CN112033960B - 一种Kelvin尾迹可见光遥感成像方法及*** - Google Patents

一种Kelvin尾迹可见光遥感成像方法及*** Download PDF

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Abstract

本发明涉及Kelvin尾迹可见光遥感成像方法及***，该方法包括：获取风速、观测时刻太阳角度及尾迹生成目标基本信息；计算Kelvin尾迹波高与斜率；计算不同观测角度时的Kelvin尾迹反射率；计算不同观测角度时的远场区域延尾迹方向不同x位置处的反射率均值；计算反射率均值的线性拟合；计算不同观测角度时的横断波每对波峰、波谷反射率残差均值；计算不同观测角度时的Kelvin尾迹反射率分辨率；将Kelvin尾迹反射率分辨率最大的观测角度作为成像角度，按照该成像角度进行Kelvin尾迹可见光遥感成像。本发明可保障航天及航空遥感对海面Kelvin尾迹成像时获取最清晰的尾迹信息，在特定目标的Kelvin尾迹信息精确获取与模型修正等方向具有重要的应用价值。

Description

一种Kelvin尾迹可见光遥感成像方法及***
技术领域
本发明涉及光电遥感***成像设计技术领域，特别是涉及一种Kelvin尾迹可见光遥感成像方法及***。
背景技术
海洋中的目标在海面航行时，后方会形成不同程度的尾迹信息。尾迹的长度可以绵延几海里甚至几十海里，且其无法迅速消除，因此通过尾迹探测手段可实现大范围、高精度的海洋目标监测目的。
在可见光遥感中，最易发现与识别的尾迹是Kelvin尾迹，且其模型及特性较为清晰，因此目前在复杂的海洋背景环境下通过可见光遥感手段开展Kelvin尾迹的探测具有重要的应用价值。但在实际应用中发现，Kelvin尾迹的探测并不能保持所有条件下目标均清晰可见，在众多成像清晰度限制因素中，观测角度是影响成像质量的一个重要影响因素，不同观测角度下Kelvin尾迹成像效果差异明显。
因此，如何实现高清晰度Kelvin尾迹可见光遥感成像，是目前亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明的发明目的是提供一种Kelvin尾迹可见光遥感成像方法及***，通过调整Kelvin尾迹可见光遥感成像观测角度，得到最优成像角度，进而指导成像姿态调整，实现高清晰度Kelvin尾迹可见光遥感成像。
本发明提供了以下技术方案：
一方面，本发明提供了一种Kelvin尾迹可见光遥感成像方法，包括以下步骤：
步骤一、获取输入的风速、观测时刻太阳角度及尾迹生成目标的基本信息，所述太阳角度包括：太阳天顶角、太阳方位角；所述基本信息包括：尾迹传播方向与水平方向夹角、速度、半长、半宽、吃水深度；
步骤二、基于获取的数据，计算Kelvin尾迹波高；并基于所述Kelvin尾迹波高计算斜率；
步骤三、确定多组不同观测角度，每组观测角度包括观测天顶角和观测方位角；针对每组观测角度，基于所述斜率，计算该组观测角度时的Kelvin尾迹反射率；
步骤四、确定计算成像区域横断波中心位置远场区域；
步骤五、基于每组观测角度时的Kelvin尾迹反射率计算该组观测角度时的远场区域延尾迹方向不同位置处的反射率均值；
步骤六、计算每组观测角度时的反射率均值的线性拟合；
步骤七、基于每组观测角度时的所述反射率均值的线性拟合和所述反射率均值计算该组观测角度时的横断波每对波峰反射率残差均值和波谷反射率残差均值；
步骤八、基于每组观测角度时的横断波每对波峰反射率残差均值和波谷反射率残差均值计算该组观测角度时的Kelvin尾迹反射率分辨率；所述Kelvin尾迹反射率分辨率为所述波峰反射率残差均值与所述波谷反射率残差均值之差的绝对值的最小值；
步骤九、将Kelvin尾迹反射率分辨率最大的一组观测角度作为成像角度；
步骤十、按照所述成像角度进行Kelvin尾迹可见光遥感成像。
优选地，将Kelvin尾迹反射率分辨率最大的一组观测角度作为成像角度包括：若反射率分辨率相同，将反射率最大的一组观测角度作为成像角度。
优选地，所述Kelvin尾迹波高与斜率的计算公式如下：
Figure BDA0002656300800000031
Figure BDA0002656300800000032
其中，ζ(x,y)为Kelvin尾迹波高，x为尾迹生成目标的行进方向，y为垂直于x的方向；Skx为Kelvin尾迹小坡面在上风方向的斜率，Sky为Kelvin尾迹小坡面在侧风方向的斜率，k0＝g/v2，g为重力加速度。
优选地，所述Kelvin尾迹反射率的计算公式如下：
Figure BDA0002656300800000033
Figure BDA0002656300800000034
Figure BDA0002656300800000035
Figure BDA0002656300800000036
其中，
Figure BDA0002656300800000037
为观测天顶角θo和观测方位角/>
Figure BDA0002656300800000038
时的Kelvin尾迹反射率，θo为观测天顶角，/>
Figure BDA0002656300800000039
为观测方位角；ρ为菲涅尔反射率，W为风速，Sx为源和接收器之间发生镜面反射的小坡面在上风方向的斜率，Sy为源和接收器之间发生镜面反射的小坡面在侧风方向的斜率，σu＝3.16×10-3×W，σc＝0.003+1.92×10-3×W。
另一方面，本发明提供了一种Kelvin尾迹可见光遥感成像***，包括：输入模块、与所述输入模块相连接的计算模块、与所述计算模块相连接的确定模块以及与所述确定模块相连接的成像模块；
所述输入模块，用于获取输入的风速、观测时刻太阳角度及尾迹生成目标的基本信息，所述太阳角度包括：太阳天顶角、太阳方位角；所述基本信息包括：尾迹传播方向与水平方向夹角、速度、半长、半宽、吃水深度，并将获取的数据传递至所述计算模块；
所述计算模块，用于基于所述获取的数据，计算Kelvin尾迹波高；并基于所述Kelvin尾迹波高计算斜率；确定多组不同观测角度，每组观测角度包括观测天顶角和观测方位角；针对每组观测角度，基于所述斜率，计算该组观测角度时的Kelvin尾迹反射率，确定计算成像区域横断波中心位置远场区域，计算该组观测角度时的远场区域延尾迹方向不同位置处的反射率均值，计算该组观测角度时的所述反射率均值的线性拟合，基于该组观测角度时的所述反射率均值的线性拟合和所述反射率均值计算该组观测角度时的横断波每对波峰反射率残差均值和波谷反射率残差均值，基于该组观测角度时的横断波每对波峰反射率残差均值和波谷反射率残差均值计算该组观测角度时的Kelvin尾迹反射率分辨率；所述Kelvin尾迹反射率分辨率为所述波峰反射率残差均值与所述波谷反射率残差均值之差的绝对值的最小值；将各组观测角度时的Kelvin尾迹反射率分辨率信息传递至所述确定模块；
所述确定模块，用于将Kelvin尾迹反射率分辨率最大的一组观测角度作为成像角度，并将所述成像角度传递至所述成像模块；
所述成像模块，用于按照所述成像角度进行Kelvin尾迹可见光遥感成像。
优选地，所述确定模块将Kelvin尾迹反射率分辨率最大的一组观测角度作为成像角度包括：若反射率分辨率相同，将反射率最大的一组观测角度作为成像角度。
本发明的有益效果：本发明提出一种Kelvin尾迹可见光遥感成像方法及***，在确定成像环境及观测目标信息基础上，通过计算不同观测角度下Kelvin尾迹反射率分辨率变化，明确遥感成像***能获取最清晰的Kelvin尾迹成像效果时的观测角度。本发明可用于指导成像***姿态调整，保障航天及航空遥感对海面Kelvin尾迹的清晰化成像。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种Kelvin尾迹可见光遥感成像方法的实施例的流程示意图；
图2为本发明实施例中尾迹波高的图形表示；
图3为本发明实施例中斜率Skx的图形表示；
图4为本发明实施例中斜率Sky的图形表示；
图5为本发明实施例中θo＝30°、φo＝45°时Kelvin尾迹反射率的图形表示；
图6为本发明一种Kelvin尾迹可见光遥感成像***的实施例的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本发明的发明目的是提供一种Kelvin尾迹可见光遥感成像方法及***，以用于获取最优的观测角度，指导成像姿态调整。
在其中一个实施例中，如图1所示，其示出了一种Kelvin尾迹可见光遥感成像方法的流程图，该方法包括以下步骤：
步骤一、获取输入的风速W＝10m/s、观测时刻太阳角度：太阳天顶角θs＝27°、太阳方位角φs＝273°及尾迹生成目标的基本信息：尾迹传播方向与水平方向夹角θ＝0°、速度v＝6m/s、尺寸(半长l＝30m，半宽b＝10m)、吃水深度d＝2m。
步骤二、基于获取的上述数据，计算100m*100m观测范围内的Kelvin尾迹波高ζ(x,y)与斜率Skx、Sky。
得到Kelvin尾迹波高ζ(x,y)与斜率Skx、Sky可以有多种实现方式，一种可能的实现方式，如采用以下公式进行计算：
Figure BDA0002656300800000061
Figure BDA0002656300800000062
其中，k0＝g/v2，g为重力加速度；C为粘滞系数，通常为0.6，x为船只等尾迹生成目标的行进方向，y为垂直于x的方向；Skx为Kelvin尾迹小坡面在上风方向的斜率，Sky为Kelvin尾迹小坡面在侧风方向的斜率。由于尾迹波高与斜率均为100*100矩阵，由于矩阵过大，以图像形式表示，尾迹波高ζ(x,y)如图2所示，斜率Skx如图3所示，斜率Sky如图4所示。这种计算方式计算简单，能够快速有效的计算出Kelvin尾迹波高和斜率。
需要说明的是，上述计算Kelvin尾迹波高和斜率的方法仅仅是一种优选的方式，其他任何能够计算出Kelvin尾迹波高和斜率的方法都在本发明的保护范围内。
步骤三、确定多组不同观测角度，每组观测角度包括观测天顶角和观测方位角。
针对每组观测角度，基于步骤二中得到的斜率，计算该组观测角度(观测天顶角θo、观测方位角φo)时的Kelvin尾迹反射率
Figure BDA0002656300800000071
得到Kelvin尾迹反射率可以有多种实现方式，一种可能的实现方式，如采用以下公式进行计算：
Figure BDA0002656300800000072
Figure BDA0002656300800000073
/>
Figure BDA0002656300800000074
Figure BDA0002656300800000075
其中，菲涅尔反射率ρ＝0.0232，W为风速，Sx为源和接收器之间发生镜面反射的小坡面在上风方向的斜率，Sy为源和接收器之间发生镜面反射的小坡面在侧风方向的斜率。
σu＝3.16×10-3×W＝0.0316；
σc＝0.003+1.92×10-3×W＝0.0222；
如以观测天顶角θo＝30°、观测方位角φo＝45°为例，θo＝30°、φo＝45°时Kelvin尾迹反射率R(θo＝30°,φo＝45°)为100*100矩阵，由于矩阵过大，以图像形式表示，如图5所示。这种计算方式计算简单，能够快速有效的计算出反射率。
需要说明的是，上述计算反射率的方法仅仅是一种优选的方式，其他任何能够计算出反射率的方法都在本发明的保护范围内。
步骤四、确定计算成像区域横断波中心位置远场区域；该远场区域包括尾迹方向θ，延尾迹方向x1-x2，垂直尾迹方向y1-y2所形成的区域。
如，尾迹方向θ＝0°，延尾迹方向x1-x2＝-5m-5m，垂直尾迹方向y1-y2＝51m-95m所形成的区域。
步骤五、基于每组观测角度时的Kelvin尾迹反射率，计算该组观测角度(观测天顶角θo、观测方位角φo)时的远场区域延尾迹方向不同x位置处的反射率均值
Figure BDA0002656300800000076
Figure BDA0002656300800000077
其中，
Figure BDA0002656300800000081
为观测天顶角为θo、观测方位角为φo时每个坐标点(x,y)处的反射率。
如，以观测天顶角θo＝30°、观测方位角φo＝45°为例，Rx(θo＝30°,φo＝45°)为1*44向量，由于向量过长，以表格形式表示，为了便于呈现，将1*44的表格形式改为44*1的表格形式，表格中每一行代表1*44向量中的一个列向量，共44行：
Figure BDA0002656300800000082
/>
Figure BDA0002656300800000091
步骤六、计算每组观测角度时的反射率均值
Figure BDA0002656300800000092
的线性拟合
Figure BDA0002656300800000093
其中，a和b为线性拟合系数。
如，以观测天顶角θo＝30°、观测方位角φo＝45°为例，
Figure BDA0002656300800000094
步骤七、基于每组观测角度时的反射率均值的线性拟合
Figure BDA0002656300800000095
和反射率均值计算该组观测角度(观测天顶角θo、观测方位角φo)时的横断波每对波峰反射率残差均值
Figure BDA0002656300800000096
波谷反射率残差均值/>
Figure BDA0002656300800000097
Figure BDA0002656300800000098
Figure BDA0002656300800000099
其中，ic代表x方向第i个周期的波峰区域，it代表x方向第i个周期的波谷区域；Mean()表示取均值。
以观测天顶角θo＝30°、观测方位角φo＝45°为例，观测范围内主要包含2个周期：
Figure BDA0002656300800000101
Figure BDA0002656300800000102
Figure BDA0002656300800000103
Figure BDA0002656300800000104
步骤八、基于每组观测角度时的横断波每对波峰反射率残差均值
Figure BDA0002656300800000105
和波谷反射率残差均值/>
Figure BDA0002656300800000106
计算每组观测角度时(观测天顶角θo、观测方位角φo)的Kelvin尾迹反射率分辨率/>
Figure BDA0002656300800000107
Kelvin尾迹反射率分辨率为波峰反射率残差均值与波谷反射率残差均值之差的绝对值的最小值：
Figure BDA0002656300800000108
如，以观测天顶角θo＝30°、观测方位角φo＝45°为例：
Figure BDA0002656300800000109
假设上述步骤确定的观测天顶角θo为20°、30°，观测方位角φo＝15°、25°、35°、45°、55°，此时共10种观测组合方式，即10组观测角度，计算各组观测角度对应的反射率分辨率，分别为：
Figure BDA00026563008000001010
Figure BDA00026563008000001011
Figure BDA00026563008000001012
Figure BDA00026563008000001013
Figure BDA00026563008000001014
Figure BDA00026563008000001015
Figure BDA00026563008000001016
Figure BDA00026563008000001017
Figure BDA00026563008000001018
Figure BDA00026563008000001019
步骤九、将各组观测角度时的Kelvin尾迹反射率分辨率
Figure BDA00026563008000001020
最大的观测角度
Figure BDA00026563008000001021
作为成像角度。
如本实施例中，
Figure BDA00026563008000001022
最大，将观测天顶角θo＝30°和观测方位角φo＝55°作为成像角度。
在多组观测角度时的Kelvin尾迹反射率分辨率相同的情况下，将其中反射率最大的观测角度作为成像角度。
步骤十、按照得到的成像角度进行Kelvin尾迹可见光遥感成像。
本发明实施例中的Kelvin尾迹可见光遥感成像方法，在确定成像环境及观测目标信息基础上，通过计算不同观测角度下Kelvin尾迹反射率分辨率变化，明确遥感成像***能获取最清晰的Kelvin尾迹成像效果时的观测角度，按照该观测角度进行Kelvin尾迹成像。本发明可用于指导成像***姿态调整，保障航天及航空遥感对海面Kelvin尾迹的清晰化成像。
在另一个实施例中，本发明还提出了一种Kelvin尾迹可见光遥感成像***，该***包括：输入模块、计算模块、确定模块、成像模块，如图6所示。
输入模块与计算模块连接；计算模块与输入模块、确定模块连接；确定模块与计算模块、输出模块连接；成像模块与确定模块连接。
输入模块，用于获取输入的风速W＝10m/s、观测时刻太阳角度(太阳天顶角θs＝27°、太阳方位角φs＝273°)及尾迹生成目标基本信息(方向θ＝0°、速度v＝6m/s、尺寸：半长l＝30m，半宽b＝10m、吃水深度d＝2m)，并将获取的输入信息传递至计算模块；
计算模块，基于获取的输入信息，依次计算：
1、Kelvin尾迹波高与斜率；
以观测天顶角θo＝30°、观测方位角φo＝45°为例，尾迹波高ζ(x,y)如图2所示，斜率Skx如图3所示，斜率Sky如图4所示。
2、确定多组观测角度，计算各组观测角度时的Kelvin尾迹反射率；
以观测天顶角θo＝30°、观测方位角φo＝45°为例，Kelvin尾迹反射率如图5所示。
3、确定计算成像区域横断波中心位置远场区域；如，尾迹方向θ＝0°，延尾迹方向x1-x2＝-5m-5m，垂直尾迹方向y1-y2＝51m-95m。
4、计算不同观测角度时的远场区域延尾迹方向不同x位置处的反射率均值；
以观测天顶角θo＝30°、观测方位角φo＝45°为例，Rx(θo＝30°,φo＝45°)为1*44向量，由于向量过长，以表格形式表示，为了便于呈现，将1*44的表格形式改为44*1的表格形式，表格中每一行代表1*44向量中的一个列向量，共44行，如下所示：
Figure BDA0002656300800000121
/>
Figure BDA0002656300800000131
5、计算各组观测角度时的反射率均值的线性拟合；
以观测天顶角θo＝30°、观测方位角φo＝45°为例，
Figure BDA0002656300800000132
6、计算每组观测角度时的横断波每对波峰反射率残差均值、波谷反射率残差均值；
以观测天顶角θo＝30°、观测方位角φo＝45°为例，观测范围内主要包含2个周期：
Figure BDA0002656300800000133
Figure BDA0002656300800000134
Figure BDA0002656300800000135
Figure BDA0002656300800000136
7、计算每组观测角度时的Kelvin尾迹反射率分辨率；
以观测天顶角θo＝30°、观测方位角φo＝45°为例：
Figure BDA0002656300800000137
假设上述步骤可选的观测天顶角θo为20°、30°，观测方位角φo＝15°、25°、35°、45°、55°，此时共10种观测组合方式，计算对应的反射率分辨率分别为：
Figure BDA0002656300800000141
Figure BDA0002656300800000142
/>
Figure BDA0002656300800000143
Figure BDA0002656300800000144
Figure BDA0002656300800000145
Figure BDA0002656300800000146
Figure BDA0002656300800000147
Figure BDA0002656300800000148
Figure BDA0002656300800000149
Figure BDA00026563008000001410
将各组观测角度时的Kelvin尾迹反射率分辨率信息传递至确定模块。
确定模块，将各组观测角度时的Kelvin尾迹反射率分辨率
Figure BDA00026563008000001411
最大的观测角度/>
Figure BDA00026563008000001412
作为成像角度，并将观测角度信息传递至输出模块。
如，
Figure BDA00026563008000001413
最大，将观测天顶角θo＝30°和观测方位角φo＝55°作为成像角度。
在多组观测角度时的Kelvin尾迹反射率分辨率相同的情况下，将其中反射率最大的观测角度作为成像角度。
成像模块，用于按照得到的成像角度(观测天顶角θo＝30°、观测方位角φo＝55°)进行Kelvin尾迹可见光遥感成像。
对于本申请实施例的Kelvin尾迹可见光遥感成像***而言，由于其与上面实施例中的Kelvin尾迹可见光遥感成像方法相对应，所以描述的比较简单，相关相似之处请参见上面实施例中部分的说明即可，此处不再详述。
本发明实施例中的Kelvin尾迹可见光遥感成像***，在确定成像环境及观测目标信息基础上，通过计算不同观测角度下Kelvin尾迹反射率分辨率变化，明确遥感成像***能获取最清晰的Kelvin尾迹成像效果时的观测角度，按照该观测角度进行Kelvin尾迹成像。本发明可用于指导成像***姿态调整，保障航天及航空遥感对海面Kelvin尾迹的清晰化成像。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种Kelvin尾迹可见光遥感成像方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、获取输入的风速、观测时刻太阳角度及尾迹生成目标的基本信息，所述太阳角度包括：太阳天顶角、太阳方位角；所述基本信息包括：尾迹传播方向与水平方向夹角、速度、半长、半宽、吃水深度；
步骤二、基于获取的数据，计算Kelvin尾迹波高；并基于所述Kelvin尾迹波高计算斜率；
步骤三、确定多组不同观测角度，每组观测角度包括观测天顶角和观测方位角；针对每组观测角度，基于所述斜率，计算该组观测角度时的Kelvin尾迹反射率；
步骤四、确定计算成像区域横断波中心位置远场区域；
步骤五、基于每组观测角度时的Kelvin尾迹反射率计算该组观测角度时的远场区域延尾迹方向不同位置处的反射率均值；
步骤六、计算每组观测角度时的反射率均值的线性拟合；
步骤七、基于每组观测角度时的所述反射率均值的线性拟合和所述反射率均值计算该组观测角度时的横断波每对波峰反射率残差均值和波谷反射率残差均值；
步骤八、基于每组观测角度时的横断波每对波峰反射率残差均值和波谷反射率残差均值计算该组观测角度时的Kelvin尾迹反射率分辨率；所述Kelvin尾迹反射率分辨率为所述波峰反射率残差均值与所述波谷反射率残差均值之差的绝对值的最小值；
步骤九、将Kelvin尾迹反射率分辨率最大的一组观测角度作为成像角度；
步骤十、按照所述成像角度进行Kelvin尾迹可见光遥感成像。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将Kelvin尾迹反射率分辨率最大的一组观测角度作为成像角度包括：若反射率分辨率相同，将反射率最大的一组观测角度作为成像角度。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述Kelvin尾迹波高与斜率的计算公式如下：
Figure FDA0002656300790000021
Figure FDA0002656300790000022
其中，ζ(x,y)为Kelvin尾迹波高，x为尾迹生成目标的行进方向，y为垂直于x的方向；Skx为Kelvin尾迹小坡面在上风方向的斜率，Sky为Kelvin尾迹小坡面在侧风方向的斜率，k0＝g/v2，g为重力加速度。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述Kelvin尾迹反射率的计算公式如下：
Figure FDA0002656300790000023
Figure FDA0002656300790000024
/>
Figure FDA0002656300790000025
Figure FDA0002656300790000026
其中，
Figure FDA0002656300790000027
为观测天顶角θo和观测方位角/>
Figure FDA0002656300790000028
时的Kelvin尾迹反射率，θo为观测天顶角，/>
Figure FDA0002656300790000029
为观测方位角；ρ为菲涅尔反射率，W为风速，Sx为源和接收器之间发生镜面反射的小坡面在上风方向的斜率，Sy为源和接收器之间发生镜面反射的小坡面在侧风方向的斜率；σu＝3.16×10-3×W，σc＝0.003+1.92×10-3×W。
5.一种Kelvin尾迹可见光遥感成像***，其特征在于，包括：输入模块、与所述输入模块相连接的计算模块、与所述计算模块相连接的确定模块以及与所述确定模块相连接的成像模块；
所述输入模块，用于获取输入的风速、观测时刻太阳角度及尾迹生成目标的基本信息，所述太阳角度包括：太阳天顶角、太阳方位角；所述基本信息包括：尾迹传播方向与水平方向夹角、速度、半长、半宽、吃水深度，并将获取的数据传递至所述计算模块；
所述计算模块，用于基于所述获取的数据，计算Kelvin尾迹波高；并基于所述Kelvin尾迹波高计算斜率；确定多组不同观测角度，每组观测角度包括观测天顶角和观测方位角；针对每组观测角度，基于所述斜率，计算该组观测角度时的Kelvin尾迹反射率，确定计算成像区域横断波中心位置远场区域，计算该组观测角度时的远场区域延尾迹方向不同位置处的反射率均值，计算该组观测角度时的所述反射率均值的线性拟合，基于该组观测角度时的所述反射率均值的线性拟合和所述反射率均值计算该组观测角度时的横断波每对波峰反射率残差均值和波谷反射率残差均值，基于该组观测角度时的横断波每对波峰反射率残差均值和波谷反射率残差均值计算该组观测角度时的Kelvin尾迹反射率分辨率；所述Kelvin尾迹反射率分辨率为所述波峰反射率残差均值与所述波谷反射率残差均值之差的绝对值的最小值；将各组观测角度时的Kelvin尾迹反射率分辨率信息传递至所述确定模块；
所述确定模块，用于将Kelvin尾迹反射率分辨率最大的一组观测角度作为成像角度，并将所述成像角度传递至所述成像模块；
所述成像模块，用于按照所述成像角度进行Kelvin尾迹可见光遥感成像。
6.根据权利要求5所述的***，其特征在于，所述确定模块将Kelvin尾迹反射率分辨率最大的一组观测角度作为成像角度包括：若反射率分辨率相同，将反射率最大的一组观测角度作为成像角度。
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