【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光学定量遥感，更具体的说是涉及一种基于高光谱数据降低brdf测量误差的方法。
技术介绍
1、随着太阳入射角和观测角的变化，物体表面的反射会有明显差异，通常使用双向反射分布函数(brdf：bidirectional reflectance distributionfunction)来描述物体的二向性反射特征。该函数定义为来自入射方向的地表辐照度的微增量与其所引起的反射方向的反射辐射亮度增量之间的比值。brdf是定量描述地表目标在不同太阳—目标—传感器方向上的反射能力，是光学定量遥感研究的基础参量。brdf在地表三维结构表征上起着重要作用，对地表能量平衡研究有重要意义。然而在野外条件下，通过现有技术的测量方法对地表方向反射特性进行测量时，目标不但受到太阳光的直接照射，还受到2π空间内的大气散射光的照射，这就为brdf的测量引入了一定的系统误差。因此，如何提供基于高光谱数据降低brdf测量误差的方法是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种基于高光谱数据降低brdf测量误差的方法，使用低空多旋翼无人机与增稳云台，搭载由成像高光谱仪组成的无人机多角度测量系统，实现自动化多方位观测的方案和数据处理流程，降低brdf的测量误差。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种基于高光谱数据降低brdf测量误差的方法，包括以下步骤：
4、s1、根据高寒草地12个典型辐射基准场的均一性和稳定性评
5、s2、通过观测气溶胶和气象要素避免大气对无人机观测的影响；
6、s3、无人机以多方位和多角度定点成像的方式进行观测，采集遥感影像数据；
7、s4、对无人机遥感影像进行拼接处理和辐射标定，生成地表反射率影像数据；
8、s5、根据每次无人机观测成像时记录的飞行姿态信息结合镜头参数，构建几何校验模型，进行不同角度斜视影像与正射影像的匹配处理，完成影像的几何精校正；
9、s6、根据图像几何中心位置与观测方位、四元数信息，还原每次无人机观测成像时的飞行姿态，并进行解算，构建每次无人机观测成像时的方位和观测角协同飞行姿态的解算模型，生成与高光谱影像时空相对应的逐像元观测高度角和天顶角数据。
10、可选的，s1中通过空间和时间两个维度的变异系数评价飞行区域的稳定性，通过局部指数评价飞行区域的均一性，根据均一性和稳定性评价结果，将空间变异系数cv≤3％、时间变异系数cv≤3％和指数的飞行区域作为符合要求的区域，从符合要求的区域中选取多个飞行区域。
11、可选的，s2中无人机的观测方案具体为：无人机在固定航高设置东、东南、南、西南、西、西北、北和东北固定方向的8条飞行航线，在每条固定方向的航线上设置无人机旋转云台的观测高度角在60°至90°区间，间隔为10°的逐次循环成像变化程序；在每次拍摄时，自动控制无人机将40％-60％靶标布置于待采集图像的中心，以此作为不同角度追踪同一目标的定位参考物体。
12、可选的，无人机的观测过程为：首先飞至最高点，即0°天顶角处，设置云台垂直向下观测地表目标；根据多方位和多角度组合，通过降低无人机高度、改变云台俯仰角，在60°至90°区间，间隔为10°锁定一个目标位置于图像中心位置进行逐次循环成像，观测角度由无人机飞控系统和云台控制系统共同控制，成像光谱仪观测时，数码相机同步对地拍摄照片，照片的影像匹配用于观测角度的精确校正；重复上述操作，直到测完所有预定的天顶角和方位角。
13、可选的，每次无人机观测前后，对无人机上搭载的光谱仪和成像高光谱设备同时测量一次白板和靶标布，以计算反射率和监测无人机稳定性。
14、可选的，s3中通过parge软件或者envi软件中的大气校正方法模型进行校正从而避免大气对无人机观测的影响。
15、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术提供了一种基于高光谱数据降低brdf测量误差的方法，具有以下有益效果：本专利技术通过观测气溶胶和气象要素避免大气对观测的影响，无人机以多方位和多角度定点成像的方式采集数据，经过数据处理生成与高光谱影像时空相对应的逐像元观测高度角和天顶角数据降低了brdf的测量误差；搭载设备为成像高光谱系统，图谱合一，观测数据可实现合理筛选，可进一步提高实测数据质控和数据质量；本专利技术考虑了草地在不同生长季节，草地高度和盖度对brdf的影响。
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1.一种基于高光谱数据降低BRDF测量误差的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于高光谱数据降低BRDF测量误差的方法，其特征在于，S1中通过空间和时间两个维度的变异系数评价飞行区域的稳定性，通过局部指数评价飞行区域的均一性，根据均一性和稳定性评价结果，将空间变异系数CV≤3％、时间变异系数CV≤3％和指数的飞行区域作为符合要求的区域，从符合要求的区域中选取多个飞行区域。
3.根据权利要求1所述的一种基于高光谱数据降低BRDF测量误差的方法，其特征在于，S2中无人机的观测方案具体为：无人机在固定航高设置东、东南、南、西南、西、西北、北和东北固定方向的8条飞行航线，在每条固定方向的航线上设置无人机旋转云台的观测高度角在60°至90°区间，间隔为10°的逐次循环成像变化程序；在每次拍摄时，自动控制无人机将40％-60％靶标布置于待采集图像的中心，以此作为不同角度追踪同一目标的定位参考物体。
4.根据权利要求3所述的一种基于高光谱数据降低BRDF测量误差的方法，其特征在于，无人机的观测过程为：首先飞至最高点，即0°天顶角处
5.根据权利要求1所述的一种基于高光谱数据降低BRDF测量误差的方法，其特征在于，每次无人机观测前后，对无人机上搭载的光谱仪和成像高光谱设备同时测量一次白板和靶标布，以计算反射率和监测无人机稳定性。
6.根据权利要求1所述的一种基于高光谱数据降低BRDF测量误差的方法，其特征在于，S3中通过PARGE软件或者ENVI软件中的大气校正方法模型进行校正从而避免大气对无人机观测的影响。
...【技术特征摘要】
1.一种基于高光谱数据降低brdf测量误差的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于高光谱数据降低brdf测量误差的方法，其特征在于，s1中通过空间和时间两个维度的变异系数评价飞行区域的稳定性，通过局部指数评价飞行区域的均一性，根据均一性和稳定性评价结果，将空间变异系数cv≤3％、时间变异系数cv≤3％和指数的飞行区域作为符合要求的区域，从符合要求的区域中选取多个飞行区域。
3.根据权利要求1所述的一种基于高光谱数据降低brdf测量误差的方法，其特征在于，s2中无人机的观测方案具体为：无人机在固定航高设置东、东南、南、西南、西、西北、北和东北固定方向的8条飞行航线，在每条固定方向的航线上设置无人机旋转云台的观测高度角在60°至90°区间，间隔为10°的逐次循环成像变化程序；在每次拍摄时，自动控制无人机将40％-60％靶标布置于待采集图像的中心，以此作为不同角度追踪同一目标的定位参考物体。
4.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：王玮，桑文军，颜飞，冯琬，刘云丰，陈九昊，李耀辉，
申请(专利权)人：中国民用航空飞行学院，
类型：发明
国别省市：
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