù)C,:模型的選擇與描述:采用Hufnagel建立的廓線模型來計算Q2的垂直分布，該模型最終表達(dá)式如下所示:
5.如權(quán)利要求1所述的基于大氣MTF的大氣校正方法，其特征在于，所述步驟5)具體為:Q)步驟)計算得到的氣溶膠MTF與步驟4)計算得到的湍流MTF進(jìn)行點乘，得到大氣總MTF曲線； R)圖像跨軌與沿軌MTF計算:首先將大氣總MTF曲線以Y軸為對稱，擴(kuò)展成從負(fù)的截止頻率至正截止頻率處的大氣總MTF ;并將步驟3)得到的大氣總MTF作為圖像跨軌及沿軌的大氣MTF ； S)構(gòu)建二維MTF:首先，將截止頻率處的大氣MTF值作為二維MTF中45度方向的截止處的MTF值，再根據(jù)跨軌與沿軌方向的MTF向量之間的比例關(guān)系進(jìn)行插值得到二維插值MTF矩陣MTFxy。
6.如權(quán)利要求1所述的基于大氣MTF的大氣校正方法，其特征在于，所述步驟6)具體為: T)大氣MTF圖像補償算法選擇與描述:采用維納濾波法，直接用于頻率域，頻率域的維納濾波器算子如下式所示:
【文檔編號】G06T5/00GK103679659SQ201310683273
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月12日
【發(fā)明者】李小英, 陳良富, 蘇林, 陶金花, 張瑩, 賈松林 申請人:中國科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所