红外交叉辐射的定标方法、装置、电子设备及介质

1.本发明涉及遥感技术领域，具体地，涉及一种红外交叉辐射的定标方法、装置、电子设备及介质。


背景技术：

2.热红外遥感是获取全球及区域性目标红外辐射特性（地表比辐射率和地表温度）的主要手段，而高精度的载荷定标是保证热红外载荷获取数据精准性、稳定性的关键一环，目前热红外在轨辐射定标方法包括星上定标、场地替代辐射定标以及交叉定标。
3.交叉定标是一种无场地定标技术，其原理是当待定标的在轨卫星遥感器与定标结果较好的卫星遥感器（一般为具有星上定标系统的卫星遥感器）在观测同一目标区域时，可以通过对比二者的测量值，来实现对待定标卫星遥感器的标定。与场地替代定标技术相比，它无需建立地面校正场，就可进行多遥感器卫星数据之间的标定。它的优点是定标成本较低，可以实现高频次、多遥感器间的辐射定标。近年来，国内外科学家使用该技术对各种遥感器进行了标定。目前国际上应用最为广泛的星下点（sno）交叉定标方法即要求严格的时空谱角匹配，以消除因时空谱角多观测要素差异带来的目标热辐射差异。这导致交叉匹配点集中在地球两极，目标类型比较单一，满足匹配条件的观测数据往往仅占总量的0.1%。因此，放宽交叉定标中约束条件并有效消除时-空-谱-角多观测要素差异带来的目标热辐射差异是目前国际定标领域研究的难点和热点。然而，由于地表比辐射率会随着观测天顶角而改变，从而导致卫星观测亮度辐射值随着观测角度变化。因此，发展一种考虑地表比辐射率方向性影响的红外交叉辐射定标方法，是扩展现有交叉定标方法、有效提升交叉定标精度的迫切需求。


技术实现要素：

4.鉴于上述技术问题，本发明提供了一种红外交叉辐射的定标方法、装置、电子设备及介质。
5.本发明实施例第一个方面提供了一种红外交叉辐射的定标方法，包括：确定目标区域和参考载荷，其中，参考载荷为与待定标载荷的热红外谱段相匹配的卫星载荷；获取参考载荷和待定标载荷过境目标区域的匹配图像对，其中，匹配图像对为根据预设条件匹配得到的目标区域的热红外图像对；对匹配图像对进行数据处理，得到目标区域在参考载荷入瞳处的等效辐射亮度观测数据；对等效辐射亮度观测数据进行纠正处理；根据纠正处理后的等效辐射亮度观测数据，计算得到交叉定标系数；根据交叉定标系数计算得到交叉定标的不确定度。
6.在本发明一实施例中，对匹配图像对进行数据处理，得到目标区域在参考载荷入瞳处的等效辐射亮度观测数据包括：对匹配图像对进行数据处理，得到匹配图像对中每个像素点的灰度计数值和参考载荷的定标系数；基于匹配图像对中每个像素点的灰度计数值，计算得到匹配图像对的平均灰度计数值；基于平均灰度计数值和参考载荷的定标系数，
计算得到目标区域在参考载荷入瞳处的等效辐射亮度观测数据。
7.在本发明一实施例中，对等效辐射亮度观测数据进行纠正处理包括：对等效辐射亮度观测数据进行光谱纠正处理；对光谱纠正处理后的等效辐射亮度观测数据进行角度纠正处理。
8.在本发明一实施例中，对等效辐射亮度观测数据进行光谱纠正处理包括：获取参考载荷和待定标载荷过境目标区域时的观测几何信息，其中，观测几何信息包括参考载荷和待定标载荷过境目标区域时的观测天顶角与观测方位角及太阳天顶角与太阳方位角；基于观测几何信息，利用大气辐射传输模型模拟得到参考载荷和待定标载荷对应通道的等效辐射亮度第一数据集；基于等效辐射亮度第一数据集，计算得到光谱匹配系数；根据光谱匹配系数对等效辐射亮度第一数据集进行光谱纠正处理。
9.在本发明一实施例中，对光谱纠正处理后的等效辐射亮度观测数据进行角度纠正处理包括：获取目标区域的地表发射率；基于地表发射率，建立地表发射率随观测角度变化的关系；基于地表发射率随观测角度变化的关系和观测几何信息，利用大气辐射传输模型模拟得到参考载荷和待定标载荷对应通道的等效辐射亮度第二数据集；基于等效辐射亮度第二数据集，计算得到角度匹配系数；根据角度匹配系数对等效辐射亮度第二数据集进行角度纠正处理。
10.在本发明一实施例中，获取参考载荷和待定标载荷过境目标区域的匹配图像包括：获取参考载荷和待定标载荷过境目标区域的热红外图像和云产品数据；获取目标区域上空的云量数据；基于云产品数据和云量数据，在热红外图像中筛选出参考载荷和待定标载荷过境目标区域的晴天无云匹配图像对；对晴天无云匹配图像对进行时间匹配处理，其中，参考载荷和待定标载荷过境目标区域的时间差异小于预设时间段。
11.在本发明一实施例中，对匹配图像进行数据处理，得到目标区域在参考载荷入瞳处的等效辐射亮度观测数据，还包括：采用反距离加权算法，对等效辐射亮度观测数据进行空间匹配处理。
12.本发明实施例第二个方面提供了一种红外交叉辐射的定标装置，包括：确定模块，用于确定目标区域和参考载荷，其中，参考载荷为与待定标载荷热红外谱段相匹配的卫星载荷；获取模块，用于获取参考载荷和待定标载荷过境目标区域的匹配图像对，其中，匹配图像为参考载荷和待定标载荷对目标区域的热红外扫描图像；处理模块，用于对匹配图像进行数据处理，得到目标区域在参考载荷入瞳处的等效辐射亮度观测数据；纠正模块，用于对等效辐射亮度观测数据进行纠正处理；第一计算模块，用于根据纠正处理后的等效辐射亮度观测数据，计算得到交叉定标系数；第二计算模块，用于根据交叉定标系数计算得到交叉定标的不确定度。
13.本发明实施例第三个方面提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，其中，当一个或多个程序被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行上述红外交叉辐射的定标方法。
14.本发明实施例第四个方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有可执行指令，该指令被处理器执行时使处理器执行上述红外交叉辐射的定标方法。
15.本发明实施例提供的一种红外交叉辐射的定标方法，至少具有以下有益效果：本发明实施例提供的红外交叉辐射的定标方法，通过对目标区域在参考载荷入瞳
处的等效辐射亮度观测数据进行时-空-谱-角的纠正，有效消除了目标发射率方向性对交叉定标的影响，打破了现有技术中要求严格的角度匹配而导致的定标样本少、目标种类单一且交叉频次低的问题，有利提升了光学传感器在轨辐射交叉定标精度和频次。
16.本发明实施例提供的红外交叉辐射的定标方法，将交叉样本匹配点从地球两极扩展至中低纬度，实现了放宽角度约束条件的热红外载荷多能级交叉定标，尽可能多的获取载荷宽动态样本数据，有效降低载荷非线性响应而带来的定标不确定性。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
18.图1示意性示出了本发明实施例提供的红外交叉辐射的定标方法的流程图。
19.图2示意性示出了本发明实施例提供的红外交叉辐射的定标装置的结构图。
具体实施方式
20.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本发明。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。
21.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
22.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“长度”、“周向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的子系统或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
23.贯穿附图，相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。可能导致本发明的理解造成混淆时，将省略常规结构或构造。并且图中各部件的形状、尺寸、位置关系不反映真实大小、比例和实际位置关系。
24.类似地，为了精简本发明并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分到单个实施例、图或者对其描述中。参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一
个实施例或示例中。本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或者多个实施例或示例中以合适的方式结合。
25.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。
26.图1示意性示出了本发明实施例提供的红外交叉辐射的定标方法的流程图。
27.如图1所示，本发明实施例提供的红外交叉辐射的定标方法，可以包括：s1，确定目标区域和参考载荷，其中，参考载荷为与待定标载荷的热红外谱段相匹配的卫星载荷。
28.基于长时间序列modis（中分辨率成像光谱仪）、landsat8/oli（operational land imager陆地成像仪）等热红外无云影像和大气再分析数据，利用滑动窗口法在全球范围内对影像进行空间滤波，甄选出亮温标准差优于0.3k、面积大于3km
×
3km且大气通透性良好的均匀区域。
29.对于选定的每个目标区域，选取与待定标载荷具有相似或相同的热红外谱段且定标精度较高的卫星载荷为参考载荷。
30.s2，获取参考载荷和待定标载荷过境目标区域的匹配图像对。
31.其中，s2，获取参考载荷和待定标载荷过境目标区域的匹配图像对包括：s21，获取参考载荷和待定标载荷过境目标区域的热红外图像和云产品数据。
32.s22，获取目标区域上空的云量数据。
33.s23，基于云产品数据和云量数据，在热红外图像中筛选出参考载荷和待定标载荷过境目标区域的晴天无云匹配图像对。
34.s24，对晴天无云匹配图像对进行时间匹配处理，其中，参考载荷和待定标载荷过境目标区域的时间差异小于10分钟。
35.通过筛选晴天无云且参考载荷和待定标载荷过境目标区域的时间差异小于10分钟的匹配图像对，来尽可能地减少观测时间差异带来的目标红外辐射特性变化的影响。
36.s3，对匹配图像对进行数据处理，得到目标区域在参考载荷入瞳处的等效辐射亮度观测数据。
37.其中，s3，对匹配图像对进行数据处理，得到目标区域在参考载荷入瞳处的等效辐射亮度观测数据包括：s31，对匹配图像对进行数据处理，得到匹配图像对中每个像素点的灰度计数值和参考载荷的定标系数。
38.对于目标区域，从参考载荷和待定标载荷获取的匹配图像对中提取目标区域每个像元图像灰度计数值，同时，从数据辅助文件中提取图像的四角经纬度信息，并根据大面积均匀定标场地在图像中的位置，计算传感器对应定标场地的观测天顶角和观测方位角，结合卫星过境定标场地的日期和时间，计算得到太阳的观测天顶角和方位角；另外，从数据辅助文件中，提取参考载荷相应通道定标系数。
39.由于参考载荷和待定标载荷通常具有不同的空间分辨率，在交叉定标之前，采用
反距离加权算法，对两个载荷观测数据进行空间聚合和匹配，将具有较高空间分辨率载荷数据配准到较低空间分辨率载荷数据上，减少空间大小不一致产生的不确定性。
40.其中，反距离加权算法的计算公式为：
41.其中，表示聚合后较低空间分辨率匹配图像对的像素灰度计数值；dnj表示较高空间分辨率第j个像素的像素灰度计数值；1／dj表示较高空间分辨率像素j距离采样点的倒数；dn表示像素灰度计数值。
42.s32，基于匹配图像对中每个像素点的灰度计数值，计算得到匹配图像对的平均灰度计数值。
43.对参考载荷和待定标载荷每个通道目标区域匹配图像对的灰度计数值进行统计分析，计算目标区域匹配图像对灰度计数值的平均值。
44.s33，基于平均灰度计数值和参考载荷的定标系数，计算得到目标区域在参考载荷入瞳处的等效辐射亮度观测数据。
45.基于目标区域匹配图像对灰度计数值的平均值和参考载荷的定标系数，利用辐射定标公式，计算得到目标区域的参考载荷入瞳处相应通道等效辐亮度观测值lj。
[0046][0047]
其中，表示参考载荷通道j获取的大面积均匀场景计数均值，gainj表示参考载荷通道j的定标增益，biasj表示参考载荷通道j的定标偏置。
[0048]
s4，对等效辐射亮度观测数据进行纠正处理。
[0049]
其中，s4，对等效辐射亮度观测数据进行纠正处理包括：s41，对等效辐射亮度观测数据进行光谱纠正处理。
[0050]
s42，对光谱纠正处理后的等效辐射亮度观测数据进行角度纠正处理。
[0051]
其中，s41，对等效辐射亮度观测数据进行光谱纠正处理包括：s411，获取参考载荷和待定标载荷过境目标区域时的观测几何信息，其中，观测几何信息包括参考载荷和待定标载荷过境目标区域时的观测天顶角与观测方位角及太阳天顶角与太阳方位角。
[0052]
从数据辅助文件中提取图像的四角经纬度信息，并根据大面积均匀定标场地在图像中的位置，计算传感器对应定标场地的观测天顶角和观测方位角；结合卫星过境定标场地的日期和时间，计算得到太阳的观测天顶角和方位角。
[0053]
s412，基于观测几何信息，利用大气辐射传输模型模拟得到参考载荷和待定标载荷对应通道的等效辐射亮度第一数据集。
[0054]
针对参考载荷与待定标载荷匹配图像，收集参考载荷与待定标载荷过境目标区域日期空间分辨率为0.25
°
、时间分辨率为1小时的ecmwf（european centre for medium-range weather forecasts）大气再分析资料，提取最邻近时刻的大气温湿压廓线，选用光谱库或者实测的0度观测角度下的目标发射率光谱，并将地表温度范围设置为290 k~330 k，间隔为5 k，结合目标区域与参考载荷之间的观测几何（观测天顶角、观测方位角），以及载荷光谱响应函数等信息，设置驱动大气辐射传输模型modtran（大气辐射传输模式）运行的输入文件，在参考载荷观测几何条件下，模拟计算得到待定标载荷和参考载荷相应通道的等效辐射亮度第一数据集。
[0055]
s413，基于等效辐射亮度第一数据集，计算得到光谱匹配系数。
[0056]
基于等效辐射亮度第一数据集，通过最小二乘线性拟合的方法计算光谱匹配系数。
[0057]
s414，根据光谱匹配系数对等效辐射亮度第一数据集进行光谱纠正处理。
[0058]
将光谱匹配系数其作为乘性因子，与参考载荷的入瞳处等效辐射亮度观测值相乘，将其纠正到待定标载荷的相应通道上。
[0059][0060][0061][0062]
其中，表示模拟得到的待定标载荷入瞳处等效辐射亮度值；表示模拟得到的待定标载荷入瞳处光谱辐射亮度；表示待定标载荷光谱响应函数；表示参考载荷光谱响应函数；表示模拟得到参考载荷入瞳处等效辐射亮度值；表示模拟得到参考载荷入瞳处光谱辐射亮度；表示光谱匹配系数。
[0063]
其中，s42，对光谱纠正处理后的等效辐射亮度观测数据进行角度纠正处理包括：s421，获取目标区域的地表发射率。
[0064]
针对每个目标区域，下载和筛选晴天无云长时间序列myd21地表温度发射率产品，提取目标区域0~65
°
观测天顶角范围内地表发射率。
[0065]
s422，基于地表发射率，建立地表发射率随观测角度变化的关系。
[0066]
对目标区域0~65
°
观测天顶角范围内地表发射率进行统计分析，计算目标区域发射率均值，分析目标发射率均值随观测角度变化的关系，建立目标发射率均值和观测角度变化的关系，构建目标区域发射率方向性模型。
[0067]
s423，基于地表发射率随观测角度变化的关系和观测几何信息，利用大气辐射传
输模型模拟得到参考载荷和待定标载荷对应通道的等效辐射亮度第二数据集。
[0068]
针对参考载荷与待定标载荷匹配图像，基于提取的0度观测角度下的目标发射率，利用构建的目标发射率方向性模型，将其纠正至参考载荷和待定标载荷观测几何条件下。在此基础上，结合大气温湿压廓线，并同样将地表温度范围设置为290 k~330 k，利用大气辐射传输模型modtran和参考载荷光谱响应函数，在参考载荷和待定标载荷观测几何条件下，模拟计算得到参考载荷与待定标载荷观测几何下对应参考载荷各通道的等效辐射亮度第二数据集。
[0069]
s424，基于等效辐射亮度第二数据集，计算得到角度匹配系数。
[0070]
基于模拟得到的待定标载荷和参考载荷相应通道的等效辐射亮度第二数据集，通过最小二乘线性拟合的方法计算角度匹配系数。
[0071][0072]
其中，表示角度匹配系数，表示模拟得到参考载荷观测几何下对应参考载荷通道的大气层顶辐亮度；表示模拟得到待定标载荷观测几何下对应参考载荷通道的大气层顶辐亮度。
[0073]
s425，根据角度匹配系数对等效辐射亮度第二数据集进行角度纠正处理。
[0074]
将角度匹配系数作为乘性因子，与参考载荷入瞳处等效辐亮度观测值相乘，修正目标方向性和观测几何差异引起的载荷辐射值的差异。
[0075]
s5，根据纠正处理后的等效辐射亮度观测数据，计算得到交叉定标系数。
[0076]
参考载荷和待定标载荷的观测数据经过时间、空间和角度匹配后，利用参考载荷入瞳处等效辐亮度观测值和待定标载荷目标区域图像像素计数均值，采用最小二乘线性拟合的方法，得到拟合直线的斜率和截距，将其作为交叉定标的增益和偏置，计算交叉定标系数。
[0077]
s6，根据交叉定标系数计算得到交叉定标的不确定度。
[0078]
分析考虑地表比辐射率方向性影响的红外交叉辐射定标方法中各不确定度因素，包括参考遥感载荷自身定标误差、光谱匹配系数、角度匹配系数和图像空间匹配带来的不确定度，采用控制变量法，分析每个因素对交叉定标结果的影响，并基于误差传递理论，对各不确定度因素的不确定度分量进行合成，获取交叉定标总不确定度。
[0079]
本发明实施例提供的红外交叉辐射的定标方法，通过对目标区域在参考载荷入瞳处的等效辐射亮度观测数据进行时-空-谱-角的纠正，有效消除了目标发射率方向性对交叉定标的影响，打破了现有技术中要求严格的角度匹配而导致的定标样本少、目标种类单一且交叉频次低的问题，有利提升了光学传感器在轨辐射交叉定标精度和频次。
[0080]
本发明实施例提供的红外交叉辐射的定标方法，将交叉样本匹配点从地球两极扩展至中低纬度，实现了放宽角度约束条件的热红外载荷多能级交叉定标，尽可能多的获取载荷宽动态样本数据，有效降低载荷非线性响应而带来的定标不确定性。
[0081]
图2示意性示出了本发明实施例提供的红外交叉辐射的定标装置的结构图。
[0082]
如图2所示，本发明实施例提供的红外交叉辐射的定标装置，可以包括：确定模块201、获取模块202、处理模块203、纠正模块204、第一计算模块205和第二计算模块206。
[0083]
确定模块201用于确定目标区域和参考载荷，其中，参考载荷为与待定标载荷热红外谱段相匹配的卫星载荷。
[0084]
获取模块202用于获取参考载荷和待定标载荷过境目标区域的匹配图像，其中，匹配图像对为根据预设条件匹配得到的热红外图像对。
[0085]
处理模块203用于对匹配图像进行数据处理，得到目标区域在参考载荷入瞳处的等效辐射亮度观测数据。
[0086]
纠正模块204用于对等效辐射亮度观测数据进行纠正处理。
[0087]
第一计算模块205用于根据纠正处理后的等效辐射亮度观测数据，计算得到交叉定标系数。
[0088]
第二计算模块206用于根据交叉定标系数计算得到交叉定标的不确定度。
[0089]
根据本发明的实施例，确定模块201、获取模块202、处理模块203、纠正模块204、第一计算模块205和第二计算模块206中的任意多个模块可以合并在一个模块中实现，或者其中的任意一个模块可以被拆分成多个模块，或者，这些模块中的一个或多个模块的至少部分功能可以与其他模块的至少部分功能相结合，并在一个模块中实现。根据本发明的实施例，确定模块201、获取模块202、处理模块203、纠正模块204、第一计算模块205和第二计算模块206中的至少一个可以至少被部分地实现为硬件电路，例如现场可编程门阵列（fpga）、可编程逻辑阵列（pla）、片上系统、基板上的系统、封装上的系统、专用集成电路（asic），或可以通过对电路进行集成或封装的任何其他的合理方式等硬件或固件来实现，或以软件、硬件以及固件三种实现方式中任意一种或以其中任意几种的适当组合来实现。或者，预处理模块、提取模块、生成模块、检测模块和测量模块中的至少一个可以至少被部分地实现为计算机程序模块，当该计算机程序模块被运行时，可以执行相应的功能。
[0090]
需要说明的是，本发明的实施例中红外交叉辐射的定标装置与本发明的实施例中红外交叉辐射的定标方法部分是相对应的，其具体实施细节及带来的技术效果也是相同的，在此不再赘。
[0091]
本发明实施例还提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，其中，当一个或多个程序被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行上述红外交叉辐射的定标方法。
[0092]
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有可执行指令，该指令被处理器执行时使处理器执行上述红外交叉辐射的定标方法。
[0093]
尽管已经在附图和前面的描述中详细地图示和描述了本发明，但是这样的图示和描述应认为是说明性的或示例性的而非限制性的。
[0094]
本领域技术人员可以理解，本发明的各个实施例中记载的特征可以进行多种范围组合和/或结合，即使这样的组合或结合没有明确记载于本发明中。特别地，在不脱离本发明精神和教导的情况下，本发明的各个实施例中记载的特征可以进行多种组合和/或结合。所有这些组合和/或结合均落入本发明的范围。
[0095]
尽管已经参照本发明的特定示例性实施例示出并描述了本发明，但是本领域技术人员应该理解，在不背离所附实施例及其等同物限定的本发明的精神和范围的情况下，可
以对本发明进行形式和细节上的多种改变。因此，本发明的范围不应该限于上述实施例，而是应该不仅由所附实施例来进行确定，还由所附实施例的等同物来进行限定。

技术特征：
1.一种红外交叉辐射的定标方法，其特征在于，包括：确定目标区域和参考载荷，其中，所述参考载荷为与待定标载荷的热红外谱段相匹配的卫星载荷；获取所述参考载荷和所述待定标载荷过境所述目标区域的匹配图像对，其中，所述匹配图像对为根据预设条件匹配得到的所述目标区域的热红外图像对；对所述匹配图像对进行数据处理，得到所述目标区域在所述参考载荷入瞳处的等效辐射亮度观测数据；对所述等效辐射亮度观测数据进行纠正处理；根据纠正处理后的等效辐射亮度观测数据，计算得到交叉定标系数；根据所述交叉定标系数计算得到交叉定标的不确定度。2.根据权利要求1所述的红外交叉辐射的定标方法，其特征在于，所述对所述匹配图像对进行数据处理，得到所述目标区域在所述参考载荷入瞳处的等效辐射亮度观测数据包括：对所述匹配图像对进行数据处理，得到所述匹配图像对中每个像素点的灰度计数值和所述参考载荷的定标系数；基于所述匹配图像对中每个像素点的灰度计数值，计算得到所述匹配图像对的平均灰度计数值；基于所述平均灰度计数值和所述参考载荷的定标系数，计算得到所述目标区域在所述参考载荷入瞳处的等效辐射亮度观测数据。3.根据权利要求1所述的红外交叉辐射的定标方法，其特征在于，所述对所述等效辐射亮度观测数据进行纠正处理包括：对所述等效辐射亮度观测数据进行光谱纠正处理；对光谱纠正处理后的等效辐射亮度观测数据进行角度纠正处理。4.根据权利要求3所述的红外交叉辐射的定标方法，其特征在于，所述对所述等效辐射亮度观测数据进行光谱纠正处理包括：获取所述参考载荷和所述待定标载荷过境所述目标区域时的观测几何信息，其中，所述观测几何信息包括所述参考载荷和所述待定标载荷过境所述目标区域时的观测天顶角与观测方位角及太阳天顶角与太阳方位角；基于所述观测几何信息，利用大气辐射传输模型模拟得到所述参考载荷和所述待定标载荷对应通道的等效辐射亮度第一数据集；基于所述等效辐射亮度第一数据集，计算得到光谱匹配系数；根据所述光谱匹配系数对所述等效辐射亮度第一数据集进行光谱纠正处理。5.根据权利要求4所述的红外交叉辐射的定标方法，其特征在于，所述对光谱纠正处理后的等效辐射亮度观测数据进行角度纠正处理包括：获取所述目标区域的地表发射率；基于所述地表发射率，建立所述地表发射率随观测角度变化的关系；基于所述地表发射率随观测角度变化的关系和所述观测几何信息，利用所述大气辐射传输模型模拟得到所述参考载荷和所述待定标载荷对应通道的等效辐射亮度第二数据集；基于所述等效辐射亮度第二数据集，计算得到角度匹配系数；
根据所述角度匹配系数对所述等效辐射亮度第二数据集进行角度纠正处理。6.根据权利要求1所述的红外交叉辐射的定标方法，其特征在于，所述获取所述参考载荷和所述待定标载荷过境所述目标区域的匹配图像对包括：获取所述参考载荷和所述待定标载荷过境所述目标区域的热红外图像和云产品数据；获取所述目标区域上空的云量数据；基于所述云产品数据和所述云量数据，在所述热红外图像中筛选出所述参考载荷和所述待定标载荷过境所述目标区域的晴天无云匹配图像对；对所述晴天无云匹配图像对进行时间匹配处理，其中，所述参考载荷和所述待定标载荷过境所述目标区域的时间差异小于预设时间段。7.根据权利要求1所述的红外交叉辐射的定标方法，其特征在于，所述对所述匹配图像进行数据处理，得到所述目标区域在所述参考载荷入瞳处的等效辐射亮度观测数据，还包括：采用反距离加权算法，对所述等效辐射亮度观测数据进行空间匹配处理。8.一种红外交叉辐射的定标装置，其特征在于，包括：确定模块，用于确定目标区域和参考载荷，其中，所述参考载荷为与待定标载荷热红外谱段相匹配的卫星载荷；获取模块，用于获取所述参考载荷和所述待定标载荷过境所述目标区域的匹配图像对，其中，所述匹配图像对为根据预设条件匹配得到的所述目标区域的热红外图像对；处理模块，用于对所述匹配图像对进行数据处理，得到所述目标区域在所述参考载荷入瞳处的等效辐射亮度观测数据；纠正模块，用于对所述等效辐射亮度观测数据进行纠正处理；第一计算模块，用于根据纠正处理后的等效辐射亮度观测数据，计算得到交叉定标系数；第二计算模块，用于根据所述交叉定标系数计算得到交叉定标的不确定度。9.一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，其中，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行根据权利要求1~7中任一项所述的方法。10.一种计算机可读存储介质，其上存储有可执行指令，该指令被处理器执行时使处理器执行根据权利要求1~7中任一项所述的方法。

技术总结
本发明提供了一种红外交叉辐射的定标方法、装置、电子设备及介质，涉及遥感技术领域。该定标方法包括：确定目标区域和参考载荷，其中，参考载荷为与待定标载荷的热红外谱段相匹配的卫星载荷；获取参考载荷和待定标载荷过境目标区域的匹配图像对，其中，匹配图像对为根据预设条件匹配得到的目标区域的热红外图像对；对匹配图像对进行数据处理，得到目标区域在参考载荷入瞳处的等效辐射亮度观测数据；对等效辐射亮度观测数据进行纠正处理；根据纠正处理后的等效辐射亮度观测数据，计算得到交叉定标系数；根据交叉定标系数计算得到交叉定标的不确定度，解决了现有技术中要求严格的角度匹配而导致的定标样本少，目标种类单一且交叉频次低的问题。频次低的问题。频次低的问题。


技术研发人员：高彩霞 杨治纬 刘佳欣 李婉 王任飞 王宁 马灵玲
受保护的技术使用者：中国科学院空天信息创新研究院
技术研发日：2023.08.11
技术公布日：2023/9/13