一種凝視衛(wèi)星面陣ccd相機(jī)的相對輻射校正方法
【專利摘要】一種凝視衛(wèi)星面陣CCD相機(jī)的相對輻射校正方法。首先建立面陣CCD相機(jī)探元的輻射響應(yīng)模型；其次利用凝視衛(wèi)星面陣CCD在沒有月光的深夜對遠(yuǎn)離陸地的大面積深海進(jìn)行實(shí)時、定點(diǎn)觀測，通過多次獲得的遙感圖像確立噪聲大小，去噪后得到無噪聲的遙感圖像數(shù)據(jù)；然后在晨昏時，利用凝視衛(wèi)星面陣CCD相機(jī)在微弱均勻散射的天空光下對遠(yuǎn)離陸地的大面積的深海進(jìn)行連續(xù)成像，通過多次獲得的去除噪聲的遙感圖像計算相對輻射定標(biāo)系數(shù)；最終得到凝視衛(wèi)星面陣CCD相機(jī)的相對輻射校正圖像。本發(fā)明解決了凝視衛(wèi)星面陣CCD相機(jī)在軌運(yùn)行無相對輻射校正方法的技術(shù)問題。
【專利說明】-種凝視衛(wèi)星面陣CCD相機(jī)的相對輻射校正方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及凝視衛(wèi)星面陣C⑶相機(jī)的相對輻射校正方法，特別涉及一種地球同步 靜止軌道衛(wèi)星面陣相機(jī)的相對輻射校正方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 凝視衛(wèi)星指星載光學(xué)遙感器觀測地面目標(biāo)時其光軸"盯住"地球上的某一點(diǎn)不動， 利用星上充滿整個視場的面陣CCD二維陣列探測器，不用任何機(jī)械運(yùn)動的掃描機(jī)構(gòu)，按照 焦平面上的探測器單元和物空間的景物分辨單元一一對應(yīng)的關(guān)系，可實(shí)時、定點(diǎn)的對視場 內(nèi)發(fā)生的現(xiàn)象進(jìn)行連續(xù)的觀測，也可根據(jù)用戶需求直接定制連續(xù)的觀測，其靈活連續(xù)的觀 測方式獲得比傳統(tǒng)對地觀測衛(wèi)星更多的關(guān)于"感興趣目標(biāo)地區(qū)"的動態(tài)信息。
[0003] 隨著凝視衛(wèi)星面陣CCD相機(jī)的靈敏度和分辨率提高，其獲得的連續(xù)高精度的地物 空間信息、輻射信息和光譜信息將具有極廣的應(yīng)用領(lǐng)域；但是由于凝視衛(wèi)星面陣CCD相機(jī) 的光電接收陣列受空間和探元耦合影響很大，不僅各探元中的暗電流噪聲、散粒噪聲、讀出 噪聲、量化噪聲等不一致，而且由于各探元的量子效應(yīng)和材質(zhì)結(jié)構(gòu)等局部差異的存在造成 各探元的響應(yīng)度也不一致，使得相機(jī)對完全相同的地物成像時面陣CCD相機(jī)輸出的數(shù)字DN 值不同即獲得的遙感圖像數(shù)據(jù)存在失真；為了克服這種現(xiàn)象需要對凝視衛(wèi)星面陣CCD相機(jī) 獲得的原始遙感圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化相對輻射校正，將面陣CCD相機(jī)的各探元輸出值調(diào)整 到同一基準(zhǔn)使得各探元對完全相同的地物具有相同的數(shù)字DN輸出值。目前，針對在軌運(yùn)行 的太陽同步衛(wèi)星線陣CCD相機(jī)的相對輻射校正方法已經(jīng)有較為成熟的方法，但對于凝視衛(wèi) 星面陣CCD相機(jī)的相對輻射校正方法，到目前為止尚未見可查閱的文獻(xiàn)資料中有關(guān)這方面 的校正方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種凝視衛(wèi)星面陣CCD 相機(jī)的相對輻射校正方法，解決了【背景技術(shù)】中凝視衛(wèi)星面陣CCD相機(jī)在軌運(yùn)行無相對輻射 校正方法的技術(shù)問題。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種凝視衛(wèi)星面陣CCD相機(jī)的相對輻射校正方法，步驟如 下：
[0006] 1)建立面陣C⑶相機(jī)探元的輻射響應(yīng)模型：
[0007] DN(i,j) = {f[L(i, j)]+NDC(i, j)+Ns(i, j)+NE(i, j)}XG+NQ(i, j)；
[0008] 式中，i，j為面陣CCD相機(jī)的探元位置（i e [1，K]，j e [1，L]) ;K為面陣CCD相 機(jī)的行探元總數(shù)，L為面陣CCD相機(jī)的列探元總數(shù)；DN(i，j)為探元（i，j)的數(shù)字DN值； f[L(i，j)]為探元（i，j)接收的輻射亮度L(i，j)函數(shù)；NDC(i，j)為探元（i，j)的暗電流噪 聲；N s(i，j)為探元（i，j)的散粒噪聲；NK(i，j)為探元（i，j)的讀出噪聲；G為電路輸出的 綜合增益；N Q(i, j)為探元（i, j)的量化噪聲；
[0009] 將面陣C⑶相機(jī)探元的輻射響應(yīng)模型整理簡化得到：
[0010] DN(i, j) = fG[L(i, j)]+N(i, j)；
[0011] 式中，fG[L(i, j)] = f[L(i, j)]XG;N(i, j) = [NDC(i, j)+Ns(i, j)+NK(i, j)]XG+N Q(i， j);
[0012] 2)利用凝視衛(wèi)星面陣(XD在沒有月光的深夜對遠(yuǎn)離陸地的大面積深海進(jìn)行實(shí)時、 定點(diǎn)觀測，通過N次獲得的遙感圖像確立噪聲大??；

【權(quán)利要求】
1. 一種凝視衛(wèi)星面陣CCD相機(jī)的相對輻射校正方法，其特征在于步驟如下： 1) 建立面陣CCD相機(jī)探元的輻射響應(yīng)模型： DN(i，j) = {f[L(i，j)]+NDC(i，j)+Ns(i，j)+NK(i，j)}XG+N Q(i，j); 式中，i、j為面陣CCD相機(jī)的探元位置（i e [l，K]，j e [1，L]) ;K為面陣CCD相機(jī)的行 探元總數(shù)，L為面陣CCD相機(jī)的列探元總數(shù)；DN(i，j)為探元（i，j)的數(shù)字DN值；f[L(i，j)] 為探元（i，j)接收的輻射亮度L(i，j)函數(shù)；Mi，j)為探元（i，j)的暗電流噪聲；N s(i，j) 為探元（i，j)的散粒噪聲；NK(i，j)為探元（i，j)的讀出噪聲；G為電路輸出的綜合增益； NQ(i，j)為探元（i，j)的量化噪聲； 將面陣CCD相機(jī)探元的輻射響應(yīng)模型整理簡化得到： DN(i, j) = fG[L(i, j)]+N(i, j)； 式中，fG[L(i，j)] =f[L(i，j)]XG;N(i，j) = [NDC(i，j)+Ns(i，j)+NK(i，j)]XG+N Q(i， j); 2) 利用凝視衛(wèi)星面陣C⑶在沒有月光的深夜對遠(yuǎn)離陸地的大面積深海進(jìn)行實(shí)時、定點(diǎn) 觀測，通過N次獲得的遙感圖像確立噪聲大小；
式中，DNn(i，j)為第η景深夜成像數(shù)據(jù)中探元（i，j)的數(shù)字DN值，n e [1，N]; 3) 將步驟2)中得到的噪聲大小，在凝視衛(wèi)星面陣CCD相機(jī)獲得的遙感圖像數(shù)字DN值 中去除，即得到無噪聲的遙感圖像數(shù)據(jù)^(Λ./) = AV(/、/)- Λ/(/，./) = [以'_、/)]; 4) 在晨昏時，利用凝視衛(wèi)星面陣(XD相機(jī)在微弱均勻散射的天空光下對遠(yuǎn)離陸地的大 面積的深海進(jìn)行連續(xù)成像，通過Μ次獲得的去除噪聲的遙感圖像計算相對輻射定標(biāo)系數(shù)； 41) 求取Μ景去除噪聲的所有探元數(shù)字DN值樣本均值μ DN :
為第m景中探元（i，j)去除噪聲的數(shù)字DN 值，m e [1，M]; 42) 將Μ次獲得的去除噪聲的所有探元數(shù)字DN值樣本均值μ DN作為凝視衛(wèi)星面陣CCD 相機(jī)探元的輸入能量期望值fe[L(i，j)] = μΒΝ，則第m景中探元（i, j)的相對福射定標(biāo)系 數(shù)為：
其中DNm(i，j)為第m景晨昏成像數(shù)據(jù)中探元（i，j)的數(shù)字DN值，me [1，M]; 43) 對探元（i，j)獲得的Μ個相對輻射定標(biāo)系數(shù)進(jìn)行平均，最終得到凝視衛(wèi)星面陣CCD 相機(jī)各探元的相對輻射定標(biāo)系數(shù)為：
5)對凝視衛(wèi)星面陣CCD相機(jī)獲得的遙感圖像數(shù)據(jù)，利用步驟2)中得到的噪聲大小 和步驟4)中得到的相對輻射校正系數(shù)，得到凝視衛(wèi)星面陣CCD相機(jī)的相對輻射校正圖像 DNK(i,j) = -i-xfDAU./)- ^(/,./)] = ./；, [^./)] 〇
【文檔編號】H04N5/357GK104065892SQ201410287058
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年6月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月24日
【發(fā)明者】王愛春, 傅俏燕, 閔祥軍, 陸書寧, 潘志強(qiáng), 李曉進(jìn), 韓啟金, 張學(xué)文, 劉李, 李照洲 申請人:中國資源衛(wèi)星應(yīng)用中心