机载AISA Eagle Ⅱ高光谱数据处理——以额济纳旗试验区为例

机载AISA EagleⅡ传感器为"黑河综合遥感联合试验(HiWATER)"额济纳旗试验区提供航空高光谱影像。介绍了高光谱原始数据的辐射定标、几何校正、大气校正等预处理过程。根据研究区地形差异以及数据使用目的的多样性,几何校正中可选择是否加高精度DEM产品,大气校正的选择策略可分为平坦地形无DEM的大气校正和起伏地形添加DEM大气校正。本试验数据采用加载高精度DEM的几何校正和平坦地形大气校正方法,经过预处理后的高光谱数据产品,其地理坐标与高分辨率的CCD影像对比,地理位置信息较为准确;与实测地物光谱对比,影像光谱能较好地体现地物光谱的特性,数据可用作定量遥感进一步的研究。     

基于IDL的遥感影像大气与地形校正方法实现

介绍了利用交互式数据语言（Interactive Data Language,IDL）开发TM/ETM遥感影像大气与地形校正模型的详细过程,以2000年4月30日密云ETM影像为例,对大气与地形校正方法的有效性和实用性进行了验证。结果表明,该方法有效地消除了大气与地形影响,提高了地表反射率等地表参数的反演精度和数据质量,为进一步开展定量遥感研究提供了数据质量保障。     

Landsat-8 OLI与Sentinel-2 MSI山区遥感影像辐射一致性研究

受影像获取时间、大气条件、观测角度、传感器波段设置以及山地地形等因素的影响,山区多源、多时相光学遥感卫星影像间的辐射不一致问题较为突出。以Landsat-8 OLI与Sentinel-2 MSI为例探究山地多源遥感影像间的辐射一致性,旨在为多源影像在山区的协同应用提供理论支持。选取同期OLI和MSI影像,进行大气校正、BRDF校正、光谱通道校正以及影像间的辐射一致性分析,并研究地形对辐射一致性的影响。结果表明:(1)未经校正的Landsat-8 OLI-L1T与Sentinel-2 MSI-L1C反射率影像间的辐射一致性较高(各波段R2均大于0.9);(2)经过6S大气校正、C因子法BRDF校正,影像间辐射一致性进一步提高(如蓝波段反射率RMSD依次减小22%、10%),但光谱通道校正后一致性并未显著增强;(3)地形效应导致了影像阴坡、阳坡辐射一致性水平的较大差异(如BRDF校正后SWIR波段阳坡的反射率平均绝对差为0.010、RMSD为0.006 6,阴坡平均绝对差为0.005、RMSD为0.004 3),且阳坡辐射差异随坡度增大而增大,阴坡则相反。因此,在进行多源遥感影像协同之前,需要进行有效的大气校正、BRDF校正以及光谱通道校正。另外,针对山地遥感影像还应开展地形辐射校正以进一步提高影像间的辐射一致性。     

基于遥感云计算平台的卫星影像大气校正应用系统的设计

针对传统大气校正处理模式在数据共享以及业务流程等方面的不足,依托PIE-Engine遥感云计算平台,采用FastAPI Web框架的前后端分离技术,设计了支持PSG等高性能大气辐射传输模型的卫星影像大气校正在线应用系统。在此基础上,开发了一种可指定传感器、目标点位和观测时间等输入条件,运用自适应查找表快速处理业务的大气校正原型系统。该系统的设计和研究,有效拓展了遥感云计算平台的应用领域,也为日后实现功能完备的遥感影像处理分析在线应用系统提供了技术支持。     

卫星遥感影像数据的地形影响校正

地形影响校正是遥感影像辐射校正的主要内容，是获得地表真实反射率的必不可少的一步。本文提出的方法中，将6S大气校正模型与数字高程模型（DEM）结合起来，计算出水平地面上接收到的直接辐射与漫射辐射，并采用一个简单公式将其转化到地形坡面上，从而实现了对地面的辐射能量校正，同时，6S模型对卫片还进行了大气改正，可输出卫片在大气层底部的辐射亮度与反射率；然后将基于坡面的反射率换算到其在水平面上的对应值，即实现了对反射率的地形影响校正。在我们所实施的“滇金丝猴保护项目”的植被研究中，应用本方法对梅里雪山区域的ETM＋影像进行了校正，大大减小了地形对遥感数据的附加影响。     

基于改进型Minnaert地形校正模型的应用研究

在复杂的山区,地表接受的太阳辐射受到地形起伏的影响严重,干扰提取遥感专题信息精度,地形校正成为提高定量化遥感数据处理精度的关键技术之一。在目前已有的多种地形校正模型中,陆灯盛改进型Minnaert模型不仅所需基础数据获取容易,并且解决了仅依靠单一的Minnaert系数k造成的校正精度不高的难题,是山区遥感信息处理过程中地形校正的有效方法之一。选取浙江省青田县的ETM影像和对应的DEM数据,分别利用余弦模型、原始的Minnaert模型和改进型Minnaert模型对遥感影像进行地形校正。研究结果表明改进型Minnaert模型能有效地去除地形的影响,同时又能保持地物原有的纹理特征和光谱特性,具有较强的实用性。基于图像统计分析,与余弦模型及原始的Minnaert模型校正结果相比,改进型Minnaert模型地形校正效果明显增强。     

基于波谱匹配的Hyperion数据大气校正方法对比研究

遥感影像数据的大气校正是高光谱遥感地空对比、信息提取的前提和关键,如何根据不同数据、不同研究区、不同研究目的选择合适的大气校正方法是高光谱遥感应用研究的重点和难点。针对EO\|1卫星Hyperion高光谱遥感数据特点和研究区地形环境特征,分别选择线性回归经验模型、基于MODTRAN4模型的FLAASH和基于DEM数据的ACORN\|3模型不同大气校正方法对研究区Hyperion数据进行大气校正。从波谱匹配、识别的目的出发,通过计算不同方法校正后影像像元的波谱曲线与实测地面波谱曲线的匹配程度分析不同大气校正方法的校正效果。     

TM遥感影像的地形辐射校正研究

从地面所接收到的太阳直接辐射、天空散射辐射和临近地形反射附加的辐射三个方面分析计算地面每个像元的太阳总辐射,并在此基础上建立地表真实反射率恢复模型,实现对地形的辐射校正。在算法实现上,采用交互式数据语言（Interactive Data Language,IDL）,结合6S大气校正模型和数字高程模型（DEM）进行编程实现。利用北京山区的TM遥感影像所做的实验表明该方法能有效地消除卫星影像中地形的影响,为影像的后续处理提供更真实的信息。     

Landsat8卫星影像大气校正及其植被指数与SEVI性能比较

遥感影像受大气的吸收散射以及地形起伏变化的影响,使得传感器接收到的辐射信号既包含了地物的信息,同时也包含了大气以及地形的信息。为了提高地表反射率的反演精度,需要去除遥感影像中大气和地形的影响。提出了一种基于查找表的Landsat8-OLI遥感影像的大气校正方法,该方法由6S辐射传输模型生成查找表,其中输入的参数包括大气水蒸汽含量、臭氧浓度和气溶胶光学厚度等MODIS大气参数产品。利用传统方法建立的大气参数查找表通常只考虑一部分因素,这对于以MODIS产品为输入参数的大气校正是不适用的。本文建立了一个包括大部分输入参数的高维大气校正查找表,对于Landsat-8 OLI传感器具有很高的通用性,通过进行光谱分析、与USGS地表反射率产品交叉验证等方式来验证模型的精度。验证结果表明该方法能有效地反演精确可靠的地表反射率。最后,采用目视解译、统计分析将校正结果与SEVI做对比分析,比较地形影响消减的效果。结果表明该模型与SEVI在地形消减的效果上作用相当。     

Landsat8卫星影像大气校正及其植被指数与SEVI性能比较

遥感影像受大气的吸收散射以及地形起伏变化的影响，使得传感器接收到的辐射信号既包含了地物的信息，同时也包含了大气以及地形的信息。为了提高地表反射率的反演精度，需要去除遥感影像中大气和地形的影响。提出了一种基于查找表的Landsat8-OLI遥感影像的大气校正方法，该方法由6S辐射传输模型生成查找表，其中输入的参数包括大气水蒸汽含量、臭氧浓度和气溶胶光学厚度等MODIS大气参数产品。利用传统方法建立的大气参数查找表通常只考虑一部分因素，这对于以MODIS产品为输入参数的大气校正是不适用的。本文建立了一个包括大部分输入参数的高维大气校正查找表，对于Landsat-8 OLI传感器具有很高的通用性，通过进行光谱分析、与USGS地表反射率产品交叉验证等方式来验证模型的精度。验证结果表明该方法能有效地反演精确可靠的地表反射率。最后，采用目视解译、统计分析将校正结果与SEVI做对比分析，比较地形影响消减的效果。结果表明该模型与SEVI在地形消减的效果上作用相当。     

基于ArcScene的遥感影像三维可视化技术研究与应用

分析遥感影像三维可视化的研究意义和现状;探讨基于ArcScene平台遥感影像三维可视化的实现方法和技术流程;以西藏自治区日喀则地区定日县的TM遥感影像和SRTM DEM数据,以及定日县遥感测站点经纬度坐标为数据实例,完成了定日县遥感影像三维地形可视化的构建,为该地区地形勘察、地理分析等提供了良好的三维环境基础资料。结合RS与GIS完成三维地形可视化构建的技术,为3S技术的结合应用做出了推广。     

Perspective terrain visualization—A fusion of remote sensing, GIS, and computer graphics

Techniques are presented that are used for the perspective visualization of natural landscapes in the field of environmental planning and civil engineering. In order to obtain a photo-realistic visual simulation, we use digital elevation models (DEM) and images generated by remote sensing techniques. The remote sensing systems used in this work include Landsat Thematic Mapper, SPOT HRV, and aerial photography. To achieve high quality perspective views, we first have to pay attention to an appropriate preprocessing of the remote sensing imagery. This includes radiometric corrections and image enhancement procedures as well as a precise geometric correction that is executed to achieve accurate coregistration of the different images with the terrain model. A mosaic of several images at different resolutions is stored, together with the DEM, in a database covering an extensive area. Projection software permits the user to specify all interior and exterior orientation parameters of a virtual camera to compute any perspective view. To obtain greater realism, atmospheric effects can also be simulated. Our visual simulation approach using a virtual scene permits automated image montage of 3D simulated objects. The achieved results show that this technology can be used in many different domains where terrain visualization is required.     

COMPUTER GRAPHICS AND REMOTE SENSING – A SYNTHESIS FOR ENVIRONMENTAL PLANNING AND CIVIL ENGINEERING

This paper presents efforts undertaken in the field of photo-realistic visualization of natural landscapes using digital elevation models (DEM) and images generated by remote sensing techniques. The remote sensing systems used in this work include Landsat Thematic Mapper, SPOT HRV and aerial photographs. After an appropriate preprocessing, including radiometric corrections and image enhancement procedures, a precise geometric correction is performed in order to achieve a very high co-registration of the images with the elevation model. A mosaic of several images at various resolutions is stored together with the DEM in a data set covering an extensive area. These data are then input to an efficient hardware-independent terrain rendering algorithm based on a forward projection. Atmospheric effects can be simulated. The concept of a virtual scene allows an automated embedding of raytraced 3D objects. The results show that these methods can be used in the field of environmental planning, civil engineering and other applications where terrain visualization is required.     

Parametrized BRDF for atmospheric and topographic correction and albedo estimation in Jiangxi rugged terrain,China

A method is presented for bi‐directional reflectance distribution function (BRDF) parametrization for topographic correction and surface reflectance estimation from Landsat Thematic Mapper (TM) over rugged terrain. Following this reflectance, albedo is calculated accurately. BRDF is parametrized using a land‐cover map and Landsat TM to build a BRDF factor to remove the variation of relative solar incident angle and relative sensor viewing angle per pixel. Based on the BRDF factor and radiative transfer model, solar direct radiance correction, sky diffuse radiance and adjacent terrain reflected radiance correction were introduced into the atmospheric‐topographic correction method. Solar direct radiance, sky diffuse radiance and adjacent terrain reflected radiance, as well as atmospheric transmittance and path radiance, are analysed in detail and calculated per pixel using a look‐up table (LUT) with a digital elevation model (DEM). The method is applied to Landsat TM imagery that covers a rugged area in Jiangxi province, China. Results show that atmospheric and topographic correction based on BRDF gives better surface reflectance compared with sole atmospheric correction and two other useful atmospheric‐topographic correction methods. Finally, surface albedo is calculated based on this topography‐corrected reflectance and shows a reasonable accuracy in albedo estimation.