机载高光谱图像边缘辐射校正并行处理系统设计(3)
仪器观测角发生变化时，地面象元至探测器的辐射传输路径长度随之发生相应的变化。从图象中心至边缘，大气辐射传输路径长度由最小变为最大。由于大气对辐射能量的吸收、散射及自辐射等作用的影响，大气传输路径长度的变化导致仪器接收到的处于不同位置的象元辐射能量具有一定的差异，而这种差异并不是象元本身特性的反映。另一方面,由于路径大气柱的散射和自辐射作用, 一部分辐射能量直接进入了仪器的瞬时视场，从而增加了仪器接收到的辐射能量强度. 由于波长小于3Lm时，大气自辐射可以忽略, 因此大气散射是主要的考虑因素. 但是大气的散射并非各向同性的，通常前向散射系数大于后向散射系数, 从而直接进入仪器瞬时视场的大气散射的能量也是不均匀的。
由于光机扫描式的机载高光谱图像往往存在边缘辐射畸变现象，呈现出中间亮、两边暗的效果，使得无法直接利用机载成像光谱数据进行基于地物光谱特征的地物定量或半定量分析和识别。因此，需要对原始的机载高光谱图像进行边缘辐射校正，提高高光谱遥感图像的质量[3]。
一旦解决了高光谱图像的边缘辐射现象，之前所讲的高光谱遥感优点就能体现出来，也可以更多的应用到实际生活之中。在海洋、地质、植被覆盖、军事等方面将有更大的发展。
1.4 论文研究内容
本课题旨在采用统计和几何相结合的方法对原始的机载高光谱图像进行边缘辐射校正，提高高光谱遥感图像的质量，并对算法进行并行优化实现提高处理效率。拟基于VC++和OpenMP实现一个机载高光谱图像边缘辐射校正软件系统，用于完成对原始的机载高光谱图像进行边缘辐射校正。
该系统的使用非常简单便捷，只需对采集到图像进行打开操作，直接进行辐射校正处理，即可得到处理后的图像。
本文主要内容包括：
（1）介绍高光谱遥感、边缘辐射畸变、OpenMP技术的相关概念。高光谱遥感的原理、意义，分析边缘辐射校正的各个方法，并行处理的概念方法以及具体实现。
（2）对本文要设计实现的边缘辐射校正系统进行了需求分析，分为两个模块：数据读取模块和辐射校正模块。介绍高光谱图像的三种格式，并行优化处理方式。
（3）对边缘辐射校正系统的实现进行了详细的分析，展示了系统的界面图，并对各项功能进行了说明，同时还对实现系统各项功能的关键代码进行了分析。
（4）对机载高光谱图像边缘辐射校正软件的设计实现进行了总结。
2 相关概念与技术
2.1 高光谱遥感简介
2.1.1 高光谱遥感概念
遥感：通过电磁波与地物的相互作用，以波谱和空间两文成像方式来探测地物特性的技术。
高光谱分辨率（简称为高光谱）遥感或成像光谱遥感技术的发展是过去二十年中人类在对地观测方面所取得的重大技术突破之一，是当前遥感的前沿技术。
高光谱分辨率遥感：用很窄（ ）而连续的光谱通道对地物持续遥感成像的技术。在可见光到短波红外波段其光谱分辨率高达纳米数量级，通常具有波段多的特点，光谱通道数多达数十甚至数百个以上，而且各光谱通道间往往是连续的，因此高光谱遥感又通常被称为成像光谱遥感[1]。
国际遥感界认为光谱分辨率在 数量级范围内的为多光谱，这样的遥感器在可见光和近红外光谱区只有几个波段，如美陆地卫星TM和法国SPOT卫星等;
光谱分辨率在 的遥感信息称之为高光谱遥感。由于其光谱分辨率高达纳米数量级，往往具有波段多的特点，即在可见到近红外光谱区，其光谱通道多达数十甚至超过100以上。随着遥感光谱分辨率的进一步提高，在达到 时，遥感即进入了超高光谱阶段[1]。