(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210473418.9 (22)申请日 2022.04.29 (71)申请人 中国科学院空天信息创新研究院 地址 100094 北京市海淀区邓庄南路9号 (72)发明人 刘耀开　马灵玲　钱永刚　王宁　 李坤　邱实　 (74)专利代理 机构 北京路浩知识产权代理有限 公司 11002 专利代理师 周淑娟 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 高光谱地表反射率和大气参数一体化反演 方法及装置 (57)摘要 本申请提供一种高光谱地表反射率和大气 参数一体化反演方法及装置， 该方法包括： 获取 高光谱载荷观测到的入瞳处辐亮度的观测值和 前向模型模拟的入瞳处辐亮度的模拟值； 将所述 观测值和所述模拟值输入一体化反演模型， 得到 目标参数的值； 其中， 所述目标参数包括： 地表反 射率， 气溶胶光学厚度， 水汽含量； 在所述一体化 反演模型中待反演的地表反射率由基于主成分 变换的光谱稀 疏进行表征的。 本申请提供的高光 谱地表反射率和大气参数一体化反演方法及装 置， 用于有效解决目前高光谱地表反射率、 气溶 胶光学厚度和水汽含量参数分级逐步反演方法 的苛刻假设条件以及相互依 赖等问题， 提升高光 谱地表反射 率定量反演精度。 权利要求书2页 说明书13页 附图2页 CN 114943142 A 2022.08.26 CN 114943142 A 1.一种高光谱地表反射 率和大气参数一体化反演方法， 其特 征在于， 包括： 获取高光谱载荷观测到的入瞳处辐亮度的观测值和前向模型模拟的入瞳处辐亮度的 模拟值； 将所述观测值和所述模拟值输入一体化反演模型， 得到目标参数的值； 其中， 所述目标参数包括： 地表反射率， 气溶胶光学厚度， 水汽含量； 在所述一体化反演 模型中待反演的地表反射 率由基于主成分变换的光谱 稀疏进行表征的。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述获取高光谱载荷观测到的入瞳处辐亮 度的观测值， 包括： 获取所述高光谱载荷采集的高光谱遥感影 像； 使用绝对辐射定标系数对所述高光谱遥感影像进行绝对辐射校正， 得到所述高光谱遥 感影像的每个波段对应的入瞳处辐亮度； 其中， 所述 绝对辐射定标系数包括： 增益系数和偏置系数。 3.根据权利要求2所述的方法， 其特征在于， 所述使用绝对辐射定标系数对所述高光谱 遥感影像进行绝对辐射校正 为基于以下公式A计算得到的： 其中， DNi和 分别为所述高光谱遥感影像的第i个波段的量化比特数值和入 瞳 处辐亮度； Gi和Bi分别为所述 绝对辐射定标系数的增益系数和偏置系数。 4.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述一体化反演模型对应的反演公式为以 下公式B： 其中， f(xaot,xcwv,xC)为待反演参数， xaot为气溶胶光学厚度； xcwv为水汽含量， xC为地表 反射率稀疏表征系数； 所述地表反射率稀疏表征系数为基于地表反射率得到的； N为通道数 量， 一个通道对应一个波段， i为第i个波段对应的参数； Lp为大气程辐射； S为大气半球反照 率； τ( μs)τ( μv)为大气总透过率； Es为大气层顶的太阳辐照度； μs为太阳天顶角； μv为所述高 光谱载荷观测天顶角的余弦值； 表示第i个波段的光波对应的待反演的地表反射 率； p为典型地物地表反射率光谱稀疏表征的主成分值， m为所述特征矩阵中累计贡献率高 于预设阈值的主成分数量； ε为模型误差， 包括： 所述观测值的实际误差以及所述前向模型 的模拟误差 。 5.根据权利要求4所述的方法， 其特征在于， 所述将所述观测值和所述模拟值输入一体 化反演模型， 得到目标参数的值之前， 所述方法还 包括： 预估所述待反演参数中气溶胶光学厚度的初始值以及水汽 含量的初始值； 基于所述气溶胶光学厚度的初始值以及所述水汽含量的初始值， 预估所述地表反射率权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114943142 A 2稀疏表征系数的初始值。 6.根据权利要求5所述的方法， 其特征在于， 所述基于所述气溶胶光学厚度以及所述水 汽含量的初始值， 预估所述 地表反射 率稀疏表征系数的初始值， 包括： 将所述气溶胶光学厚度的初始值以及所述水汽含量的初始值输入大气辐射传输模型， 得到所述待反演的地表反射 率的初始值； 基于所述特征矩阵以及所述待反演的地表反射率的初始值， 确定所述待反演参数中地 表反射率稀疏表征系数的初始值。 7.一种高光谱地表反射 率和大气参数一体化反演装置， 其特 征在于， 所述装置包括： 获取模块， 用于获取高光谱载荷观测到的入瞳处辐亮度的观测值和前向模型模拟的入 瞳处辐亮度的模拟值； 反演模块， 用于将所述观测值和所述模拟值输入一体化反演模型， 得到目标参数的值； 其中， 所述目标参数包括： 地表反射率， 气溶胶光学厚度， 水汽含量； 在所述一体化反演 模型中待反演的地表反射 率由基于主成分变换的光谱 稀疏进行表征的。 8.根据权利要求7 所述的装置， 其特 征在于， 所述装置还 包括： 校正模块； 所述获取模块， 具体用于获取 所述高光谱载荷采集的高光谱遥感影 像； 所述校正模块， 用于使用绝对辐射定标系数对所述高光谱遥感影像进行绝对辐射校 正， 得到所述高光谱遥感影 像的每个波段对应的入瞳处辐亮度； 其中， 所述 绝对辐射定标系数包括： 增益系数和偏置系数。 9.一种电子设备， 包括存储器、 处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运 行的计算机程序， 其特征在于， 所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至6任一项所 述高光谱地表反射 率和大气参数一体化反演方法的步骤。 10.一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如权利要求1至6中任一项所述高光谱地表反射率和大气参数一体化 反演方法的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114943142 A 3