遥感系统的光谱辐射定标

遥感系统的光谱辐射定标问题是遥感器设计和遥感数据使用中的一个重要问题,近几年来引起了国内外遥感界不少学者的重视和兴趣。本文概括地介绍遥感系统中光谱辐射定标技术的发展状况,以及国外几个著名的空间遥感器上所使用的定标方法。     

利用MODIS数据对FY4A AGRI传感器蓝光通道交叉辐射定标

针对传感器辐射性能在使用过程中发生变化的问题,提出采用交叉辐射定标方法对我国新型静止气象卫星FY4A AGRI传感器进行辐射定标。文章选择敦煌区域作为交叉辐射定标实验研究区,采用MODIS数据对FY4AAGRI传感器蓝光波段进行交叉辐射定标,在不同传感器太阳高度角、卫星天顶角与相对方位角、通道光谱响应的差异校正基础上,计算得出AGRI传感器蓝光通道辐射定标系数;然后分别利用敦煌区域与澳大利亚弗罗姆干盐湖区域作为检验区域,与原始系数的辐射定标结果进行对比。结果表明,利用MODIS传感器进行交叉辐射定标,提高了辐射定标精度。在春季敦煌区域中,原始系数与交叉辐射定标系数的辐射定标精度的相对误差分别为6.51%、5.80%;在冬季澳大利亚弗罗姆干盐湖区域中,原始系数与交叉辐射定标系数定标的相对误差分别为5.28%、4.84%;通过比较分析2个区域不同因素的影响程度,可知光谱响应差异是影响误差精度的重要因素;2个区域不同季节的分析结果表明,随着时间增长,蓝光通道的衰减对误差精度有一定程度的影响。     

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...     

基于时间序列的MODIS遥感数据的辐射定标

针对基于统计量的辐射相对定标的不足之处,提出了一种基于小波提升分解的小波变换算法,以解决时间序列上的MODIS遥感图像的辐射定标问题。该方法使用不同年限获取的MODIS卫星影像分别进行提升小波分解,对低频信号进行灰度辐射定标后再与高频信号重构,通过提升小波逆变换得到结果图像,实验结果表明效果较好。     

基于工作流的星载SAR辐射定标系统研究与设计

在对原有星载SAR辐射定标处理系统的开发和认识的基础上,分析星载SAR辐射定标处理系统的领域需求及辐射定标数据的处理流程,并对工作流技术及工作流管理系统机制进行研究.在现有的SAR辐射定标处理系统中引入工作流技术及设计思想,实现系统处理的控制逻辑与具体的实现逻辑分离,及辐射定标数据处理的自动化或半自动化,提高数据处理的效率以及系统的灵活性和适应性.     

风云三号微波大气探测载荷辐射定标

风云三号气象卫星是我国第二代极轨业务气象卫星,具有全球、全天候和多光谱探测能力,装载有微波温度计和微波湿度计2台微波大气探测载荷,自2008年首发星升空后,风云三号微波大气探测载荷资料在防灾减灾和数值天气预报同化应用中发挥了积极作用。风云三号气象卫星微波载荷辐射定标是从原始观测计数值出发获取目标亮温的数据处理技术过程,包括发射前定标、在轨星上定标、综合辐射定标和历史资料再定标4个技术环节。精确的辐射定标是星载被动微波辐射计遥感资料定量应用的基础。本文综述了风云三号气象卫星微波大气探测载荷综合辐射定标技术,介绍了风云三号微波大气探测载荷综合辐射定标基本原理及技术现状,展望了风云气象卫星微波大气探测载荷综合辐射定标技术未来发展。     

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。     

星载微波散射计的在轨定标技术现状及展望

星载微波散射计通过测量海面不同方位向的后向散射系数反演出海面的风速和风向,为了满足测量精度要求,必须对其进行在轨定标.本文总结了现有微波散射计的在轨定标技术,包括有源定标器法、陆地自然目标法、海洋目标法和星星交叉定标法;然后分析了每种定标方法的优缺点;最后,描述了现有定标方法适用扇形波束体制散射计和笔形波束圆锥扫描体制散射计的特性.     

SAR辐射定标技术研究与应用

针对机载SAR辐射定标问题,该文通过对试验获取SAR图像进行分析处理,分别利用积分法和峰值法计算角反射器的回波响应能量,通过雷达方程推导出回波响应能量和定标常数、理论RCS的关系,由此计算出定标常数,并对结果进行了分析.结果表明,在本文的试验条件下,积分法的相对和绝对定标精度优于峰值法的相对和绝对定标精度.     

FY-3C MWRI在轨交叉辐射定标

精确辐射定标是定量遥感的基础.以搭载在全球降水测量(Global Precipitation Measure-ment,GPM)卫星上的微波成像仪(GPM Microwave Imager,GMI)为辐射基准,用双差异(Double Difference,DD)方法对搭载在我国风云三号C星(Fengyun 3C,FY-...     

Ground-based Automatic Radiometric Calibration of Land Observation Satellite Optical Sensors and Cross Validation Analysis

Due to the low cost-effectiveness and large uncertainty of single calibration for traditional ground-based radiometric calibration methods,it is difficult to meet the requirement ofhigh-precision radiometric calibration of satellite payloads.Aroutinely-operated ground-based automatic radiometric calibration method was developed and applied on radiometric calibration and cross validation analysis of Landsat-8/OLI opticalsensor based on the “National Calibration and Validation Site for High Resolution Remote Sensors” (hereinafter referred to as the “Baotou Site”) in Baotou.The comparison of 11 observation results (from May 2016 to April 2017) between on-board calibration and ground-based calibrationare in good agreement：for the four bands of blue,green,red and near infrared,the average relative deviation between ground-based calibration and on-board calibration was 0.83%,-0.21%,-0.20%,and -1.37%,respectively,while the standard deviation was 2.78%,2.89%,2.94%,and 2.20%,respectively.Further,quantitative analyses on the sources of errors in the process of ground-based automatic radiometric calibration was conducted.The results showed that the final uncertainties of ground-based automatic radiometric calibration in the four bands of blue,green,red,and near infrared were 5.06%,4.65%,4.80%,and 4.98%,respectively.Good consistency between ground-based calibration and on-board calibration proved the reliability of this method,which can dramatically promote the frequency and timeliness of satellite radiometric calibration.     

星载SAR传感器外场定标实验研究—以TerraSAR-X卫星为例

传感器的定标精度是衡量SAR卫星系统性能和数据质量的重要标志。以TerraSAR\|X卫星为例,系统设计了外场定标实验流程,围绕高精度获取参考目标外场实际几何坐标和散射截面积的目标,对角反射器的设计与制作、布设方案、状态参数计算和坐标精密测量等问题进行了研究。基于同步获取的SAR数据和外业数据,进行了TerraSAR\|X几何和辐射定标参数的精度验证。验证结果证明了实验总体设计和关键问题解决的有效性,对于其他星载SAR定标工作具有借鉴意义。
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一种稳健的多时相遥感图像相对辐射校正方法

变化检测是通过分析多时相遥感图像实现土地利用动态监视的一种有效方法，但在变化检测 分析前，需要经过辐射校正消除光照等因素对地物光谱辐射的影响，使同一地物在不同时相 影像中具有相同的辐射量。根据地物在不同时相遥感图像中的光谱特性满足线性关系的 特点，提出一种自动实现多时遥感图像相对辐射校正的稳健方法，首先通过最小差分回归找 出非变化地物在多时相遥感图像中的辐射关系 |然后利用变化区域证实过程消除变化区域对 辐射校正处理的影响 |最后通过循环迭代实现图像间的辐射校正。提出的方法不仅可以自动 地实现多时相遥感图像的相对辐射校正，而且能够保证图像的辐射分辨率不会因为辐射校正而降低。     

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。     

SAR有源编码辐射定标技术研究

在对SAR有源编码辐射定标技术的研究中,首先开展了地物杂波信号对SAR辐射定标精度影响的研究,推出了受地物杂波信号影响的系统总体传递函数的误差公式,其次分析了有源编码辐射定标技术抑制地物杂波的机理和信号处理流程。在不同地物杂波分布情况下,完成了SAR有源编码辐射定标技术的仿真实验。实验结果证明SAR有源编码定标技术能够有效地抑制地物杂波信号的影响,改善SAR辐射定标的精度,特别是提高了定标场地选择的灵活性。     

HJ-1星CCD相机场地辐射定标与真实性检验研究

为了满足HJ-1星遥感数据定量化应用的需求,2008年10月中旬,以敦煌定标实验场为地面目标,采用反射率基法对HJ-1A和HJ-1B星的CCD相机开展场地绝对辐射定标,以确定CCD相机响应的变化,并对得到的定标结果进行了误差分析。同时利用非定标同日的敦煌场和贡格尔实验场的CCD星地同步数据得到的表观辐亮度作为标准值,对定标系数进行真实性检验研究。结果表明,定标系数模拟出的CCD表观辐亮度与标准值非常接近,误差均小于3%。研究表明:此次定标实验的结果精度高,并将两次同步数据的定标系数平均值作为定标系数结果,为CCD相机定量化应用研究奠定了良好基础。     

敦煌地区大气气溶胶对卫星传感器辐射校正的影响

１９９４年６月，利用光谱辐射计在中国西北敦煌西戈壁地区进行了一次大气衰减测量试验。利用测量结果和有关资料，给出了该地区气溶胶光学厚度及其粒子大小谱分布。并将实验结果与我国东部典型地区的气溶胶特性测量结果作了比较，结果表明：敦煌西戈壁地区气溶胶类似于我国东部地区乡村气溶胶模型，并显示出该地区大气中气溶胶大粒子（ｒ≥１．０μｍ）含量占有一定比例。为对即将开展的遥感卫星传感器辐射校正工作作准备，进一步利用模拟计算分析的方法在可见（以０．５５μｍ代表）、中红外（以１０．６μｍ代表）波段，探讨了气溶胶粒子折射指数虚部、粒径大小对气溶胶消光和吸收作用的影响，得到了气溶胶吸收在一般情况下与折射指数虚部呈线性关系及在可见波段对气溶胶消光有影响作用的折射指数应部的变化范围很小的结果。在所给粒径范围（０．０１μｍ≤ｒ≤１０．０μｍ）内，可见波段气溶胶吸收对粒子半径（ｒ）的依赖性较大；气溶胶散射在０．０１μｍ≤ｒ≤０．１μｍ范围内对ｒ的依赖性几乎为线性关系，随ｒ的进一步增大，气溶胶散射和吸收趋于常数。     

风云三号微波湿度计航空校飞辐射定标原理及数据分析

风云三号微波湿度计是我国首次在轨定量应用于大气探测的星载被动微波辐射计,为验证载荷辐射性能,发射前于2007年9月至11月开展了航空校飞试验,历时2个月共转场青海湖、敦煌和云南普洱3个试验场,地面同步实施了辐射校正测量。在阐述星载微波大气探测载荷航空校飞辐射定标原理基础上,开展航空校飞数据分析,并与同步辐射校正测量结果进行了比对验证,结果表明风云三号微波湿度计初样产品探测结果符合设计指标要求。风云三号微波湿度计航空校飞试验为其资料在轨业务定量应用奠定了基础,其中航空校飞辐射定标模型支撑了后续风云三号卫星微波湿度计在轨业务定标。     

风云三号微波湿度计航空校飞辐射定标原理及数据分析

风云三号微波湿度计是我国首次在轨定量应用于大气探测的星载被动微波辐射计，为验证载荷辐射性能，发射前于2007年9月至11月开展了航空校飞试验，历时2个月共转场青海湖、敦煌和云南普洱3个试验场，地面同步实施了辐射校正测量。在阐述星载微波大气探测载荷航空校飞辐射定标原理基础上，开展航空校飞数据分析，并与同步辐射校正测量结果进行了比对验证，结果表明风云三号微波湿度计初样产品探测结果符合设计指标要求。风云三号微波湿度计航空校飞试验为其资料在轨业务定量应用奠定了基础，其中航空校飞辐射定标模型支撑了后续风云三号卫星微波湿度计在轨业务定标。