[发明专利]一种浅海水下目标高光谱参数化特征提取方法

摘要

一种浅海水下目标高光谱参数化特征提取方法，本发明涉及浅海水下目标高光谱参数化特征提取方法。本发明是为了解决现有技术直接采用全光谱或单一波长反射率作为特征时缺乏稳定性的问题。本发明步骤为：步骤一：建立水下目标离水辐射率仿真模型；步骤二：确定使目标离水辐射率仿真值与实际测量值误差最小的水下目标离水辐射率仿真模型输入参数；步骤三：将步骤二确定的输入参数中的目标估计深度与反射率作为目标的高光谱遥感特征。本发明提出通过光谱仪接收信号估计与水下目标属性有关的深度和反射率作为特征，使目标特征具有物理意义的同时提高了特征的稳定性，提高水下目标高光谱探测能力。本发明应用于光学遥感信号处理领域。

主权项

1.一种浅海水下目标高光谱参数化特征提取方法，其特征在于，所述浅海水下目标高光谱参数化特征提取方法包括以下步骤：步骤一：建立水下目标离水辐射率仿真模型；步骤二：确定使目标离水辐射率仿真值与实际测量值误差最小的水下目标离水辐射率仿真模型输入参数；步骤三：将步骤二确定的输入参数中的目标估计深度与反射率作为目标的高光谱遥感特征；所述步骤一中建立水下目标离水辐射率仿真模型的具体过程为：海面离水辐射率由海水吸收率、海水反射率以及海底反射率决定，光线透射过海水‑空气界面时会受到影响，海水‑空气界面的上表面离水辐射率Rrs与下表面的上行辐射率rrs有以下关系：其中rrs的半解析模型为：其中a为总吸收率，b_b为总反向反射率，θ_w为太阳的天顶角，H是深度，ρ是海底反射率，B是550nm处的海底反射率，是以B作为参考值进行归一化得到的海底反射率曲线；海水的总吸收率由纯海水的吸收、浮游植物所含叶绿素的吸收以及水中溶解有机物的吸收三者共同决定，即：a＝aw+aφ+ag    (3)其中aw为纯海水的吸收率，aφ为浮游植物叶绿素的吸收率，ag为水中溶解有机物的吸收率，计算方法分别为：aφ(λ)＝[a0(λ)+a1(λ)ln(P)]P     (4)P＝aφ(440)＝0.06[chl‑a]0.65    (5)ag(λ)＝Gexp[‑0.015(λ‑440)]      (6)其中λ代表波长，G＝ag(440)，即波长440nm处的水中溶解有机物吸收率；海水的总反射率bb由两纯海水的反向散射率以及水中悬浮颗粒的反向散射率，即：bb＝bbw+bbp     (7)其中bbw为纯海水的反射率，bbp是水中悬浮微粒的反向散射率，计算公式为：bbp(λ)＝[chl‑a]0.62550/λ    (8)。