無人機影像上獲取到的數(shù)據(jù)是反映傳感器對光響應(yīng)的數(shù)值特征(即DN值),但DN值與環(huán)境光強及相機參數(shù)有關(guān),只有將其轉(zhuǎn)換為反射率才能較好的反映地物的特征。一般的轉(zhuǎn)換方法是使用二向反射率已知的校正板進行「單點比值」(只有一塊校正板)和「統(tǒng)計回歸模型」(多塊校正板)進行校正
校正流程
這里以大疆P4M為例,主要涉及校正板照片的輻射校正、校正板數(shù)據(jù)提取、構(gòu)建反射率回歸模型、反射率計算
1.校正板輻射校正
首先對校正板的照片進行輻射校正,與一般的影像處理方式相同,輻射處理的主要目的是使影像之間具有可比性。但大疆在AE解鎖情況下會根據(jù)光強調(diào)整曝光時間,使整個影像的亮度盡可能均一化,弱化多云天氣的影響,所以這一步也可以忽略。不過搞研究的話還是做一下校正比較準確一些,具體校正流程如下
暗電流校正
暗電流校正比較簡單,大疆P4M的xmp信息中Xmp.Camera.BlackCurrent
為黑電平DN值為4096,只要講整個影像的DN值減去4096即可
增益曝光時間校正
大疆多光譜相機的xmp信息中同樣有「增益」Xmp.drone-dji.SensorGain
「和曝光時間」Xmp.drone-dji.ExposureTime
這個校正過程也比較簡單,使用DN值乘以增益和曝光時間即可
暗角校正
在大疆說明文檔里有對暗角多項式校正方法進行描述,其實其他相機的校正方法都大同小異,大疆的xmp信息中有暗角校正的多項式參數(shù)可以直接使用
輻射校正
由于大疆在xmp信息里有五個波段的輻射強度Xmp.drone-dji.Irradiance
以及輻射傳感器的增益Xmp.drone-dji.SensorGainAdjustment
基于此就可以利用校正后的DN值除以矯正后的輻射值得到反射率。經(jīng)過測試,這個反射率的值與校正板還是有很大的差異的,所以需要利用校正板再進行校正
2.校正板系數(shù)確定
我們獲取到校正板的影像后經(jīng)過前面的處理得到一個校正后的影像,然后需要提取特定校正版的反射率值,與實際的值進行建模來校正無人機影像的反射率,下面介紹使用ENVI來提取校正板的反射率
2.1加載圖片
打開ENVI,導(dǎo)入圖片,這里是兩個校正板(反射率為25%和50%)
得到1-5分別代表藍、綠、紅、紅邊、近紅外五個影像
2.2創(chuàng)建感興趣區(qū)域(ROI)
選中左邊的照片,右鍵創(chuàng)建ROI
分別在兩個板子的中間建立兩個ROI,其中ROI文件也可以存起來,下次還是這個圖的話可以繼續(xù)使用繪制完成后如圖所示
2.3校正板反射率提取
之后右鍵提取到兩個校正板的反射率(這里是第五個波段即近紅外影像)
選擇統(tǒng)計所有ROI將其余四個板子的反射率值獲取到以后就可以選中所有圖片,右鍵remove來去除,再加載下一批新的圖片
2.4反射率校正
2.1-2.4介紹了獲取輻射處理后校正板的反射率值(僅以近紅外波段的為例,其他波段獲取方法相同),這個是相機得到的原始值,我們可以將其錄入Excel中以便于后期對整個影像進行校正
可以看到,雖然影像經(jīng)過輻射處理后距離反射率的固定值還是有很大的差距,不過25%和50%的板子之間的差異基本上也是二倍關(guān)系,說明相機的響應(yīng)還算是良好的線性關(guān)系。后面可以利用比值法或者建立回歸模型來把我們利用輻射校準后的反射率校準為真實范圍(即校正后兩個校正板的反射率變?yōu)榱?5%和50%)
到這里校正板的工作基本完成,可以用ENVI的band math或者python編程對影像進行最終的校正得到真實反射率文章來源:http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-425791.html
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到了這里,關(guān)于利用校正板對無人機影像輻射校正的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容,請在右上角搜索TOY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章,希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)!