【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及熱紅外遙感，更具體地，涉及一種基于熱紅外高光譜衛星數據的空中目標高度反演方法。
技術介紹
1、空中目標的高度反演是指在確定了目標平面位置的基礎上進一步推算目標與地表之間的相對距離。目前主要采用以下兩種方式實現高度反演，第一是采用地基雷達觀測方式，該方法通過地面雷達站發射電磁波并接收反射信號來測定目標高度，但其探測距離有限且主動發射電磁波的模式隱蔽性差。第二是采用天基多視角觀測的方法對空中目標進行反演，利用衛星平臺多角度數據對同一空中目標進行觀測，通過解析不同視角下的圖像數據實現高度反演，但是需要具備多角度觀測能力，且對觀測角度的配準精度和目標形態有較高要求，此外，空中目標運動速度快，在多角度拍攝期間產生的位移會導致其測量誤差增大，影響反演準確性。
技術實現思路
1、有鑒于此，本專利技術提供了一種基于熱紅外高光譜衛星數據的空中目標高度反演方法。
2、本專利技術的一個方面提供了一種基于熱紅外高光譜衛星數據的空中目標高度反演方法，應用于高度反演系統，所述高度反演系統包括至少一個高度反演模型；該方法包括：
3、獲取針對空中目標對象的熱紅外高光譜衛星數據；
4、根據熱紅外高光譜衛星數據，確定針對空中目標對象的目標對象溫度、大氣條件信息、背景地物信息，其中，大氣條件信息表征空中目標對象所處位置的大氣條件，背景地物信息表征空中目標對象所處位置下方的背景地物的信息；
5、根據大氣條件信息、背景地物信息和目標對象溫度，從至少一個高度反演模
6、將熱紅外高光譜衛星數據輸入目標高度反演模型，輸出針對空中目標對象的目標高度。
7、根據本專利技術的實施例，根據大氣條件信息、背景地物信息和目標對象溫度，從至少一個高度反演模型中確定與熱紅外高光譜衛星數據的目標高度反演模型包括：
8、根據大氣條件信息、背景地物信息和目標對象溫度，確定條件參量表中每個條件參量各自對應的目標參量值，其中，條件參量表包括至少一個條件參量，每個條件參量對應至少一個參量值，目標參量值為至少一個參量值中的一個；
9、根據每個條件參量各自對應的目標參量值確定目標條件類型；
10、根據目標條件類型，從至少一個高度反演模型中確定與目標條件類型對應的高度反演模型，得到高度反演模型。
11、根據本專利技術的實施例，至少一個條件參量包括預設目標溫度、預設目標高度、預設背景地物類型、預設背景地物溫度、預設大氣模式、預設氣溶膠模式、預設能見度；背景地物信息包括背景地物類型和背景地物溫度；大氣條件信息包括大氣模式信息、氣溶膠模式信息和能見度信息；
12、根據大氣條件信息、背景地物信息和目標對象溫度，確定條件參量表中每個條件參量各自對應的目標參量值包括：
13、根據目標對象溫度從預設溫度對應的至少一個參量值中確定與預設目標溫度對應的目標參量值；
14、根據背景地物類型從預設背景地物類型對應的至少一個參量值中確定與預設背景地物類型對應的目標參量值；
15、根據背景地物溫度從預設背景溫度對應的至少一個參量值中確定與預設背景溫度對應的目標參量值；
16、根據大氣模式信息從預設大氣模式對應的至少一個參量值中確定與預設大氣模式對應的目標參量值；
17、根據氣溶膠模式信息從預設氣溶膠模式對應的至少一個參量值中確定與預設氣溶膠模式對應的目標參量值；
18、根據能見度信息從預設能見度對應的至少一個參量值中確定與預設能見度對應的目標參量值。
19、根據本專利技術的實施例，目標高度反演模型包括像元亮度值與高度對應關系；熱紅外高光譜衛星數據包括像元亮度值；
20、將熱紅外高光譜衛星數據輸入目標高度反演模型，輸出針對空中目標對象的目標高度包括：
21、將熱紅外高光譜衛星數據輸入目標高度反演模型，根據像元亮度值與高度對應關系確定與熱紅外高光譜衛星數據中的像元亮度值對應的高度，得到目標高度并輸出。
22、根據本專利技術的實施例，至少一個高度反演模型方法采用如下操作訓練：
23、獲取預設的條件參量表，其中，條件參量表包括至少一個條件參量，每個條件參量對應至少一個參量值，至少一個條件參量包括預設目標溫度、預設目標高度、預設背景地物類型、預設背景地物溫度、預設大氣模式、預設氣溶膠模式、預設能見度；
24、從每個條件參量對應的至少一個參量值中確定每個條件參量各自的樣本參量值，得到n個條件類型n為≥1的正整數；
25、針對n個條件類型中的第i個條件類型，根據每個條件參量各自的樣本參量值確定與第i個條件類型對應的熱紅外光譜入瞳輻射數據，其中，熱紅外光譜入瞳輻射數據包括至少一個波長各自對應的入瞳輻射亮度值，1≤i≤n；
26、利用第i個條件類型和第i個條件類型對應的熱紅外光譜入瞳輻射數據訓練回歸模型，得到與第i個條件類型對應的高度反演模型。
27、根據本專利技術的實施例，上述方法還包括：
28、針對至少一個波長中的每個波長，根據波長對應的至少一個入瞳輻射亮度值和每個入瞳輻射亮度值對應的目標高度值，按照預設公式確定波長與高度之間的相關性，得到相關性分析結果其中，相關性分析結果包括每個波長與高度之間的相關系數；
29、根據相關性分析結果，優化熱紅外光譜入瞳輻射數據，得到優化后的熱紅外光譜入瞳輻射數據；
30、其中，利用第i個條件類型和第i個條件類型對應的熱紅外光譜入瞳輻射數據訓練回歸模型，得到與第i個條件類型對應的高度反演模型包括：
31、利用第i個條件類型和第i個條件類型對應的優化后的熱紅外光譜入瞳輻射數據訓練回歸模型，得到與第i個條件類型對應的高度反演模型。
32、根據本專利技術的實施例，根據相關性分析結果，優化熱紅外光譜入瞳輻射數據，得到優化后的熱紅外光譜入瞳輻射數據包括：
33、從至少一個波長中確定相關系數大于預設閾值的波長，得到目標波長；
34、確定與目標波長對應的入瞳輻射亮度值為優化后的熱紅外光譜入瞳輻射數據。
35、根據本專利技術的實施例，預設公式可以為如下公式（1），
36、（1）；
37、其中，r表征波長與高度之間的相關系數，n為條件類型的數量，x1i表征第i個條件類型對應的目標高度值，x2i表征第i個條件類型對應的入瞳輻射亮度值，表示n個目標高度值的平均值，表示n個入瞳輻射亮度值的平均值。
38、根據本專利技術的實施例，根據每個條件參量各自的樣本參量值確定與條件類型對應的熱紅外光譜入瞳輻射數據包括：
39、針對至少一個波長中的每個波長，利用公式（2）確定與波長對應的入瞳輻射亮度值；
40、（2）；
41、其中，表示波長，表示空中目標位置h到大氣層頂的上行透射率，表示地表到空中目標位置h的大氣上行透過率；表示空中目標的輻本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于熱紅外高光譜衛星數據的空中目標高度反演方法，其特征在于，應用于高度反演系統，所述高度反演系統包括至少一個高度反演模型；
2.根據權利要求1所述的空中目標高度反演方法，其特征在于，根據所述大氣條件信息、所述背景地物信息和所述目標對象溫度，從至少一個所述高度反演模型中確定與所述熱紅外高光譜衛星數據的目標高度反演模型包括：
3.根據權利要求2所述的空中目標高度反演方法，其特征在于，所述至少一個條件參量包括預設目標溫度、預設目標高度、預設背景地物類型、預設背景地物溫度、預設大氣模式、預設氣溶膠模式、預設能見度；所述背景地物信息包括背景地物類型和背景地物溫度；所述大氣條件信息包括大氣模式信息、氣溶膠模式信息和能見度信息；
4.根據權利要求1所述的空中目標高度反演方法，其特征在于，所述目標高度反演模型包括像元亮度值與高度對應關系；所述熱紅外高光譜衛星數據包括像元亮度值；
5.根據權利要求1所述的空中目標高度反演方法，其特征在于，至少一個所述高度反演模型方法采用如下操作訓練：
6.根據權利要求5所述的空中目標高度反演方法，
7.根據權利要求6所述的空中目標高度反演方法，其特征在于，所述根據所述相關性分析結果，優化所述熱紅外光譜入瞳輻射數據，得到優化后的熱紅外光譜入瞳輻射數據包括：
8.根據權利要求6所述的空中目標高度反演方法，其特征在于，所述預設公式可以為如下公式（1），
9.根據權利要求5所述的空中目標高度反演方法，其特征在于，所述根據每個所述條件參量各自的樣本參量值確定與所述第i個條件類型對應的熱紅外光譜入瞳輻射數據包括：
10.根據權利要求9所述的空中目標高度反演方法，其特征在于，所述空中目標的輻射亮度采用公式（3）計算：
...【技術特征摘要】
1.一種基于熱紅外高光譜衛星數據的空中目標高度反演方法，其特征在于，應用于高度反演系統，所述高度反演系統包括至少一個高度反演模型；
2.根據權利要求1所述的空中目標高度反演方法，其特征在于，根據所述大氣條件信息、所述背景地物信息和所述目標對象溫度，從至少一個所述高度反演模型中確定與所述熱紅外高光譜衛星數據的目標高度反演模型包括：
3.根據權利要求2所述的空中目標高度反演方法，其特征在于，所述至少一個條件參量包括預設目標溫度、預設目標高度、預設背景地物類型、預設背景地物溫度、預設大氣模式、預設氣溶膠模式、預設能見度；所述背景地物信息包括背景地物類型和背景地物溫度；所述大氣條件信息包括大氣模式信息、氣溶膠模式信息和能見度信息；
4.根據權利要求1所述的空中目標高度反演方法，其特征在于，所述目標高度反演模型包括像元亮度值與高度對應關系；所述熱紅外高光譜衛星數據包...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張文娟，李震，張兵，毛宏霞，劉字超，張佑堃，
申請(專利權)人：中國科學院空天信息創新研究院，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。