基于星历参数的光学遥感影像大气校正方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了基于星历参数的光学遥感影像大气校正方法及装置，涉及大气校正领域。该方法包括：从几何校正影像中提取预设像素点的经纬度，根据预设像素点的经纬度计算预设像素点的原始行列号；根据原始行列号从辅助数据文件中提取预设像素点的成像时间及卫星平台的位置；根据预设像素点的经纬度、成像时间及卫星平台的位置计算观测几何参数；根据观测几何参数和大气气象参数通过预设的查找表计算得到大气校正参数，计算得到地表反射率。本发明专利技术适用于遥感卫星的成像，实现了几何等输入参数的实时、快速自动计算，在不影响大气校正处理精度的情况下，提高了产品生产的处理效率和自动化程度。

Atmospheric correction method and device of optical remote sensing image based on ephemeris parameters

【技术实现步骤摘要】
基于星历参数的光学遥感影像大气校正方法及装置
本专利技术涉及大气校正领域，尤其涉及基于星历参数的光学遥感影像大气校正方法、存储介质及装置。
技术介绍
在遥感卫星的成像过程中，通常会受到大气分子、气溶胶和云粒子等大气成分吸收与散射的影响，导致遥感影像含有非地物目标的成像信息，使遥感影像在反映真实地表反射率时失真，影响定量研究与应用的开展。为了获得真实的地表反射率信息，需要对遥感影像进行大气效应的去除，对大气的散射和吸收引起的辐射误差进行校正，即大气校正。目前，大气校正主要基于辐射传输模型进行校正，通常需要输入几何、大气等参数，例如，成像几何参数包括太阳方位、观测方位、像素经纬度、高程等，大气气象参数包括大气模式、能见度等，卫星平台参数包括传感器类型、波段范围等。这种校正方式，由于成像几何参数计算各异复杂，导致大气校正处理效率不高，并且通常对遥感影像采用一套固定不变的几何、大气参数进行大气校正，从而影响影像大气校正精度。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种基于星历参数的光学遥感影像大气校正方法、存储介质及装置。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于星历参数的光学遥感影像大气校正方法，包括：获取卫星平台发送的几何校正影像、辅助数据文件和RPC文件，所述辅助数据文件中包含有所述卫星平台成像时的星历参数，所述RPC文件中包含有有理多项式模型；从所述几何校正影像中提取预设像素点的经纬度，根据所述预设像素点的经纬度和所述有理多项式模型计算所述预设像素点在原始图像中的原始行列号；根据所述原始行列号从所述辅助数据文件中提取所述预设像素点的成像时间及所述卫星平台的位置；根据所述预设像素点的经纬度、成像时间及所述卫星平台的位置计算观测几何参数；获取大气气象参数，根据所述观测几何参数和所述大气气象参数通过预设的查找表计算得到大气校正参数，根据所述大气校正参数计算得到地表反射率。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的光学遥感影像大气校正方法，通过获取星历参数，根据星历参数实时计算所需的观测几何参数，然后结合从气象观测平台、卫星数据产品中获取的大气气象参数，得到大气校正参数，再利用地表反射率公式自动化进行大气校正产品生产，实现了几何等输入参数的实时、快速自动计算，在不影响大气校正处理精度的情况下，提高了产品生产的处理效率和自动化程度。本专利技术解决上述技术问题的另一种技术方案如下：一种存储介质，所述存储介质中存储有指令，当计算机读取所述指令时，使所述计算机执行如上述技术方案所述的基于星历参数的光学遥感影像大气校正方法。本专利技术解决上述技术问题的另一种技术方案如下：一种基于星历参数的光学遥感影像大气校正装置，包括：存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于执行所述计算机程序，实现如上述技术方案所述的基于星历参数的光学遥感影像大气校正方法。本专利技术附加的方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术实践了解到。附图说明图1为本专利技术光学遥感影像大气校正方法的实施例提供的流程示意图；图2为本专利技术光学遥感影像大气校正方法的实施例提供的采集图像示意图；图3为本专利技术光学遥感影像大气校正装置的实施例提供的结构框架图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。大气校正是对大气的散射和吸收引起的辐射误差的一种校正，是遥感影像辐射校正的重要步骤，也是获取反映地表真实反射率的一个必不可少的环节，对于定量遥感而言尤为重要。如图1所示，为本专利技术光学遥感影像大气校正方法的实施例提供的流程示意图，该光学遥感影像大气校正方法包括：S1，获取卫星平台发送的几何校正影像、辅助数据文件和RPC文件，辅助数据文件中包含有卫星平台成像时的星历参数，RPC文件中包含有有理多项式模型。应理解，几何校正影像中包含经纬度信息，是对地面进行拍摄得到的遥感图像。S2，从几何校正影像中提取预设像素点的经纬度，根据预设像素点的经纬度和所述有理多项式模型计算预设像素点在原始图像中的原始行列号。需要说明的是，预设像素点可以根据实际需求选取，例如，可以选取整个几何校正影像的全部像素点，也可以按一定的间隔读取像素点。应理解，在得到预设像素点的经纬度后，就可以根据经纬度从高程数据中获取预设像素点对应的地面目标的高程值，在得到高程值后，结合经纬度就能确定预设像素点在原始图像中的行列号，即原始行列号。高程数据可以为SRTM、ASTERGDEM等全球数字高程数据，可以通计算机依据经纬度自动读取。S3，根据原始行列号从辅助数据文件中提取预设像素点的成像时间及卫星平台的位置。应理解，辅助数据中包含行数与时间、卫星平台三轴坐标的关系，通过查找行号的方式，就能够直接读取或插值获得成像时间及卫星平台的位置。如表1所示，给出了一种示例性的辅助数据图表。表1光学遥感影像辅助数据示例行数时间(t)位置X位置Y位置Z00002D02:56:12-108087207-958616-27405375.650002D02:56:16-107972542-1399748-27622347.6100002D02:56:20-107855871-1841014-27838776150002D02:56:24-107737185.5-2282194-28054578200002D02:56:28-107616545-2723526-28269849.6250002D02:56:32-107493864.5-3164864-28484502假设预设像素的行号为15，那么通过查找可得，预设像素的成像时间为0002D02:56:24，卫星平台的位置的三轴坐标为(-107737185.5，-2282194，-28054578)。应理解，其中时间为世界标准时间。S4，根据预设像素点的经纬度、成像时间及卫星平台的位置计算观测几何参数。应理解，由于太阳与地球之间的运动关系相对稳定，因此，通过拍摄图像时的时间、卫星平台的位置以及预设像素点的经纬度，就能够得到观测几何参数。例如，可以依据中国气象科学研究院王炳忠研究员《太阳辐射计算讲座》的计算原理，计算观测几何参数。观测几何参数指的是像素点的经纬度、高程、成像时间、太阳天顶角、太阳方位角、观测天顶角、观测方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于星历参数的光学遥感影像大气校正方法，其特征在于，包括：/n获取卫星平台发送的几何校正影像、辅助数据文件和RPC文件，所述辅助数据文件中包含有所述卫星平台成像时的星历参数，所述RPC文件中包含有有理多项式模型；/n从所述几何校正影像中提取预设像素点的经纬度，根据所述预设像素点的经纬度和所述有理多项式模型计算所述预设像素点在原始图像中的原始行列号；/n根据所述原始行列号从所述辅助数据文件中提取所述预设像素点的成像时间及所述卫星平台的位置；/n根据所述预设像素点的经纬度、成像时间及所述卫星平台的位置计算观测几何参数；/n获取大气气象参数，根据所述观测几何参数和所述大气气象参数通过预设的查找表计算得到大气校正参数，根据所述大气校正参数计算得到地表反射率。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于星历参数的光学遥感影像大气校正方法，其特征在于，包括：
获取卫星平台发送的几何校正影像、辅助数据文件和RPC文件，所述辅助数据文件中包含有所述卫星平台成像时的星历参数，所述RPC文件中包含有有理多项式模型；
从所述几何校正影像中提取预设像素点的经纬度，根据所述预设像素点的经纬度和所述有理多项式模型计算所述预设像素点在原始图像中的原始行列号；
根据所述原始行列号从所述辅助数据文件中提取所述预设像素点的成像时间及所述卫星平台的位置；
根据所述预设像素点的经纬度、成像时间及所述卫星平台的位置计算观测几何参数；
获取大气气象参数，根据所述观测几何参数和所述大气气象参数通过预设的查找表计算得到大气校正参数，根据所述大气校正参数计算得到地表反射率。


2.根据权利要求1所述的基于星历参数的光学遥感影像大气校正方法，其特征在于，根据所述观测几何参数和所述大气气象参数通过预设的查找表计算得到大气校正参数，具体包括：
将所述观测几何参数和所述大气气象参数输入到预设的查找表中，通过插值得到大气校正参数，所述查找表包含有所述观测几何参数、所述大气气象参数与所述大气校正参数之间的对应关系。


3.根据权利要求2所述的基于星历参数的光学遥感影像大气校正方法，其特征在于，根据所述观测几何参数和所述大气气象参数通过预设的查找表计算得到大气校正参数之前，还包括：
设置不同步长的观测几何参数和大气气象参数，作为6S辐射传输模型的输入参数；
结合可见光遥感影像的光谱响应函数，把所述输入参数代入所述6S辐射传输模型，将大气校正参数作为输出参数，以此建立查找表。


4.根据权利要求1所述的基于星历参数的光学遥感影像大气校正方法，其特征在于，根据所述预设像素点的经纬度和所述有理多项式模型计算所述预设像素点在原始图像中的原始行列号，具体包括：
根据所述预设像素点的经纬度从高程数据中获取与所述预设像素点对应的地面目标的高程；
对所述经纬度和所述高程进行正则化处理，并根据所述有理多项式模型推导所述预设像素点在原始图像中的正则化行列号；
根据所述正则化行列号计算所述预设像素点在原始图像中的原始行列号。


5.根据权利要求1所述的基于星历参数的光学遥感影像大气校正方法，其特征在于，根据所述原始行列号从所述辅助数据文件中提取所述预设...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志文，李盛阳，覃帮勇，
申请(专利权)人：中国科学院空间应用工程与技术中心，
类型：发明
国别省市：北京;11