在轨光谱响应函数修正方法、装置、计算机设备

1.本技术涉及光学遥感科学技术领域，特别是涉及一种在轨光谱响应函数修正方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品。


背景技术：

2.相对光谱响应函数是表征光学卫星遥感器（例如，多光谱遥感器，以下简称遥感器）对入射光谱辐射刺激响应特性的重要物理量，与遥感数据的定量化应用密切相关。
3.遥感器在轨运行期间，某些光学器件受到化合物分子污染（如推进器羽流，宇宙尘埃）、器件老化、环境温度变化以及太阳或宇宙空间辐射影响时，光学器件的反射或透射特性会产生变化，进而导致系统相对光谱响应产生变化，这将会影响后续遥感数据产品的定量化处理，影响目标物理量真实性。由于积累效应，该偏差在长时间序列的观测数据中会更加明显。目前，一般是在实验室测量中使用单色仪出射的单色光，对遥感器进行逐波长的扫描来获取得到相对光谱响应函数，或者，使用各个标准色卡如macbeth或it8等，以其作为检测参照，结合照明光谱辐照度，实现相对光谱响应函数的反演。但是，这两种方式均无法适用于遥感器在轨运行期间的外场检测。
4.因此，亟需一种遥感器的在轨光谱响应函数修正方法。


技术实现要素：

5.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种遥感器的在轨光谱响应函数修正方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。
6.第一方面，本技术提供了一种在轨光谱响应函数修正方法，在该方法中，地面布设有多种彩色靶标，不同种彩色靶标呈现出的颜色不同，所述方法包括：根据每种所述彩色靶标的过顶时刻的辐射关联信息以及未退化光谱响应函数，反演得到每种所述彩色靶标的未退化反射率；根据每种所述彩色靶标的辐射关联信息以及待生成的退化光谱响应函数，反演得到每种所述彩色靶标的退化反射率表示，所述退化光谱响应函数和所述未退化光谱响应函数通过退化因子形成关系式；调节所述退化因子的参数值，使多个所述彩色靶标的偏差度达到设定目标，得到所述退化因子的目标参数值，所述偏差度根据多个所述彩色靶标的未退化反射率和退化反射率表示确定；根据所述退化因子的目标参数值，以及所述未退化光谱响应函数，生成所述退化光谱响应函数。
7.在其中一个实施例中，所述退化因子包括响应函数带宽、中心波长、带内响应度中的至少一种。
8.在其中一个实施例中，在所述退化因子包括响应函数带宽、中心波长和带内响应度的情况下，所述退化光谱响应函数和所述未退化光谱响应函数之间的关系式采用以下公
式表示：其中，为波长；表示退化光谱响应函数；表示响应函数带宽的缩放，为正数，表示展宽，表示缩小；表示中心波长的漂移量，表示为红移，表示为蓝移；为带内响应度的权重模式变化函数，表示为：其中，为未退化光谱响应函数的有效带宽；为带内响应度权重变化斜率。
9.在其中一个实施例中，所述偏差度采用所述未退化反射率和退化反射率表示的偏差平方和表示；所述调节所述退化因子的参数值，使多个所述彩色靶标的偏差度达到设定目标，得到所述退化因子的目标参数值，包括：采用以下公式得到所述目标参数值：其中，表示彩色靶标的总数；表示第个彩色靶标的未退化反射率；表示第个彩色靶标的退化反射率；表示调整退化因子a,b,c，使达到最小的设定目标。
10.在其中一个实施例中，所述方法还包括：根据灰阶靶标的辐射关联信息以及所述退化光谱响应函数，生成所述灰阶靶标的响应值；基于所述灰阶靶标的响应值进行辐射定标，得到辐射定标系数。
11.在其中一个实施例中，所述辐射关联信息包括所述彩色靶标的光谱反射率；所述光谱反射率基于修正后的双向反射分布函数或双向反射比因子得到，其中，采用以下公式对所述双向反射分布函数或所述双向反射比因子进行修正：其中，表示过顶时刻天空漫射与总辐射的比值；表示白板在过顶时刻太阳天顶角；表示白板在过顶时刻方位角；表示实验室测量的白板的双向反射分布值或双向反射比因子；r表示在实验室内测量得到的所述白板的方向-半球反射比因子。
12.在其中一个实施例中，每种彩色靶标的尺寸不小于7
×
7像元分辨率。
13.在其中一个实施例中，任意两种所述彩色靶标之间的距离不小于5个像元分辨率。
14.在其中一个实施例中，每种所述彩色靶标的靶标反射非均匀性小于5%。
15.第二方面，本技术还提供了一种在轨光谱响应函数修正装置，地面布设有多种彩色靶标，不同种彩色靶标呈现出的颜色不同，所述装置包括：第一反演模块，用于根据每种所述彩色靶标的过顶时刻的辐射关联信息以及未退化光谱响应函数，反演得到每种所述彩色靶标的未退化反射率；第二反演模块，用于根据每种所述彩色靶标的辐射关联信息以及待生成的退化光谱响应函数，反演得到每种所述彩色靶标的退化反射率表示，所述退化光谱响应函数和所述未退化光谱响应函数通过退化因子形成关系式；调节模块，用于调节所述退化因子的参数值，使多个所述彩色靶标的偏差度达到设定目标，得到所述退化因子的目标参数值，所述偏差度根据多个所述彩色靶标的未退化反射率和退化反射率表示确定；修正模块，用于根据所述退化因子的目标参数值，以及所述未退化光谱响应函数，生成所述退化光谱响应函数。
16.第三方面，本技术还提供了一种计算机设备。所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述第一方面任一项所述的方法。
17.第四方面，本技术还提供了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面任一项所述的方法。
18.第五方面，本技术还提供了一种计算机程序产品。所述计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面任一项所述的方法。
19.上述在轨光谱响应函数修正方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品，由于彩色靶标的光谱反射率具有非线性变化的特性，在使用彩色靶标的情况下，较小的光谱响应函数变化，将带来较大的响应值变化，因此，通过在地面布设多种彩色靶标，不同种彩色靶标呈现出的颜色不同，不同彩色靶标将相对光谱响应的变化放大，利用变化前后的通道反射率值实现遥感器工作状态下相对光谱响应函数修正，可降低遥感器光谱特征变化所带来定量化不确定度，提高辐射定标精度和定标频次、降低定标成本。另外，该方法依赖的靶标数量少、模型参数少、求解速度快、便于外场使用，可以保障辐射定标的精度。
附图说明
20.图1为一个实施例中示出的一种靶标的布设示意图；图2为一个实施例中在轨光谱响应函数修正方法的流程示意图；图3为一个实施例中示出的遥感器入瞳辐射信息组成示意图；图4为一个实施例中示出的测量彩色靶标的光谱反射率的布设示意图；图5为另一个实施例中在轨光谱响应函数修正方法的流程示意图；图6为一个实施例中在轨光谱响应函数修正装置的结构框图；图7为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
21.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对
本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
22.多光谱遥感是在可见光到热红外波段范围内，利用多光谱扫描系统通过不同的狭窄波段区接收地物的反射辐射，获得多个谱段影像的遥感技术。通过对影像数据的定量化分析，可实现污染物监测、植被营养状态监测、森林火灾预警等多方面的应用。多光谱遥感器对入射光谱辐射的响应具有选择性。相对光谱响应函数是表征遥感器对入射光谱辐射刺激响应特性的重要物理量，与遥感数据的定量化应用密切相关。
23.遥感器在轨运行期间，某些光学器件受到化合物分子污染（如推进器羽流，宇宙尘埃）、器件老化、环境温度变化以及太阳或宇宙空间辐射影响时，光学器件的反射或透射特性会产生变化，进而导致系统相对光谱响应产生变化，这将会影响后续遥感数据产品的定量化处理，影响目标物理量真实性。由于积累效应，该偏差在长时间序列的观测数据中会更加明显。如v. willart-soufflet 和r. santer等人已经证明了真空会导致spot探测器的带宽变窄，使测量数据产生偏差。xiaoxiong xiong和william barnes等人，对terra modis遥感器的定标数据进行分析，发现扫描镜的反射率随时间产生了退化。kohei arai, nagamitsu ohgi等人，通过对定标器中稳定监测器数据的分析，得出结论，vnir（一种高光谱成像仪）光学入口受到了推进器羽流的沾染，最终导致了光学系统光谱透过率的变化。
24.在实验室测量中，一般是在实验室测量中使用单色仪出射的单色光，对遥感器进行逐波长的扫描来获取得到相对光谱响应函数，或者，使用各个标准色卡如macbeth或it8等，以其作为检测参照，结合照明光谱辐照度，实现相对光谱响应函数的反演。但是，这两种方式均无法适用于遥感器在轨运行期间的外场检测。
25.2013年，n. clerbaux, e. baudrez, s.dewitte等人提出的三参数模型来校正meteosat-7可见波段光相对光谱响应的退化，并使用不同的均匀地面目标来实现参数的求解。但在实际应用中，精确的地面目标光谱反射率往往难以获取，另外适用于所有测量波段的目标也不存在，因此该方法的适用范围有限。
26.因此，亟需一种遥感器的在轨光谱响应函数修正方法。
27.本技术实施例提供的在轨光谱响应函数修正方法，地面布设有多种彩色靶标，不同种彩色靶标呈现出的颜色不同，以用于表现出通道波段范围内反射率不同的趋势变化。
28.在一个实施例中，被修正通道内至少布设有三种反射率趋势变化的彩色靶标。
29.在一个实施例中，每种彩色靶标的尺寸不小于7
×
7像元分辨率。
30.在一个实施例中，任意两种彩色靶标之间的距离不小于5个像元分辨率。
31.在一个实施例中，每种彩色靶标的靶标反射非均匀性小于5%。图1示出了一种靶标的布设示意图。如图1所示，在平坦开阔的目标区域布设4种颜色的彩色靶标以及灰阶靶标，将其作为检测参照进行成像。4种彩色靶标分别为红色、绿色、蓝色和黄色。当然，也可以设置更多种的彩色靶标，设置数量不同的彩色靶标，其对光谱响应函数的修正原理是相通的。继续参照图1，每种彩色靶标的形状为方形，当然，也可以将彩色靶标制作为其他形状，例如圆形。每种彩色靶标的尺寸为7
×
7像元分辨率。任意两种彩色靶标之间的距离为5个像元分辨率。
32.在一个实施例中，如图2所示，提供了一种在轨光谱响应函数修正方法，包括步骤s210~s240：
步骤s210，根据每种彩色靶标的过顶时刻的辐射关联信息以及未退化光谱响应函数，反演得到每种彩色靶标的未退化反射率。
33.其中，辐射关联信息可以但不限于包括彩色靶标到遥感器的大气透过率、目标的光谱反射率（本实施例中的“目标”指彩色靶标）、太阳辐照度等参数。
34.具体地，参照图3所示的遥感器入瞳辐射信息组成示意图，入瞳辐射信息包括大气程辐射、地气耦合辐射以及目标反射辐射，通过多灰阶可以将各彩色靶标的dn值（digital number，遥感影像像元亮度值）转化为反射率值。在遥感器过顶前预设时刻（例如，过顶前15分钟），获取每种彩色靶标的辐射关联信息，作为过顶时刻的辐射关联信息。根据每种彩色靶标的辐射关联信息以及未退化光谱响应函数，反演得到每种彩色靶标的未退化反射率。
35.一个实施例中，利用灰阶靶标反演的未退化反射率可以表示为公式（1-1）：
ꢀꢀ
（1-1）其中，为波长；表示未退化反射率；表示过顶时刻的地面太阳辐照度；表示过顶时刻目标的光谱反射率；表示目标到遥感器的大气透过率；表示未退化光谱响应函数。
36.针对第i个彩色靶标，在遥感器过顶前，获取第i个彩色靶标相对应的太阳辐照度、光谱反射率、目标到遥感器的大气透过率、未退化光谱响应函数值，并将所获取的这些信息代入至公式（1-1）， 反演得到第i个彩色靶标相对应的未退化反射率。
37.步骤s220，根据每种彩色靶标的辐射关联信息以及待生成的退化光谱响应函数，反演得到每种彩色靶标的退化反射率表示。
38.其中，退化光谱响应函数和未退化光谱响应函数通过退化因子形成关系式。退化因子是指能够对光谱响应特性带来影响的因素，例如，环境温度、器件老化率、响应函数带宽、中心波长、带内响应度中等中的任一种或多种。
39.具体地，根据已获取的每种彩色靶标的辐射关联信息以及退化光谱响应函数，反演得到每种彩色靶标的退化反射率表示。可以理解的是，退化反射率表示为退化反射率和退化因子的函数关系式。
40.一个实施例中，利用灰阶靶标反演的退化反射率可以表示为公式（1-2）：
ꢀꢀꢀ
（1-2）其中，表示退化反射率表示；表示过顶时刻的地面太阳辐照度；表示过顶时刻目标的光谱反射率；表示目标到遥感器的大气透过率；表示退化光谱响应函数。
41.针对第i个彩色靶标，在遥感器过顶后预设时刻，获取第i个彩色靶标相对应的太阳辐照度、光谱反射率、目标到遥感器的大气透过率、退化光谱响应函数，并将所获取的这些信息代入至公式（1-2）， 反演得到第i个彩色靶标相对应的未退化反射率表示。
42.步骤s230，调节退化因子的参数值，使多个彩色靶标的偏差度达到设定目标，得到
退化因子的目标参数值。
43.步骤s240，根据退化因子的目标参数值，以及未退化光谱响应函数，生成退化光谱响应函数。
44.其中，偏差度根据多个彩色靶标的未退化反射率和退化反射率表示确定。例如，可以为多个彩色靶标的未退化反射率和退化反射率表示之间的方差、标准差、偏差平方和等中的任一种。设定目标可以依实际需求设置，例如，可以是偏差度达到某一设定值、偏差度达到最小等。
45.具体地，在计算得到每种彩色靶标的未退化反射率和退化反射率表示后，生成多个彩色靶标的未退化反射率和退化反射率表示之间的偏差度。调节退化反射率表示中的退化因子的参数值，使偏差度向着设定目标变化。当偏差度达到设定目标时，获取退化因子的当前参数值，作为目标参数值。将目标参数值代入至未退化光谱响应函数和退化光谱响应函数的关系式中，得到退化光谱响应函数。
46.上述在轨光谱响应函数修正方法中，由于彩色靶标的光谱反射率是非线性变化的特性，在使用彩色靶标的情况下，较小的光谱响应函数变化，将带来较大的响应值变化，因此，通过在地面布设多种彩色靶标，不同种彩色靶标呈现出的颜色不同，不同彩色靶标将相对光谱响应的变化放大，利用变化前后的通道反射率值实现遥感器工作状态下相对光谱响应函数修正，可降低遥感器光谱特征变化所带来定量化不确定度，提高辐射定标精度和定标频次、降低定标成本。另外，该方法依赖的靶标数量少、模型参数少、求解速度快、便于外场使用，可以保障辐射定标的精度。
47.在一个实施例中，退化因子包括响应函数带宽、中心波长、带内响应度中的至少一种。在退化因子包括响应函数带宽、中心波长和带内响应度的情况下，退化光谱响应函数和未退化光谱响应函数之间的关系采用以下公式（1-3）表示： （1-3）其中，为波长；表示退化光谱响应函数；表示响应函数带宽的缩放，为正数，表示展宽，表示缩小；表示中心波长的漂移量，表示为红移，表示为蓝移。
48.由于带内响应度的变化难以描述，因此采用权重模式变化函数表示带内响应度的变化，参照公式（1-4）：
ꢀꢀ
（1-4）其中，为未退化光谱响应函数的有效带宽；为带内响应度权重变化斜率。
49.本实施例中，采用影响光谱响应特性的退化因子形成退化光谱响应函数和未退化光谱响应函数之间的关系式，可以实现退化光谱响应函数的退化效应的量化表示。
50.在一个实施例中，偏差度采用未退化反射率和退化反射率表示的偏差平方和表示，参照以下公式：
其中，表示彩色靶标的总数；表示第个彩色靶标的未退化反射率；表示第个彩色靶标的退化反射率。
51.在本实施例中，调节退化因子的参数值，使多个彩色靶标的偏差度达到设定目标，得到退化因子的目标参数值，可以通过公式（1-5）实现：（1-5） 其中，表示调整退化因子a,b,c，使达到最小的设定目标。
52.在一个实施例中，可以预先在实验室按照上述退化模型（1-5），对实验室测量得到的光谱响应函数添加退化效应，选择出对退化最敏感的多个彩色靶标，以其作为检测参照进行在轨检测。其中，最敏感的彩色靶标可以根据实验室中退化反射率和未退化反射率之差决定，差的绝对值越大，则越敏感。
53.在一个实施例中，如图4所示，每种彩色靶标的光谱反射率可以采用白板比对法计算得到。具体实现中，在遥感器过顶时刻，利用地物光谱仪分别测量白板和每种彩色靶标响应值。
54.白板的响应值可以表示为：
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(1-6)其中，表示地物光谱仪测量的白板响应值，表示地物光谱仪的辐射定标系数，表示白板在波长,太阳天顶角,方位角,观测天顶角，观测方位角处的双向反射分布函数(brdf)，表示达到地表的太阳辐照度。
55.对于彩色靶标，地物光谱仪的测量值可以表示为:
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（1-7）其中，表示地物光谱仪的彩色靶标测量值，表示彩色靶标的光谱反射率。
56.在获取白板和每种彩色靶标的响应值之后，便可采用比对法，计算得到每种彩色靶标的光谱反射率。
57.ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（1-8）在一个实施例中，brdf或brf经过实验室检测校准，为了提高辐射定标的准确性，在外场定标时可以采用天空漫射/总辐射对brdf或brf进行修正。可以采用以下公式（1-9）对brdf或brf进行修正：
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（1-9）其中，表示过顶时刻天空漫射与总辐射的比值；表示白板在过顶时刻太阳天顶角；表示白板在过顶时刻方位角；表示实验室测量的白板的brdf或brf；r表示在实验室内测量得到的白板的方向-半球反射比因子。
58.本实施例中，通过对brdf或brf进行修正，可以提升光谱反射率的计算准确性，进而有助于提升辐射定标准确性。
59.在一个实施例中，上述白板采用聚四氟乙烯压制或烧结工艺制成。
60.在一个实施例中，辐射定标技术是定量化遥感的基础，光谱响应函数表征了遥感器成像系统的光谱响应特性，是连接入瞳光谱辐亮度与遥感影像灰度值的重要物理量，与遥感器辐射定标系数密切相关。在修正得到退化光谱响应函数后，便可将退化光谱响应函数应用于辐射定标过程，以得到辐射定标系数。
61.具体实现中，多光谱遥感相机的成像物理过程可以采用公式（1-10）表示：（1-10）其中，表示目标（在本实施例中“目标”为灰阶靶标）的响应值，为到达目标的光源光谱辐照度；表示白板在过顶时刻太阳天顶角；表示过顶时刻的地面太阳辐照度；表示白板在过顶时刻方位角；表示观测天顶角；表示观测方位角；为过顶时刻灰阶靶标的光谱反射率；表示由目标到遥感器的大气透过率；表示未退化光谱响应函数；表示大气程辐射与地气耦合辐射形成的响应值；为遥感器暗电流。
62.在确定退化光谱响应函数后，便可将公式（1-10）中的替换为，基于公式（1-10）进行辐射定标，得到辐射定标系数。
63.图5为一个实施例中示出在轨光谱响应函数修正方法，如图5所示，可以通过步骤s502~s512实现：步骤s502，基于公式（1-9）对brdf或brf进行修正，采用白板比对法，以及修正后的brdf或brf，生成每种靶标的光谱反射率。图1示例性示出了一种靶标和白板的布设示意图。
64.步骤s504，获取每种彩色靶标的过顶时刻的辐射关联信息，基于公式（1-1）根据辐射关联信息以及未退化光谱响应函数，计算得到每种彩色靶标的未退化反射率。其中，辐射关联信息包括彩色靶标到光学卫星遥感器的大气透过率、光谱反射率、太阳辐照度。
65.步骤s506，基于公式（1-2）根据辐射关联信息以及退化光谱响应函数，计算得到每种彩色靶标的未退化反射率表示。其中，参照公式（1-3）和（1-4），退化光谱响应函数和未退化光谱响应函数通过退化因子形成关系式。退化因子包括响应函数
带宽、中心波长和带内响应度权重变化斜率。
66.步骤s508，参照公式（1-5）获取未退化反射率和退化反射率之间的偏差平方和，调整退化因子，使该偏差平方和达到最小，得到退化因子的目标参数值。
67.步骤s510，将退化因子的目标参数值代入至公式（1-3），得到退化光谱响应函数。
68.步骤s512，将公式（1-10）中的未退化光谱响应函数替换为退化光谱响应函数，进行辐射定标，得到辐射定标系数。
69.应该理解的是，虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
70.基于同样的发明构思，本技术实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的在轨光谱响应函数修正方法的在轨光谱响应函数修正装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似，故下面所提供的一个或多个在轨光谱响应函数修正装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于在轨光谱响应函数修正方法的限定，在此不再赘述。
71.在一个实施例中，如图6所示，提供了一种在轨光谱响应函数修正装置600，包括：第一反演模块602、第二反演模块604、调节模块606和修正模块608，其中：第一反演模块602，用于根据每种彩色靶标的过顶时刻的辐射关联信息以及未退化光谱响应函数，反演得到每种彩色靶标的未退化反射率；第二反演模块604，用于根据每种彩色靶标的辐射关联信息以及待生成的退化光谱响应函数，反演得到每种彩色靶标的退化反射率表示，退化光谱响应函数和未退化光谱响应函数通过退化因子形成关系式；调节模块606，用于调节退化因子的参数值，使多个彩色靶标的偏差度达到设定目标，得到退化因子的目标参数值，偏差度根据多个彩色靶标的未退化反射率和退化反射率表示确定；修正模块608，用于根据退化因子的目标参数值，以及未退化光谱响应函数，生成退化光谱响应函数。
72.在一个实施例中，退化因子包括响应函数带宽、中心波长、带内响应度中的至少一种。
73.在一个实施例中，在退化因子包括响应函数带宽、中心波长和带内响应度的情况下，退化光谱响应函数和未退化光谱响应函数之间的关系式采用以下公式表示：其中，为波长；表示退化光谱响应函数；表示响应函数带宽的缩放，为正数，表示展宽，表示缩小；表示中心波长的漂移量，表示为红移，
表示为蓝移；为带内响应度的权重模式变化函数，表示为：其中，为未退化光谱响应函数的有效带宽；为带内响应度权重变化斜率。
74.在一个实施例中，偏差度采用未退化反射率和退化反射率表示的偏差平方和表示；调节模块606，用于采用以下公式得到目标参数值：其中，表示彩色靶标的总数；表示第个彩色靶标的未退化反射率；表示第个彩色靶标的退化反射率；表示调整退化因子a,b,c，使达到最小的设定目标。
75.在一个实施例中，装置600还包括，辐射定标模块，用于根据灰阶靶标的辐射关联信息以及退化光谱响应函数，生成灰阶靶标的响应值；基于灰阶靶标的响应值进行辐射定标，得到辐射定标系数。
76.在一个实施例中，辐射关联信息包括彩色靶标的光谱反射率；光谱反射率基于修正后的双向反射分布函数或双向反射比因子得到，其中，采用以下公式对双向反射分布函数或双向反射比因子进行修正：其中，表示过顶时刻天空漫射与总辐射的比值；表示白板在过顶时刻太阳天顶角；表示白板在过顶时刻方位角；表示实验室测量的白板的双向反射分布值或双向反射比因子；r表示在实验室内测量得到的所述白板的方向-半球反射比因子。
77.在一个实施例中，每种彩色靶标的尺寸不小于7
×
7像元分辨率。
78.在一个实施例中，任意两种彩色靶标之间的距离不小于5个像元分辨率。
79.在一个实施例中，每种彩色靶标的靶标反射非均匀性小于5%。
80.上述在轨光谱响应函数修正装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
81.在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图7所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程
序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过wifi、移动蜂窝网络、nfc（近场通信）或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种在轨光谱响应函数修正方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
82.本领域技术人员可以理解，图7中示出的结构，仅仅是与本技术方案相关的部分结构的框图，并不构成对本技术方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
83.在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述任一实施例所述的方法。
84.在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下上述任一实施例所述的方法。
85.在一个实施例中，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述任一实施例所述的方法。
86.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器（read-only memory，rom）、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器（reram）、磁变存储器（magnetoresistive random access memory，mram）、铁电存储器（ferroelectric random access memory，fram）、相变存储器（phase change memory，pcm）、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器（random access memory，ram）或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限，ram可以是多种形式，比如静态随机存取存储器（static random accessmemory，sram）或动态随机存取存储器（dynamic random access memory，dram）等。本技术所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本技术所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。
87.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
88.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种在轨光谱响应函数修正方法，其特征在于，地面布设有多种彩色靶标，不同种彩色靶标呈现出的颜色不同，所述方法包括：根据每种所述彩色靶标的过顶时刻的辐射关联信息以及未退化光谱响应函数，反演得到每种所述彩色靶标的未退化反射率；根据每种所述彩色靶标的辐射关联信息以及待生成的退化光谱响应函数，反演得到每种所述彩色靶标的退化反射率表示，所述退化光谱响应函数和所述未退化光谱响应函数通过退化因子形成关系式；调节所述退化因子的参数值，使多个所述彩色靶标的偏差度达到设定目标，得到所述退化因子的目标参数值，所述偏差度根据多个所述彩色靶标的未退化反射率和退化反射率表示确定；根据所述退化因子的目标参数值，以及所述未退化光谱响应函数，生成所述退化光谱响应函数。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述退化因子包括响应函数带宽、中心波长、带内响应度中的至少一种。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述退化因子包括所述响应函数带宽、所述中心波长和所述带内响应度的情况下，所述退化光谱响应函数和所述未退化光谱响应函数之间的关系式采用以下公式表示：其中，为波长；表示退化光谱响应函数；表示响应函数带宽的缩放，为正数，表示展宽，表示缩小；表示中心波长的漂移量，表示为红移，表示为蓝移；为带内响应度的权重模式变化函数，表示为：其中，为未退化光谱响应函数的有效带宽；为带内响应度权重变化斜率。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述偏差度采用所述未退化反射率和所述退化反射率表示的偏差平方和表示；所述调节所述退化因子的参数值，使多个所述彩色靶标的偏差度达到设定目标，得到所述退化因子的目标参数值，包括：采用以下公式得到所述目标参数值：其中，表示彩色靶标的总数；表示第个彩色靶标的未退化反射率；表示第个彩色靶标的退化反射率；表示调整退化因子a,b,c，使达到最小的设定目标。5.根据权利要求1~4任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据灰阶靶标的辐射关联信息以及所述退化光谱响应函数，生成所述灰阶靶标的响应值；基于所述灰阶靶标的响应值进行辐射定标，得到辐射定标系数。6.根据权利要求1~4任一项所述的方法，其特征在于，所述辐射关联信息包括所述彩色靶标的光谱反射率；所述光谱反射率基于修正后的双向反射分布函数或双向反射比因子得到，其中，采用以下公式对所述双向反射分布函数或所述双向反射比因子进行修正：其中，表示过顶时刻天空漫射与总辐射的比值；表示白板在过顶时刻太阳天顶角；表示白板在过顶时刻方位角；表示实验室测量的白板的双向反射分布值或双向反射比因子；r表示在实验室内测量得到的所述白板的方向-半球反射比因子。7.根据权利要求1~4任一项所述的方法，其特征在于，每种所述彩色靶标的尺寸不小于7
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7像元分辨率。8.根据权利要求1~4任一项所述的方法，其特征在于，任意两种所述彩色靶标之间的距离不小于5个像元分辨率。9.根据权利要求1~4任一项所述的方法，其特征在于，每种所述彩色靶标的靶标反射非均匀性小于5%。10.一种在轨光谱响应函数修正装置，其特征在于，地面布设有多种彩色靶标，不同种彩色靶标呈现出的颜色不同，所述装置包括：第一反演模块，用于根据每种所述彩色靶标的过顶时刻的辐射关联信息以及未退化光谱响应函数，反演得到每种所述彩色靶标的未退化反射率；第二反演模块，用于根据每种所述彩色靶标的辐射关联信息以及待生成的退化光谱响应函数，反演得到每种所述彩色靶标的退化反射率表示，所述退化光谱响应函数和所述未退化光谱响应函数通过退化因子形成关系式；调节模块，用于调节所述退化因子的参数值，使多个所述彩色靶标的偏差度达到设定目标，得到所述退化因子的目标参数值，所述偏差度根据多个所述彩色靶标的未退化反射率和退化反射率表示确定；修正模块，用于根据所述退化因子的目标参数值，以及所述未退化光谱响应函数，生成所述退化光谱响应函数。11.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至9中任一项所述的方法的步骤。12.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至9中任一项所述的方法的步骤。13.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至9中任一项所述的方法的步骤。

技术总结
本申请涉及一种在轨光谱响应函数方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品。所述方法包括：根据每种彩色靶标的辐射关联信息以及未退化光谱响应函数，反演得到每种彩色靶标的未退化反射率；根据每种彩色靶标的辐射关联信息以及待生成的退化光谱响应函数，反演得到每种彩色靶标的退化反射率表示，退化光谱响应函数和未退化光谱响应函数通过退化因子形成关系式；调节退化因子的参数值，使多个彩色靶标的偏差度达到设定目标，得到退化因子的目标参数值；根据退化因子的目标参数值，以及未退化光谱响应函数，生成退化光谱响应函数。采用本方法能够降低遥感器光谱特征变化所带来定量化不确定度，提高辐射定标精度和定标频次、降低定标成本。降低定标成本。降低定标成本。


技术研发人员：李鑫 司孝龙 黄文薪 陈洪耀 徐伟伟
受保护的技术使用者：中国科学院合肥物质科学研究院
技术研发日：2023.07.11
技术公布日：2023/8/14