环境一号B星红外多光谱相机综合辐射定标

环境一号B星红外多光谱相机(简称HJ-1B星IRS)在轨运行过程中受各种因素的影响,其探测性能不断发生衰减,绝对辐射定标可有效地改善遥感器辐射特性的测量精度,从而提高遥感数据辐射质量.文中针对HJ-1B星IRS星上定标系统特点,利用2010年8月地面同步试验数据对IRS热红外通道进行综合辐射定标,修正了原始定标系数,并进行定标系数的真实性检验.结果表明借助地面试验数据进行的综合辐射定标弥补了星上定标系统的不足,获得的定标系数准确可靠,可满足遥感数据定量化应用的需要.     

环境一号卫星CCD相机水体信息采集特性分析

利用覆盖我国4大海区共88景图像数据,针对4波段CCD相机(HJ-1A/CCD1、HJ-1A/CCD2、HJ-1B/CCD1、HJ-1B/CCD2)在水体中的信息采集特性进行分析。结果表明:(1)HJ-1A和B星虽不是水色卫星,但其CCD相机在水体中依然有一定的信息,可作为水色遥感器服务于水环境;(2)HJ-1B/CCD1在南海海域水体信息采集过程存在明显的太阳耀斑现象,因而在水色信息提取时太阳耀斑是一个不可忽略的因子;(3)无论是在一类水体还是在二类水体,各遥感器的近红外波段皆存在水体信息采集为零的现象,其中HJ1B-CCD2尤为明显。利用近10景涵盖了HJ-1A/CCD1、HJ-1A/CCD2、HJ-1B/CCD1、HJ-1B/CCD2数据,以及同时过境的EOS/MODIS,采用基于遥感器入瞳处总辐亮度的交叉定标方法进行交叉辐射定标,获取适用于水体目标的交叉辐射定标参数。最后根据瑞利散射和气溶胶散射的计算值,以及获取的交叉定标系数,反推出HJ1B-CCD2可能接受到的灰度值。     

HJ-1B卫星热红外通道在轨绝对辐射定标

利用青海湖水面辐射校正场对HJ-1B卫星热红外通道进行绝对辐射定标,由CE312热红外辐射计测量水面辐亮度,结合辐射传输模型MODTRAN4.0计算大气透过率和上行程辐射,同时进行CE312通道与HJ-1B卫星热红外通道光谱匹配,计算传感器入瞳处等效辐亮度值。通过2010年8月1日和5日两组传感器入瞳等效辐亮度值和卫星通道计数值回归得到该卫星通道绝对定标系数,并使用内蒙达里湖水面辐射校正场2010年6月29日实测数据对定标结果进行检验。     

HJ-1A/B星地表反照率生成算法与检验

提出了适合环境与灾害监测预报小卫星-A、B星(简称HJ-1A/B星)CCD相机的大气订正算法,并基于不同地表特性和大气条件下的辐射传输模拟数据,建立HJ-1A/B星的窄波段向宽波段反照率转换的模型.利用多级灰阶靶标实测数据、敦煌检验场实测数据验证了大气订正算法以及转换模型的可靠性和精度,并将HJ-1A/B星影像数据计算的反照率产品与同时相的MODIS反照率产品进行对比分析.结果表明:文章提出的HJ-1A/B星CCD相机大气订正算法可有效校正大气影响;窄波段向宽波段反照率转换模型反演的反照率精度可靠;基于研究成果生成的HJ-1A/B星地表反照率与MODIS反照率产品一致性较好,满足后续遥感数据定量化模型研究的精度需要.     

基于标准探测器的FY-2(05)星扫描辐射计可见通道外场定标

为了对FY-2号05星扫描辐射计可见光通道进行发射前外场辐射定标,在采用了传统的辐亮度定标方法的同时,提出了一种新型的独立于扫描辐射计可见光通道光谱响应函数的基于标准探测器的反射比定标法(Detector Based Reflectance Calibration)。该方法通过筛选波长得出在一定的精度范围内FY-2号可见光通道的漫射板反射辐亮度与漫射板的某一单波长反射辐亮度成正比,从而可以用8通道高精度辐亮度标准探测器中对应波段的探测器的响应替代FY-2号05星扫描辐射计宽波段响应直接求出定标系数。传统辐亮度定标方法结果的不确定度为6.0%～6.4%,而利用基于标准探测器的反射比定标法定标结果的不确定度达到5.4%。实验结果表明基于标准探测器的反射比定标法由于采用了直接由高精度低温绝对辐射计传递的标准探测器,与传统的基于辐射源传递相比其测量精度得到有效提高,并且受现场大气条件的影响小。     

基于Terra/MODIS数据的HJ-1B/CCD1交叉定标方法研究

交叉辐射定标是国际上新近发展起来的一种无场地定标方法,它的应用弥补了场地定标成本较高、定标参数更新周期较长的不足。对于我国2008年发射的环境与灾害监测预报小卫星CCD数据而言,探索交叉辐射定标方法的适用性,对及时发现传感器辐射性能的变化,促进CCD遥感数据的定量化应用具有重要意义。本研究以辐射定标精度较高的Terra/MODIS数据为参考,分别使用光线匹配法（RM）和辐射传输模型方法（RTM）对HJ-1B/CCD1数据进行交叉辐射定标,并与相同条件下进行的场地定标结果比较。实验结果表明,使用这两种方法获取的CCD1的第2、3、4波段的定标结果与场地定标结果差异较小,只有第1波段定标结果与场地定标结果差异相对较大,这证明了交叉辐射定标方法的有效性。另外,虽然RTM方法考虑了参考传感器和待定标传感器光谱响应和观测几何的差异,但是由于RTM方法会受到所使用的6S模型本身的误差以及输入的大气参数、地表参数测量误差的影响,该方法并不总是优于RM方法。     

环境卫星CCD传感器场地辐射定标与交叉定标的比较

利用2009年8月敦煌定标场实测光谱数据和大气参数数据,采取反射率定标法,获得环境卫星CCD传感器的定标系数.同时,利用LANDSAT-5的TM影像对环境卫星CCD传感器进行交叉定标.通过对比两组定标结果,并比较其与中国资源卫星应用中心公布的定标系数之间的差异,验证定标系数的可靠性.结果表明,交叉定标与场地定标的差异在...     

基于多个稳定目标的吉林一号光谱02卫星多光谱成像仪的在轨绝对辐射定标

卫星在轨后精准的绝对辐射定标是对其观测数据进行定量化应用的基础。与传统的场地定标法、交叉定标法相比，基于稳定场景目标的定标方法具有成本低、频次高、可实现历史数据定标等优点。使用中分辨率成像光谱仪（MODIS）的MCD19A1产品、MCD43A1产品和MOD03(MYD03)产品模拟出MODIS band8在光谱02卫星观测条件下的方向反射率，再结合MCD43A1产品中MODIS band1～band5的方向反射率、MCD19A2产品中的气溶胶参数、水汽参数以及MOD07(MYD07)产品中的臭氧参数，对2021年10月光谱02卫星多光谱成像仪对多个稳定目标成像的入瞳辐亮度进行辐射传输模拟，实现对其在轨绝对辐射定标。对该定标系数的真实性检验结果表明：与发射前定标系数相比，基于重新标定系数进行大气校正的结果与哨兵2号反射率产品的差异明显减小；重新标定的观测辐亮度与包头地基自动辐射定标数据的平均相对差异为3.18%，说明定标结果具有较高的精度。研究结果可以为使用稳定目标对中高空间分辨率光学遥感卫星在轨绝对辐射定标提供方法支撑。     

HJ-1B热红外通道星上定标精度检验与敏感性分析

利用内蒙古达里湖定标与真实性检验场地的星地同步观测数据,通过辐射传输模型计算大气廓线高度、大气气体含量、水表参数和观测角度等因子的不确定性对HJ-1B热红外通道（B08）星上定标精度的影响,分析星上定标对各观测因子误差的敏感性。结果表明,回归星上黑体常温点293K和高温点328K得到的HJ-1B B08星上定标,在285.5K点的定标精度在0.84K以内,从定标角度来说,满足陆表温度反演1.0K以内对定标精度的要求,而较难满足水表温度反演0.3K以内对定标精度的要求;星上定标更适用于洁净、干燥大气和高温、高比辐射率地物目标的定标。     

星载光学遥感器可见近红外通道辐射定标研究进展

辐射定标是遥感定量化应用的基础。在阐述辐射定标概念,意义和方法的基础上,介绍了发射前定标、在轨星上定标和在轨替代定标的各种方法,并分析了这些方法在卫星不同阶段所起的作用。以在轨替代定标中的场地定标法、场景定标法和交叉定标法为重点,详细介绍了其中各种方法的基本原理,适用范围以及当前国内外研究现状。最后,对当前国际上辐射定标的发展趋势作出展望,并针对国内的辐射定标现状提出相关的建议,使用户能够得到更高精度的遥感数据。     

An evaluation of the temporal stability of HJ-1 CCD data using a desert calibration site and Landsat 7 ETM+

Remote-sensing data from the China Huan Jing 1 charge-coupled device (HJ-1 CCD) sensors have been extensively used to capture the dynamics of the Earth’s resources and environment, and to complement Landsat observations. It is critical to obtain radiometrically continuous and consistent measurements from multiple instruments spanning various periods. This study evaluated the radiometric stability of the HJ-1 CCD sensors since launch based on the stable Dunhuang calibration site and the Landsat Enhanced Thematic Mapper Plus (ETM+). The top-of-atmosphere (TOA) reflectance trends revealed from all rigorous selected cloud-free images showed that all bands of the CCD sensors degraded with time ranging from 1% to 7% per year, with the near-infrared (NIR) bands exhibiting the greatest drift. In addition, comparisons between the simultaneous HJ-1 CCD and Landsat ETM+ data revealed that the HJ-1 CCD agreed with the ETM+ within 3% for blue, green, and red bands after adjustment for spectral differences, whereas the NIR bands exhibited larger uncertainties at the level of 4%. The results provided comprehensive analysis of the long-term radiometric performance of the HJ-1 CCD sensors, which will serve as a reference for further applications using HJ-1 CCD data, as well as for successor missions of Chinese satellites, e.g. the Gaofen (GF) series of Earth observation satellites.     

Validation of HJ-1 B charge-coupled device vegetation index products with spectral reflectance of Hyperion

To validate the HJ-1 B charge-coupled device (CCD) vegetation index (VI) products, spectral reflectance data from EO-1 Hyperion of a close date were used to simulate the band reflectance of the HJ-1 B CCD camera. Four vegetation indices (the normalized difference vegetation index (NDVI), the ratio vegetation index (RVI), the soil adjusted vegetation index (SAVI) and the enhanced vegetation index (EVI)) were computed from both simulated and actual HJ-1 B CCD band reflectance data. Comparisons between simulated and actual HJ-1 B CCD band reflectance data, as well as that between simulated and actual HJ-1 B CCD vegetation indices were implemented to validate the VI products of the HJ-1 B CCD camera. The correlation coefficients between simulated and actual HJ-1 B CCD band reflectance data were 0.836, 0.891, 0.912 and 0.923 for the blue, green, red and near infra-red bands, and the correlation coefficients between simulated and actual HJ-1 B CCD VIs were 0.943, 0.926, 0.939 and 0.933 for SAVI, RVI, NDVI and EVI. The standard deviation of differential images between actual and simulated HJ-1 B CCD VIs are 0.052, 0.527, 0.073 and 0.133. The results show that the VI products from the HJ-1 B CCD camera are consistent with the simulated VIs from Hyperion, which proves the reliability of HJ-1 B CCD VI products.     

面向内陆水环境监测的GF-1卫星WFV数据特征评价

各种卫星遥感数据在内陆水环境监测中得到日益广泛的应用并各具优势和不足。2013年4月发射的高分一号(GF\|1)卫星搭载的宽视场相机(WFV)为水环境监测提供了新的数据源。通过与Landsat8 OLI和HJ\|1 CCD对比,从辐射、光谱和空间3个方面客观评价GF\|1 WFV 的数据特征,并分析其在内陆水环境监测应用中的优缺点。结果表明:WFV在内陆水体区域的灰度级数和信噪比高于CCD但低于OLI 10 bit的量化等级足以满足水质参数反演的精度要求,在水体监测应用中WFV现有辐射定标系数需修正;WFV的波段数量和宽度与CCD基本一致,比OLI的少且宽,不能很好地捕捉内陆水体的光谱特征;WFV16 m的空间分辨率和800 km的幅宽,明显优于CCD和OLI。总之,WFV在大范围中小型内陆水体环境动态监测方面具有良好的应用前景。     

基于HJ-1A/B卫星CCD数据的土地宏观监测试验研究

对HJ-1A/B卫星CCD数据质量进行分析,并采用人工解译和计算机自动分类两种方法进行土地利用信息提取试验研究。结果表明,HJ-1A/B卫星CCD数据能够满足制作1∶100 000比例尺数字正射影像图的平面精度要求,可用于不大于1∶100 000比例尺的土地利用宏观遥感监测。
     

HJ-1A/1B卫星远程播报系统的实现

基于环境与灾害监测预报小卫星星座中的HJ-1A、1B卫星遥感数据,提出一种卫星影像数据与矢量数据在远程播报系统中快速叠加匹配的方法与技术流程。在此基础上,实现了HJ-1A、1B卫星宽覆盖CCD相机的数据远程播报。系统测试表明,远程播报系统对HJ-1A、1B卫星数据空间定位准确,数据处理速度快,满足远程播报实时显示数据的要求。     

HJ-1A/1B星CCD传感器数据在黄东海浒苔监测中的应用

基于浒苔光谱特性和归一化植被指数,利用HJ-1A/1B星CCD传感器数据对黄东海浒苔进行监测。监测结果表明HJ-1A/1B星CCD传感器,可以提供比MODIS更多的精细信息,如提供重点海域的浒苔分布范围、覆盖范围、变化状况等信息。