中巴地球资源02星CCD图像的大气校正研究

利用LANDSAT-5的专题制图仪(TM)对中巴地球资源卫星(CBERS)-02的CCD1～4波段进行交叉定标,得到了CCD1～4波段的参考定标系数。利用该定标系数并应用气象数据和ATCOR3软件对CBERS-02的CCD数据进行大气校正;对比大气修正前后图像的清晰度和归一化的植被指数。结果表明,大气校正增强了图像的对比度,归一化植被指数(NDVI)的均值明显提高,增大了高植被覆盖区与低植被覆盖区NDVI的差别,植被信息更加突出。对于山区崎岖地表状况下,大气校正后,山体的棱角分明,轮廓清晰可见,还原了下垫面的原貌,有利于遥感信息的提取。     

中巴地球资源卫星热红外通道的交叉辐射定标

以TERRA MOD IS传感器热红外31通道为参考标准,完成对CBERS-02 IRMSS传感器热红外通道的交叉辐射定标.在与MOD IS相应通道的交叉辐射定标中选取了2004年8月~12月间的7次双星同步观测青海湖和太湖的昼夜数据,通过两传感器相应通道间的光谱匹配,利用MOD IS数据推算IRMSS的入瞳辐亮度,再从IRMSS影像上提取对应的DN值.对交叉定标获取的数据,进行多点线性回归,获得定标系数:增益8.0567,单位:DN/(W/m2/sr1/μm1);截距47.892,单位:DN.并对定标数据进行了精度评价和检验,结果表明该方法所获取的定标系数精度与MOD IS定标数据相当,可以满足定量化应用的需要.     

基于环境星CCD数据的山区大气校正研究

山区地形崎岖,高程变化较大,遥感影像地形效应明显,地物的光谱特征容易受到干扰,导致在分类过程中对遥感影像出现误分,不利于遥感信息的提取。基于辐射传输原理,利用Python开发了针对山区的大气校正算法。所提算法充分考虑了太阳直接辐射、天空散射辐射及邻近地表反射辐射对卫星入瞳处目标辐亮度的影响,可以有效地消除地形阴影的影响。利用所提算法,结合数字高程模型（DEM）,对环境减灾二号01组卫星的CCD传感器的山区数据进行大气校正研究。分析结果表明：校正后的图像地形效应减弱,图像质量得到了明显的改善,反演得到的地表反射率与实地测量的地物光谱数据比较吻合,为进一步开展定量遥感研究提供了数据质量保障。     

一种MODIS遥感图像大气校正的快速算法

本文设计了基于大气辐射传输模型对MODIS遥感图像进行大气校正的一种新的快速算法。根据Kaufman气溶胶光学厚度反演方法的基本原理,建立了简化的气溶胶光学厚度反演模型,通过6S模型获取气溶胶光学厚度参数,利用经验公式计算大气反射率及大气透过率等参数,实现了MODIS遥感图像的快速大气校正。     

基于6S模型的遥感图像大气校正方法

去除大气影响是遥感影像应用中具有重要实用意义的一步,因此依据多光谱遥感数据开展了大气校正方法的研究工作.基于6S辐射模型和消除邻边效应的经验方法对ZY-3卫星影像数据进行大气校正;作为对照,对同一影像也做FLAASH(一种成熟的大气校正软件模块)大气校正处理.由结果所见,校正后影像质量得到提高;校正精度与FLAASH精度都在10％左右,具有较高准确性.     

中巴地球资源一号卫星红外多光谱扫描仪、交叉定标方法研究

建立CBERS—1上搭载的红外多光谱扫描仪(IRMSS)与FY—1C通道4及Landsat-7上ETM 波段6多星星载热红外遥感仪器交叉定标的算法模型,利用美国Landsat-7上搭载的ETM 红外通道6和FY—1C通道4分别对IRMSS热红外通道进行交叉定标,得到二组定标结果．相同地标点对比分析结果表明,二个定标结果得到的目标点亮度温度相对偏差为1．2K;IRMSS交叉定标结果与Landsat-7ETM 热红外通道在轨定标结果独立样本对比分析结果,均方根偏差为1．6K．     

基于FLAASH和6S模型的Spot 5大气校正比较研究

采用基于大气辐射理论的FLAASH和6S模型,对Spot5遥感影像进行了大气校正,通过比较校正前后地物光谱曲线和NDVI分析两种类型的实际校正效果,结果表明,FLAASH模型能较好地消除了大气影响,对Spot5遥感影像有更好的校正作用。     

CBERS-2 CCD相机绝对辐射定标系数验证与评价

卫星遥感器绝对辐射定标系数的有效性检验,是对卫星遥感精度进行全面评价的最有效手段之一。利用绝对辐射定标系数反演反射率值与实测值对比的方法,对CBERS-2CCD相机绝对辐射定标结果进行了有效性检验与误差分析,根据分析结果对CCD相机4个波段的绝对辐射定标系数作出了客观的评价。验证表明,两点法获得的CCD相机定标系数可靠,定标效果较好,而单点法获得的定标系数对CCD相机不适用。     

基于FY-3E星载红外观测的交叉定标匹配不确定性分析

星载红外高光谱传感器与多通道光谱传感器在轨交叉定标时能够提升数据精度和质量,交叉定标样本通常采用星下点交叉方式匹配筛选,包括空间、时间、观测几何角度和光谱匹配,匹配误差的不确定性将对最终交叉定标精度产生影响。采用FY-3E同平台红外高光谱大气探测仪HIRAS-II和中分辨率光谱成像仪MERSI-LL均匀晴空背景进行观测,根据视线向量匹配HIRAS-II星下点瞬时视场内的MERSI-LL像素,分别通过模拟视场偏移、观测天顶角偏差和光谱响应函数变化单独分析空间、观测几何角度和光谱匹配误差引入的匹配不确定度。结果表明,空间失配引起观测背景辐射亮温变化,偏移一半像元视场时的相对不确定度约为10%,达到一个像元时为25%~30%;观测几何角度失准引起光谱辐射亮温变化,观测天顶角偏移20°时的不确定度优于0.2%;光谱响应函数差异引起光谱等效辐射亮温变化,响应函数发生展宽时对吸收通道的不确定度最大约为2.5%,窗区通道为0.4%,收缩时的不确定度整体优于0.3%,平移引起的不确定度相对较小,移动5倍波长间隔时优于0.1%。     

基于辐射传输模型的高分二号影像大气校正方法研究

高分二号卫星的成功发射,标志着我国遥感卫星进入了亚米级高空间分辨率时代,遥感影像在定量反演,地物识别和变化分析等领域将有重要作用.大气校正的精度是影响其定量化应用的重要因素.由于高分二号遥感数据缺乏短波红外波段,无法采用暗像元法进行大气校正.提出一种基于辐射传输模型的高分二号影像大气校正方法,利用6S(second simulation of the satellite signal in the solar spectrum)辐射传输模型建立大气校正系数查找表,利用同步MODIS影像数据结合改进后的暗像元方法反演气溶胶光学厚度,确定大气校正系数,消除高分二号影像大气分子和气溶胶等的吸收和散射的影响,实现GF-2数据的大气校正.选取地表平坦均一的敦煌辐射校正场作为实验区,通过同步的实测数据对校正结果进行精度评价,并且比较大气校正前后归一化植被指数NDVI.结果表明:最小相对误差仅为0.9％,大气校正之后影像数据更真实地反映了地物的反射特性;大气校正后的NDVI大大增强了植被信息反差,突出了GF-2卫星传感器的植被信息区分能力.     

直接修正大气实现小目标高精度辐射测量

实现大气的传输修正是地基红外辐射测量系统获取目标真实辐射亮度的重要步骤之一,传统获取大气透过率和大气程辐射的方法是通过大气传输修正软件计算得到的。提出利用标准参考源实现大气修正,并将该方法实现对小目标的高精度辐射特性测量余反演。文中对宽动态范围的辐射定标模型和方法进行理论推导,实验采用600 mm口径的辐射测量系统进行辐射测量验证。实验数据分析表明采用本文提出方法对小目标的辐射反演误差在0.97%~1.03%,而相比传统采用大气传输软件计算的辐射反演误差在7.3%~7.36%,因此所提出的方法具有更高的辐射测量与反演精度。     

CBERS-02B影像HR数据的地形效应校正实现

中巴资源卫星CBERS-02B星是我国第一颗能为众多行业提供高分辨率图像数据的卫星,广泛应用于国土资源、农业、林业、水利、环保、灾害监测、测绘、城市规划等众多领域。考虑到山区地形对高分辨影像的山区地表特征反演精度的影响,对数字高程模型(DEM)精度对地形校正的影响进行了初步分析,比较了几种常用地形校正模型：C校正、SCS+C校正、Minnaert校正和Ekstrand-r校正,并对校正结果进行了评价,结果表明以往的地形校正方法对CBERS-02B影像HR数据具有一定可行性,从而为中巴资源卫星CBERS-02B影像的地形校正提供了依据。     

线阵CCD相机镜头畸变标定方法

针对线阵CCD相机标定时镜头会产生畸变的情况,提出来一种利用交比不变的方法,考虑镜头同时存在的径向畸变和离心畸变,对畸变参数进行标定,建立畸变校正函数,并利用Matlab做出镜头畸变曲线,分析了线阵CCD相机镜头仅仅存在径向畸变时对结果的影响和径向畸变与离心畸变都存在时的影响。这种方法应用于相机标定之前,可以有效地消除线阵CCD相机镜头误差对整体标定结果的影响。     

FY-3B MERSI短波红外波段温度响应与在轨定标分析

风云三号B星(FY-3B)中分辨率光谱成像仪(Medium resolution spectral imager, MERSI)的两个短波红外波段(1.64和2.13 $mu$m)采用光伏碲铬汞探测器,由于辐冷问题导致短波红外波段探测器的实际工作温度远高于设计值,影响了其在轨辐射特性。对处于高温工作状态的FY-3B MERSI短波红外波段的长时间序列在轨辐射特性进行了较为系统的研究分析。采用冷空观测和遥测温度时间序列数据开展了工作温度对遥感器响应的影响分析,发现短波红外波段的冷空值与探测器温度之间存在正相关关系。采用线性模型描述仪器响应的温度依赖性,获得了温度校正因子;温度每变化1度, 1.64和2.13 $mu$m波段冷空观测值分别变化约0.7%和5%。进行温度校正后,冷空观测时间序列的波动显著降低。采用全球多目标定标方法获得了短波红外波段的在轨辐射响应变化,在参考温度下,2011年11月至2016年12月,1.64和2.13 $mu$m波段的总衰减分别约为6%和11%。通过与Aqua中分辨率成像光谱仪(Moderate-resolution imaging spectroradiometer, MODIS)的多年交叉比对分析,发现不管是否在定标过程中进行温度校正,采用基于长时间序列趋势建模的日定标更新后MERSI与MODIS的辐射偏差较为稳定,可以满足7%的定标指标要求。