基於燈光源的微光雲圖成像儀定標技術研究

《基於燈光源的微光雲圖成像儀定標技術研究》是依託中國人民解放軍國防科技大學，由嚴衛擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於燈光源的微光雲圖成像儀定標技術研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：嚴衛
• 依託單位：中國人民解放軍國防科技大學

中文摘要

發展夜間低照度條件下的微光雲圖成像儀已成為技術發展的必然趨勢和套用的客觀需求，為了解決目前微光雲圖成像儀替代定標依賴於月亮輻射的問題，本項目針對基於燈光源的微光雲圖成像儀定標方法展開研究。（1）根據設定的選取標準，通過對微光雲圖中人造燈光源的統計分析，選取具有代表性的現有人造燈光源，然後通過調研選取燈光參數信息、當時大氣廓線等其他輔助信息，通過計算燈光源的入瞳輻亮度，研究基於現有人造燈光源的微光雲圖成像儀定標方法；（2）自主設計燈光源定標源，在避免其他光源干擾，且充分考慮大氣狀況、水汽變化、氣溶膠的影響選擇定標場，並在定標場內對燈進行布置，探索如何設計燈光源，使燈光源滿足定標條件且輻射穩定可控，然後結合所測大氣廓線、氣溶膠參數等相關信息，通過計算燈光源的入瞳輻亮度，研究以自主設計燈光源為目標的微光高精度定標方法。

結題摘要

遙感數據的精確輻射定標是遙感信息定量化的前提，更是遙感數據能夠在各個領域中得到有效套用的基礎。本項目以夜間VIIRS微光通道為主要研究對象，在分析了星上定標方法的基礎上，針對微光通道數據的輻射定標的關鍵技術和科學問題開展研究，重點對夜間基於地面燈光源的微光定標進行了深入的分析，為我國自主微光探測載荷的業務化套用提供技術積累。 在現有人造燈光源的微光定標方面，圍繞一種新的微光雲圖成像儀定標思路對基於燈光源的微光雲圖成像儀的定標方法展開研究，旨在解決傳統替代定標方法過分依賴月亮輻射這一限制條件。首先在對現有人造燈光源的特徵進行分析的基礎上，通過理論推導建立基於跨海大橋燈光源的物理定標模型，提出了基於跨海大橋燈光源的微光定標方案，然後以2012年8月~2014年7月共兩年的DNB數據為例，分析該定標方案的有效性，並討論和分析定標過程中存在的相關問題。針對自主設計燈光源的微光定標方面，首先從現有的普通金鹵燈光源出發，分析了普通金鹵燈光源的基本參數、布置方式、工作模式，推導了目標像元與背景像元之間模擬輻亮度差值的表達式，建立了普通金鹵燈光源工作時燈光輻射向上傳輸的模型，並提出了基於普通金鹵燈光源的微光定標方案，利用衛星觀測數據進行了定標試驗，初步驗證了基於地面燈光源進行微光定標的可行性。然後，針對普通金鹵燈光源微光定標存在的問題，設計和研製了一套適用於夜間微光定標的特製燈光源，具有一定的輻射強度各向均勻性，並基於該特製燈光源給出了微光定標方案，在實驗室光源特性測試分析的基礎上，開展了外場定標試驗，初步驗證了該方案的可行性。