【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及热红外遥感，更具体地，涉及一种基于热红外高光谱卫星数据的空中目标高度反演方法。
技术介绍
1、空中目标的高度反演是指在确定了目标平面位置的基础上进一步推算目标与地表之间的相对距离。目前主要采用以下两种方式实现高度反演，第一是采用地基雷达观测方式，该方法通过地面雷达站发射电磁波并接收反射信号来测定目标高度，但其探测距离有限且主动发射电磁波的模式隐蔽性差。第二是采用天基多视角观测的方法对空中目标进行反演，利用卫星平台多角度数据对同一空中目标进行观测，通过解析不同视角下的图像数据实现高度反演，但是需要具备多角度观测能力，且对观测角度的配准精度和目标形态有较高要求，此外，空中目标运动速度快，在多角度拍摄期间产生的位移会导致其测量误差增大，影响反演准确性。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种基于热红外高光谱卫星数据的空中目标高度反演方法。
2、本专利技术的一个方面提供了一种基于热红外高光谱卫星数据的空中目标高度反演方法，应用于高度反演系统，所述高度反演系统包括至少一个高度反演模型；该方法包括：
3、获取针对空中目标对象的热红外高光谱卫星数据；
4、根据热红外高光谱卫星数据，确定针对空中目标对象的目标对象温度、大气条件信息、背景地物信息，其中，大气条件信息表征空中目标对象所处位置的大气条件，背景地物信息表征空中目标对象所处位置下方的背景地物的信息；
5、根据大气条件信息、背景地物信息和目标对象温度，从至少一个高度反演模
6、将热红外高光谱卫星数据输入目标高度反演模型，输出针对空中目标对象的目标高度。
7、根据本专利技术的实施例，根据大气条件信息、背景地物信息和目标对象温度，从至少一个高度反演模型中确定与热红外高光谱卫星数据的目标高度反演模型包括：
8、根据大气条件信息、背景地物信息和目标对象温度，确定条件参量表中每个条件参量各自对应的目标参量值，其中，条件参量表包括至少一个条件参量，每个条件参量对应至少一个参量值，目标参量值为至少一个参量值中的一个；
9、根据每个条件参量各自对应的目标参量值确定目标条件类型；
10、根据目标条件类型，从至少一个高度反演模型中确定与目标条件类型对应的高度反演模型，得到高度反演模型。
11、根据本专利技术的实施例，至少一个条件参量包括预设目标温度、预设目标高度、预设背景地物类型、预设背景地物温度、预设大气模式、预设气溶胶模式、预设能见度；背景地物信息包括背景地物类型和背景地物温度；大气条件信息包括大气模式信息、气溶胶模式信息和能见度信息；
12、根据大气条件信息、背景地物信息和目标对象温度，确定条件参量表中每个条件参量各自对应的目标参量值包括：
13、根据目标对象温度从预设温度对应的至少一个参量值中确定与预设目标温度对应的目标参量值；
14、根据背景地物类型从预设背景地物类型对应的至少一个参量值中确定与预设背景地物类型对应的目标参量值；
15、根据背景地物温度从预设背景温度对应的至少一个参量值中确定与预设背景温度对应的目标参量值；
16、根据大气模式信息从预设大气模式对应的至少一个参量值中确定与预设大气模式对应的目标参量值；
17、根据气溶胶模式信息从预设气溶胶模式对应的至少一个参量值中确定与预设气溶胶模式对应的目标参量值；
18、根据能见度信息从预设能见度对应的至少一个参量值中确定与预设能见度对应的目标参量值。
19、根据本专利技术的实施例，目标高度反演模型包括像元亮度值与高度对应关系；热红外高光谱卫星数据包括像元亮度值；
20、将热红外高光谱卫星数据输入目标高度反演模型，输出针对空中目标对象的目标高度包括：
21、将热红外高光谱卫星数据输入目标高度反演模型，根据像元亮度值与高度对应关系确定与热红外高光谱卫星数据中的像元亮度值对应的高度，得到目标高度并输出。
22、根据本专利技术的实施例，至少一个高度反演模型方法采用如下操作训练：
23、获取预设的条件参量表，其中，条件参量表包括至少一个条件参量，每个条件参量对应至少一个参量值，至少一个条件参量包括预设目标温度、预设目标高度、预设背景地物类型、预设背景地物温度、预设大气模式、预设气溶胶模式、预设能见度；
24、从每个条件参量对应的至少一个参量值中确定每个条件参量各自的样本参量值，得到n个条件类型n为≥1的正整数；
25、针对n个条件类型中的第i个条件类型，根据每个条件参量各自的样本参量值确定与第i个条件类型对应的热红外光谱入瞳辐射数据，其中，热红外光谱入瞳辐射数据包括至少一个波长各自对应的入瞳辐射亮度值，1≤i≤n；
26、利用第i个条件类型和第i个条件类型对应的热红外光谱入瞳辐射数据训练回归模型，得到与第i个条件类型对应的高度反演模型。
27、根据本专利技术的实施例，上述方法还包括：
28、针对至少一个波长中的每个波长，根据波长对应的至少一个入瞳辐射亮度值和每个入瞳辐射亮度值对应的目标高度值，按照预设公式确定波长与高度之间的相关性，得到相关性分析结果其中，相关性分析结果包括每个波长与高度之间的相关系数；
29、根据相关性分析结果，优化热红外光谱入瞳辐射数据，得到优化后的热红外光谱入瞳辐射数据；
30、其中，利用第i个条件类型和第i个条件类型对应的热红外光谱入瞳辐射数据训练回归模型，得到与第i个条件类型对应的高度反演模型包括：
31、利用第i个条件类型和第i个条件类型对应的优化后的热红外光谱入瞳辐射数据训练回归模型，得到与第i个条件类型对应的高度反演模型。
32、根据本专利技术的实施例，根据相关性分析结果，优化热红外光谱入瞳辐射数据，得到优化后的热红外光谱入瞳辐射数据包括：
33、从至少一个波长中确定相关系数大于预设阈值的波长，得到目标波长；
34、确定与目标波长对应的入瞳辐射亮度值为优化后的热红外光谱入瞳辐射数据。
35、根据本专利技术的实施例，预设公式可以为如下公式（1），
36、（1）；
37、其中，r表征波长与高度之间的相关系数，n为条件类型的数量，x1i表征第i个条件类型对应的目标高度值，x2i表征第i个条件类型对应的入瞳辐射亮度值，表示n个目标高度值的平均值，表示n个入瞳辐射亮度值的平均值。
38、根据本专利技术的实施例，根据每个条件参量各自的样本参量值确定与条件类型对应的热红外光谱入瞳辐射数据包括：
39、针对至少一个波长中的每个波长，利用公式（2）确定与波长对应的入瞳辐射亮度值；
40、（2）；
41、其中，表示波长，表示空中目标位置h到大气层顶的上行透射率，表示地表到空中目标位置h的大气上行透过率；表示空中目标的辐本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于热红外高光谱卫星数据的空中目标高度反演方法，其特征在于，应用于高度反演系统，所述高度反演系统包括至少一个高度反演模型；
2.根据权利要求1所述的空中目标高度反演方法，其特征在于，根据所述大气条件信息、所述背景地物信息和所述目标对象温度，从至少一个所述高度反演模型中确定与所述热红外高光谱卫星数据的目标高度反演模型包括：
3.根据权利要求2所述的空中目标高度反演方法，其特征在于，所述至少一个条件参量包括预设目标温度、预设目标高度、预设背景地物类型、预设背景地物温度、预设大气模式、预设气溶胶模式、预设能见度；所述背景地物信息包括背景地物类型和背景地物温度；所述大气条件信息包括大气模式信息、气溶胶模式信息和能见度信息；
4.根据权利要求1所述的空中目标高度反演方法，其特征在于，所述目标高度反演模型包括像元亮度值与高度对应关系；所述热红外高光谱卫星数据包括像元亮度值；
5.根据权利要求1所述的空中目标高度反演方法，其特征在于，至少一个所述高度反演模型方法采用如下操作训练：
6.根据权利要求5所述的空中目标高度反演方法，
7.根据权利要求6所述的空中目标高度反演方法，其特征在于，所述根据所述相关性分析结果，优化所述热红外光谱入瞳辐射数据，得到优化后的热红外光谱入瞳辐射数据包括：
8.根据权利要求6所述的空中目标高度反演方法，其特征在于，所述预设公式可以为如下公式（1），
9.根据权利要求5所述的空中目标高度反演方法，其特征在于，所述根据每个所述条件参量各自的样本参量值确定与所述第i个条件类型对应的热红外光谱入瞳辐射数据包括：
10.根据权利要求9所述的空中目标高度反演方法，其特征在于，所述空中目标的辐射亮度采用公式（3）计算：
...【技术特征摘要】
1.一种基于热红外高光谱卫星数据的空中目标高度反演方法，其特征在于，应用于高度反演系统，所述高度反演系统包括至少一个高度反演模型；
2.根据权利要求1所述的空中目标高度反演方法，其特征在于，根据所述大气条件信息、所述背景地物信息和所述目标对象温度，从至少一个所述高度反演模型中确定与所述热红外高光谱卫星数据的目标高度反演模型包括：
3.根据权利要求2所述的空中目标高度反演方法，其特征在于，所述至少一个条件参量包括预设目标温度、预设目标高度、预设背景地物类型、预设背景地物温度、预设大气模式、预设气溶胶模式、预设能见度；所述背景地物信息包括背景地物类型和背景地物温度；所述大气条件信息包括大气模式信息、气溶胶模式信息和能见度信息；
4.根据权利要求1所述的空中目标高度反演方法，其特征在于，所述目标高度反演模型包括像元亮度值与高度对应关系；所述热红外高光谱卫星数据包...
【专利技术属性】
技术研发人员：张文娟，李震，张兵，毛宏霞，刘字超，张佑堃，
申请(专利权)人：中国科学院空天信息创新研究院，
类型：发明
国别省市：
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